DE22896C - Rotirende Maschine - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

In den beiliegenden Zeichnungen ist eine stationäre Maschine mit Regulatorvorrichtimg und eine Maschine mit Umsteuerung dargestellt.

Ich werde zunächst die Maschine für stationären Betrieb, welche nur nach einer Richtung gehen soll, also mit Regulator statt mit Umsteuerung versehen ist, erläutern.

Fig. ι ist die isometrische Ansicht der Maschine mit Regulator.

Fig. 2 ist ein Längsschnitt derselben.

Fig. 5 ist links ein theilweiser Querschnitt und rechts die Ansicht des Cylinders nebst Ansicht des Kolbens bei abgenommenem vorderen Deckel B\

Fig. 6 ist die Oberansicht des vorderen Deckels B\ .

Fig. 7 und 8 sind Schnitte desselben nach den Linien A*-B* und C*- £>*, Fig. 6.

Fig. 9 ist eine innere Ansicht des vorderen Deckels B\

Fig. 10 ist eine Oberansicht des hinteren verstellbaren Deckels B.

Fig. 11 ist ein Querschnitt desselben nach der Linie G*-JI*, Fig. 10.

Fig. 13 und 15 sind Schnitte des verstellbaren Deckels B nach den Linien JE*-jF* und G*-H* der Fig. 10 ohne Stellrädchen M.

Fig. 15 ist eine Vorderansicht des Regulators.

Fig. 16 ist eine Seitenansicht desselben.

Fig. 21 bis 26 sind Ansichten und Schnitt des Schiebermechanismus für gröfsere Maschinen.

Fig. 27 ist ein Verticalschnitt durch den hohlen Kolben.

Fig. 28 veranschaulicht den Dampfweg.

A, Fig. 2 und 5, ist der Cylinder, der an beiden Seiten durch die Deckel B und B^r geschlossen ist; derselbe hat oben an der Stelle, wo sich der Kolben an den Cylinder anlegt, eine Nuth, in der sich die Leiste F befindet, behufs Abdichtung des Kolbens an der Cylinderwandung. Die Leiste F wird durch Blattfedern, die in den Aussparungen F liegen, constant gegen den Kolben gedrückt.

Der hohle Kolben C, Fig. 5 und 27, welcher in Bezug auf die Cylinderbohrung excentrisch läuft, ist auf der Welle N -befestigt, besteht aus vier Rippen mit einem äufseren geschlossenen Kranz und hat zwei Einschnitte C¹ in zwei gegenüberliegenden Rippen, in welchen die Schieber O Aufnahme finden. Die Schieber O haben zur Abdichtung mit dem Kolben seitlich kleine Leisten/, Fig. 5 und 27, die durch Blattfedern oder durch den Dampfdruck gegen die Schieber geprefst werden. Diese Leisten/ liegen in einer Nuth des Kolbenkranzes, die durch die Länge des Kolbens geht, und befindet sich hinter den Leisten in der Nuth so viel Spielraum, dafs der Dampf, der durch kleine Bohrungen Zutritt erhält, auf die Leisten wirken und sie gegen die Schieber pressen kann. Die Schieber O sind Stahlplatten, werden auf den beiden Excentern P P¹ geführt und durch den im hohlen Kolben C bestehenden Dampfdruck gegen die Cylinderwandung gedrückt. Das eine Excenter P ist mit dem Deckel B aus einem Gufsstück, während P¹ durch die Schrauben s, Fig. 16, an den Deckel B¹ gezogen ist.

Zur Abdichtung des Kolbens gegen die Cylinderdeckel BB', Fig. 2 und 28, liegen an

den äufseren Enden des Kolbenkranzes zwei Ringe Z"¹/S ~ die ebenfalls, wie die Leisten f, durch Blattfedern bezw. Dampfdruck gegen die Cylinderdeckel gedruckt werden und einen dichten Abschlufs erzielen. Damit der Dampf hinter die Leisten/¹ treten kann, um dieselben dicht gegen· den Cylinderdeckel zu drücken, sind kleine Bohrungen angebracht. Der Kolben C hat an der Seite des Deckels B¹ eine Scheibe C², Fig. 2, 5, 27 und 28, die dicht an dem Cylinderdeckel liegt, in der sich zwei Oeffhüngen p befinden, die bei Rotation des Kolbens jeweilig auf die Dampfkanalöffnung D im Deckel B kommen, so dafs in diesen Momenten der Dampf durch D nach dem Kanal q² gelangen kann, Fig. 6 und 7.

