DE99010C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14-: Dampfmaschinen.

Kapselwerk.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 13. Juli 1897 ab.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Dampfmaschine mit umlaufenden Flügelkolben derjenigen an sich bekannten Art, bei welcher die an einem concentrischen festen Zapfen drehbar aufgehängten Flügelkolben durch einen excentrisch umlaufenden Innencylinder geführt werden, wodurch bei dem Antrieb der Flügelkolben durch den Dampf Arbeitskammern von veränderlichem Querschnitt und entsprechend veränderlicher wirksamer Kolbendruckflä'che gebildet werden. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung eine derartige Dampfmaschine, die in beiden Umlaufsrichtungen unter gleichen Bedingungen betrieben werden kann, und zwar derart, dais der Dampf theilweise durch Expansion wirkt. Sie kennzeichnet sich bekannten derartigen Dampfmaschinen gegenüber dadurch, dafs der mittelst eines Vertheilungsschiebers unter Vermittelung des Drehschiebers für die Umsteuerung hinter jeden der mehrfach vorgesehenen Flügelkolben tretende Frischdampf, der nach Absperrung des Schiebers expandirt, bei Erreichung der höchsten wirksamen Kolbenfläche auspufft, so dafs in jeder Kolbenkammer der Dampf bei der Expansionszunahme entsprechend zunehmender Kolbenfläche ohne jeden Gegendruck wirkt. Demgemäfs ist bei der in dem Ausführungsbeispiel dargestellten Anordnung dreier ,Flügelkolben die Auspufföffnung am Cylindergehäuseumfang als eine Querreihe von Längsschlitzen gegenüber der excentrischen Lagerung des umlaufenden Cylinders, d. h. an der Stelle der höchsterreichbaren Kolbendruckfiäche vorgesehen und der Vertheilungsschieber läfst vermittelst des in die Dampfzuleitung eingeschalteten Drehschiebers für die Umsteuerung während jeder Umdrehung dreimal Frischdampf eintreten, und zwar unter rechtzeitiger Absperrung zur Ausnutzung der Expansion mit gleichem bezw. der zunehmenden Kolbendruckfläche wegen gröfserem Vortheil, wie bei den üblichen Maschinen mit hin- und hergehenden Kolben, während andererseits der bei diesen vor dem Hubwechsel absichtlich herbeigeführte Compressionsdruck, als bei der abweichenden Arbeitsweise der umlaufenden Dampfmaschine schädlich, vollständig vermieden ist.

Die Beseitigung der Schwierigkeit, bei derartigen Maschinen neuen dampfdichten Abschlufs zu erzielen, erfolgt bei der in der Zeichnung dargestellten Äusführungsform zwischen dem Cylindergehäuse und den mit dem Excentercylinder umlaufenden Seitenscheiben in eigenartiger Weise mittelst über einander greifender Dichtungsringe von keilförmigem Querschnitt, während die dichte Anlage der Flügelkolben selbst mittelst unter Federwirkung stehender L-förmiger Dichtungsstücke gleichzeitig am Umfang und seitlich, erfolgt.

In der Zeichnung betrifft:

Fig. ι eine Ansicht der Dampfmaschine, bei welcher die vordere Gehäusewand theilweise weggebrochen gedacht ist;

Fig. 2 ist ein Längsschnitt,

Fig. 3 ein Horizontalschnitt;

Fig. 4 und 5 zeigen Einzelheiten der Dichtungen.

A ist die Hauptwelle, an deren innerem Ende die Scheibe B angebracht ist. C ist die äufsere Verschlufsplatte des Cyl.indergehäuses, c ist ein an dem Gehäuse befestigtes Lager, durch welches die Welle hindurchgeführt ist. C¹ ist die gegenüberliegende Verschlufsplatte des Gehäuses, welche einen mittleren Ansatz c¹ mit verjüngter Bohrung c² trägt. Durch die letztere ist das verjüngte Ende c³ eines Zapfens C³ hindurchgeführt, dessen anderes Ende C⁴ als Kurbel mit dem Zapfen c* ausgebildet ist. Der umlaufende Cylinder B¹ erhält zweckmäfsig ringförmigen Querschnitt und ist mit den Scheiben BB² verbunden. Die Nabe der Scheibe B ist auf der Welle A aufgekeilt, während die Nabe der Platte B² um den Zapfen C³ läuft. Die Scheibe B² greift mit einem ringförmigen Ansatz in eine Nuth am Ende des Cylinders B¹, wodurch ein dampfdichter Verschlufs zwischen der Scheibe und dem Cylinder gebildet wird. Die Platte B² ist mit dem Cylinder verschraubt, so dafs beide zusammen umlaufen. In Fig. 3 ist der untere Theil des Cylinders in punktirten Linien dargestellt.