Die Abdichtung der Welle mit den Deckeln B und B¹ wird erreicht durch je zwei Kegel QQ¹ und JiJi', Fig. 2 und 11. Die Kegel Q und H liegen dicht an der Welle an. Die Stücke Q¹ JR'¹ passen genau auf die Kegel QM, haben aufsen Schraubengewinde, wie die Deckel, und werden durch Anziehen fest auf die Kegel Q Ji geprefst, die gegen die Cylinderdeckel drücken und hierdurch vollkommene Metalldichtung bewirken. Die Kegel Q und Ji werden durch eine Nase von der Welle mitgenommen und rotiren mit derselben.

Die Gabel Ji² dient zum Stellen und Festhalten des Konus Q¹ bezw. Ji¹, Fig. 1, 3, 10 und 16.

Der Deckel B, Fig. 2 und 5, ist einfach durch Stiftschrauben am Cylindermantel befestigt und hat eine Nuth, in welche eine correspondirende Leiste f² des Cylinders pafst. Die Dichtung wird bei Deckel und Cylinder durch genaues Anpassen beider Theile erreicht. Der Deckel B ist aufsen mit Schraubengewinde eingerichtet, welches in den mit innerem Gewinde versehenen Ring B² pafst, und kann infolge dessen nachgezogen werden. In Fig. 10 ist aufserdem eine Anordnung derart getroffen, dafs der Ring B² als Zahnrad mit äufserer Verzahnung und innerem Gewinde construirt ist. In den Zahnkranz greifen die kleinen Zahnrädchen M ein, welche beim Drehen das Nachstellen des Deckels bewirken. An dem vorderen Deckel B¹ befindet sich, in Verbindung mit dem Ringkanal D der Kanal q², Fig. 6 und 7, durch den der Dampf in der ganzen Länge des Cylinders hinter die Schieber tritt, Fig. ι, 27 und 28. Der Dampf strömt also durch die Oeffnung / am hinteren Deckel B, tritt in den hohlen Kolben und macht von hier durch die Oeffnungen ρ obigen Weg.

Bei der stationären Maschine, welche nur in einer Richtung läuft, befindet sich am vorderen Deckel der Regulator.

Bei der Construction des Regulators ist davon ausgegangen, dafs zu einer bestimmten Anzahl Umdrehungen des Schwungrades eine bestimmte Kraft erforderlich ist, und da das Schwungrad durch den Stellring vermittelst der Schraubenfeder mitgenommen wird, so mufs sich je nach der Tourenzahl die Feder ausdehnen oder zusammenziehen. Die Tourenzahl, mit welcher die Maschine arbeiten soll, ist durch den Stellring S, Fig. 15 und 16, sowie durch die verstellbaren Flügel L zwischen den Speichen des Schwungrades zu reguliren. Werden die Flügel so gestellt, dafs sie mehr oder weniger an den Seiten des Schwungrades vorstehen, so erfordert auch die Umdrehung des Schwungrades mehr oder weniger Kraft und wird die Schraubenfeder weniger oder mehr zusammengezogen. Der Regulator besteht aus einem Schwungrad JT, an dessen hohler Welle, die auf der verlängerten Kolbenachse beweglich ist, sich zwei Kegel JJ¹ befinden, welche als Frictionskegelräder fungiren. Zwischen den Speichen des Schwungrades H sind Flügel L angeordnet, die behufs schnellerer oder langsamerer Rotation verstellbar sind. Der Stellring S am Ende der Kolbenachse bewirkt durch die Schraubenfeder S¹ die Mitnahme des Schwungrades JJ.