D ist die mittlere Gehäusewand, welche mit den Verschlufsplatten durch Schraubenbolzen d verbunden ist. Die Cylinderscheiben B B² laufen mit geringem Spiel in dem Cylindergehäuse. Die Fufsplatte D¹ bildet einen Theil der mittleren Gehäusewand D, in dem unteren Theil des Gehäuses ist eine mittlere Kammer D² vorgesehen, welche an beiden Seiten Bohrungen d² erhält. Der Auspuff wird durch eine Reihe geradlinig angeordneter Oeffnungen Z)⁸ gebildet. Der Dampfraum D* ist concentrisch zu dem Zapfen c⁴ und am oberen Ende mit einer flachen Nuth d³ (Fig. 2) versehen, welche den Ringcylinder dichtet.

G sind geschlitzte Dichtungsringe von keilförmigem bezw. dreieckigem Querschnitt, welche in zugehörige Nuthen eingepafst sind, die in dem mittleren Gehäusetheil an dem inneren Rand ausgespart sind. Die Dichtungsringe G werden von zugehörigen, in gleicher Weise geschlitzten Dichtungsringen G¹ umgeben (siehe Fig. 5), an deren Innenseite eine Hanfdichtung G'² angebracht ist. Die letztere wird durch von Federn g² angedrückte Ringe G³ (Fig. 2 und 3) in ihrer Lage gehalten. Hierdurch wird der Dampfraum D¹ vollkommen dampfdicht gegen den mittleren Gehäusetheil und die umlaufenden Scheiben B und B² abgeschlossen. Die Flügelkolben H sind in bekannter Weise mit ihren inneren Enden h¹ auf dem Zapfen c⁴ gelagert und durch Schlitze h der Walzen H¹ hindurchgeführt, welch letztere durch Bohrungen B³ des Ringcylinders B¹ hindurchgeführt sind und in Nuthen b³ und έ⁴ der Scheiben B und B'² eingreifen. Die Walzen H' sind in bekannter Weise mit Bohrungen h² versehen, die in den Schlitz h münden und mit einer Hanfdichtung ausgefüttert sind, wodurch der Schlitz h dampfdicht abgeschlossen wird. Die Bohrungen B³, durch welche die Walzen H¹ hindurchgeführt sind, sind ebenfalls an beiden Seiten mit Hanfdichtungen ß⁴ versehen, welche gegen die Walzen H¹ durch Keile B⁵ angedrückt werden. Die äufseren Enden der Nuthen b³ und £>⁴, in welche die Walzen H¹ eingreifen, werden durch aufgeschraubte Verschlufskappen £⁵ dampfdicht abgeschlossen. Die dichte Führung der Flügelkolben ist jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die äufseren und Seitenflächen der Flügelkolben H werden durch L-förmige Dichtungsstücke abgedichtet. An der Innenseite der L-förmigen Dichtungsstücke sind Hanfdichtungen E² angeordnet, welche durch unter Wirkung von Federn i?⁵ stehende Haltestücke E³ in ihrer Lage gehalten werden. Hierdurch werden die an die Platten B² und die Innenfläche der Kammer Eⁱ angrenzenden Flächen der Flügel H dampfdicht abgeschlossen. In der Nuth d³ ist ein Dichtungsstück J angeordnet, welches mit einer Hanfdichtung J¹ ausgefüttert ist, gegen die sich ein Druckstück J² anlegt. Das Dichtungsstück J wird durch Federn j¹ angedrückt, wodurch eine Abnutzung des Stückes J¹ vermieden wird, welch letzteres mit seiner Aufsenfläche sich an die Dichtungsringe G und G¹ anlegt (s. Fig. 3). In dem oberen Theil des Gehäuses ist über der Dichtung J eine mittlere Bohrung 7¹ mit zweckmäfsig verjüngten Enden angeordnet, von welcher jederseits Kanäle / nach dem Dampfraum D⁴ führen. Die Bohrung I¹ ist mit einem Drehschieber 7² versehen, der einen U-förmigen Ausschnitt und eine mittlere Bohrung I³ trägt, welch letztere nach dem offenen Ende der Bohrung I^x führt, die ihrerseits durch einen Kanal i mit dem Auspuff verbunden ist.