Eine Frictionsscheibe J², Fig. 15 und 16, liegt zwischen den beiden Kegeln J und J^x und hat auf ihrer Achse eine Schnecke m. Bei normaler Tourenzahl kommt die Frictionsscheibe mit keinem der beiden Kegel in Berührung und es findet keine Rotation von J² statt.

Das Schneckenrad n, Fig. 15, treibt das auf derselben Achse befindliche Rad r, dieses das Rad u und dieses wiederum das im Innern des Deckels B¹ befindliche Rad e², Fig. 9, wodurch der Expansionsschieber d² nach dem erforderlichen Füllimgsgrad, mit dem die Maschine arbeiten soll, gestellt werden kann.

Der Regulator wirkt auf folgende Weise:

Uebersteigt die Maschine die bestimmte Tourenzahl, so zieht sich die Schraubenfeder S¹ zusammen, das Schwungrad JJ, Fig. 16, wird vorgeschoben und zieht den Kegel J¹ gegen die Frictionsscheibe f. Hierdurch dreht sich J² und durch oben beschriebenen Zusammenhang der Räder m r und u dreht sich d² und stellt den Expansionsschieber auf geringere Füllung. Erreicht die Maschine die bestimmte Tourenzahl nicht, so dehnt sich die Schraubenfeder 5¹ aus und drückt den Kegel J gegen J², wodurch der Expansionsschieber auf gröfsere Füllung gestellt wird.

Die stationäre Maschine wirkt derart, dafs der Dampf durch die Einströmung / eintritt, durch den hohlen Kolben C geht, durch die Oeffnung p in der Scheibe C² des Kolbens in den Kanal D, von hier in den Kanal q² gelangt, auf die Schieber O wirkt und durch die Austrittsöffnung P entweicht, Fig. 2, 5 und 28.

Bei gröfseren Maschinen wende ich statt des flachen Schiebers O, Fig. 5, den in den Fig. 21 bis 26 dargestellten Schieber an.

Derselbe besteht hauptsächlich aus den beiden Theilen O¹, der eigentlichen Schieberplatte und dem unteren Gehäuse. An dem Schieber O¹ ist eine Brücke O³ befestigt, welche die Feder O² trägt, die von dem Gehäuse P* eingeschlossen wird und gegen dasselbe drückt. An dem Gehäuse ist eine Nase angebracht, die auf den zweiarmigen Hebel ß¹ wirkt, Fig. 23. Mit dem zweiten Arm dieses Hebels steht eine Platte /² in Verbindung, die sich in dem Gehäuse auf- und abwärts verschiebt.

' Der Schieber führt sich auf dem Excenter nun derart, dafs der vorspringende Theil P^% des Gehäuses in eine Nuth des Excenters pafst und der Excenter bis hinter die verschiebbare Platte /² geht. In dem Excenter ist nun an der Stelle, wo der Schieber wirken soll, die Nuth nach aufsen erweitert, so dafs das Gehäuse durch die Feder O² nach aufsen gedruckt wird, bis es sich wieder an den Excenter anlehnt; hierdurch wird auch der Schieber O¹ dampfdicht gegen die Kolbenwandung gedrückt. Der Schieber lehnt sich nach innen mit der Platte p³ auf den Excenter. Nachdem der Schieber gewirkt, hört die Erweiterung der Nuth im Excenter auf und der Schieber wird wieder nach innen gezogen.

Die Anordnung ist im wesentlichen die im Patent No. 12207 getroffene, nur habe ich hier die Feder in ein geschlossenes Gehäuse gelegt, um zu verhindern, dafs beim Bruch der Feder Theile derselben in den Dampfraum gelangen und schädlich auf Kolben oder Cylinder wirken können.

Die Maschine mit Umsteuerung ist im Ganzen ebenso construirt wie die eben beschriebene Maschine, nur hat der Cylinder statt des einen Kanals ^³ zwei solcher Kanäle, welche an der oberen Seite des Cylinders seitlich angeordnet sind. Der Deckel B¹ ist in diesem Falle wie in Fig. 3 dargestellt angeordnet. Der Regulator kommt in Wegfall und es tritt der Umsteuerungsmechanismus an dessen Stelle.