Auf dem mittleren Gehäusetheil D ist ein Schieberkasten K angeordnet, in welchem durch eine Scheidewand K² ein Kanal K¹ abgetrennt ist. Die Scheidewand K² erhält einen Schlitz k; k³ ist das Dampfzuleitungsrohr. Die Auf- und Abwärtsbewegung erhält die Schieberstange¹ L durch Excenter, die in üblicher Weise arigeordnet sind. Die Schieberplatte erhält einen Mittelschlitz /c⁴. Der Dampfeinlafskanal wird gewöhnlich durch- einen Hahn Ä:⁵ abgesperrt. Der Drehschieber I¹ wird von aufsen mittelst Handgriffs M bethätigt, wodurch die Umlaufsrichtung der Maschine umgesteuert werden kann.

Bei der dargestelten Ausführungsform sind drei Flügelkolben H vorgesehen. Um die Maschine anzulassen, wird der Hahn k⁵ derart gedreht, dafs Dampf aus dem Dampfkasten in

den Kanal k^l eintreten kann. Der Dampf strömt alsdann durch K¹ und eine Bohrung 2 in das Drehschiebergehäuse /', von welchem er in den Kanal / eintritt und gegen den bei der in der Zeichnung erläuterten Stellung rechts-. liegenden Flügel if trifft. Das Excenter der Arbiitswelle erhält alsdann eine derartige Stellung, dafs die Ventilstange L eine Aufwärtsbewegung erfährt und dadurch die Schieberöffnung k freigiebt, so dafs der Dampf aus dem Schieberkasten durch den Kanal k¹ und Bohrung 2, Drehschieber 7¹ und-Kanal I gegen den nächstfolgenden Flügelkolben treten kann. Der Hahn /?⁵ kann zu einer beliebigen Zeit geschlossen werden, sobald die Maschine einmal angelassen ist. Der Schieber k wird so gesteuert, dafs der Dampf nach einer kurzen Strecke des von dem Kolbenflügel zurückgelegten Weges abgesperrt wird. Die hierdurch herbeigeführte Expansion des Dampfes treibt den Flügelkolben während der weiteren Strecke seines Weges bis zur Auspufföffnung, die an der Stelle angeordnet ist, wo die Druckfläche des Kolbens ihr Maximum erreicht.

Beim Niedergehen des Schiebers wird der Schlitz k durch- den Schlitz Ar⁴ freigegeben, so dafs der Dampf zu dem nächstfolgenden Flügelkolben treten kann. Bei erneuter Aufwärtsbewegung des Schiebers giebt die untere Schieberkante abermals den Schlitz k frei, so dafs der Dampf zu dem dritten Flügelkolben gelangen kann. Während einer Umdrehung erfolgt mithin ein dreimaliger Dampfeinlafs, und zwar je einmal für jeden Flügelkolben, wobei eine möglichst hohe Ausnutzung der Dampfexpansion erfolgt.

Der etwa hinter Z)³ noch zurückbleibende Auspuffdampf wird durch den Kanal i abgeleitet, welcher gegenüber der Dampfeinlafsöffnung und der mittleren Bohrung des Drehschiebers /² angeordnet ist. Die Flügelkolben sind während ihres Umlaufes dampfdicht gegen die Platten B und B'² abgeschlossen, während ihre wirksame Fläche sich nach dem Auspuff zu allmälig vergröfsert. Da im Augenblicke des Auspuffs die wirksame Fläche der Flügelkolben ihren höchsten Betrag erreicht, wird die Expansionsarbeit des Dampfes nicht durch einen von der Expansion in der vorhergehenden Kolbenkammer herrührenden Gegendruck beeinträchtigt und kommt in jeder Kolbenkammer genau in dem Verhältnifs der Expansion zu der Zunahme der wirksamen Druckfläche zur Wirkung.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Kapselwerk mit um einen festen Kurbelzapfen drehbaren Flügelkolben, dadurch gekennzeichnet, dafs der während einer halben Umdrehung durch den Steuerungsschieber (k) auf der einen Maschinenseite eintretende und zwecks Expansion abgesperrte Frischdampf gegenüber der Stellung des festen Kurbelzapfens (c^k) für die Flügelkolben (H) auspufft, derart, dafs derselbe ohne Gegendruck bis zur Erreichung der höchsten wirksamen, entsprechend der Expansionszunahme zunehmenden Kolbenfläche in einer je nach der Umdrehungsrichtung der Maschine wechselnden Kolbenkammerhälfte im Sinne der Umlaufrichtung der Maschine wirkt:

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.