Fig. 3 ist die Vorderansicht des Deckels B¹, Fig. 4 ein Querschnitt desselben.

Fig. 17 ist eine Oberansicht des. Umsteuerungsmechanismus. Fig. 18 ist eine innere Ansicht des Deckels B¹. Fig. 19 und 20 sind Ansichten und Schnitt des Handrades zum Bewegen der Expansionsvorrichtung. '

Am Deckel B¹ befinden sich bei der Umsteuerungsmaschine, Fig. 3, die Expansionsschieber E E¹ und der Umsteuerungsmechanismus. Behufs der Umsteuerung ist ein Vierweghähn angeordnet, dessen Kegel aus zwei Theilen K und K\ Fig. 4, besteht, die durch eine Nuth in K¹ und eine entsprechende Rippe auf K in einander greifen. In den Theil K ist ein Bolzen α eingeschraubt, der zugleich als Lagerzapfen in dem Cylinderdeckel dient und theilweise in den Theil Κ^Ί geht, welcher Theil Lager und Führung in dem Deckel des Vierweghahnes hat. . ■■..-...

In den Theil K¹ ist eine Schraube b eingeschraubt, welche bis auf den Bolzen α reicht. Beim Anziehen der Schraube b drückt dieselbe auf a, preist infolge dessen den Theil K gegen den Cylinderdeckel und zieht durch ihr Gewinde den Theil K¹ gegen den Deckel des Vierweghahnes, wodurch beide Theile nach den Seiten abdichten und in ihrer Nuth ein Wenig aus einander gedruckt werden. Um den Kegel des Vierweghahnes zu drehen, ist auf der Achse der Hebel T, Fig. 3 und 4, angebracht, an dem zwei mit Schlitz versehene Stangen t angeordnet sind. In dem Schlitz läuft der Zapfen der Kurbel t\

Damit der Gegendruck des abgehenden Dampfes auf ein Minimum reducirt wird und der Austritt rechtzeitig geschieht, sind die Schieber E E\ Fig. 3, angebracht. Bei einer Drehung von T dreht sich auch t^x durch die Stange t; auf der Achse der Kurbel t¹ ist im Innern von E bezw. E¹ ein Zahnrad ζ angebracht, welches ebenfalls einen Theil der Rotation mitmacht und die mit ζ in Eingriff stehende Zahnstange z\ die an der Schieberplatte E bezw. E¹ im Innern befestigt ist, hin- und herschiebt und dadurch ein Schliefsen oder Oeffnen der Ausgangsöffnungen bewirkt.

In dem ringförmigen Kanal D im Innern des Deckels B¹ befinden sich zwei ringförmige Stücke d und d¹, Fig. 18, welche an ihrer inneren Peripherie einen Zahnkranz besitzen und die Stelle von Expansionsschiebern vertreten. In diesen Zahnkranz greifen die kleinen Zahnrädchen e e^l, welche auf derselben Achse mit den. aufsen am Deckel befindlichen Zahnrädern i und i, Fig. 3, befestigt sind, ein. Die letzteren werden bewegt durch die auf den Wellen h und h} befindlichen Schneckenräder g und g^x. Die Welle h¹, Fig. 3, ist einerseits auf der Platte E\ andererseits in der hohlen Welle h gelagert. Die hohle Welle h ist auf E gelagert und führt sich über h¹. An einem Ende der Wellen ist ein Handrad G derart angeordnet, dafs man mit demselben zugleich beide Wellen oder jede selbstständig drehen kann.

Das Schneckenrad k, Fig. 3, dient als Scala, mit welcher Füllung die Maschine arbeitet.

Um den Dampf rechtzeitig eintreten zu lassen, ist einer der beiden Expansionsschieber festzustellen, je nach welcher Richtung die Maschine geht, während der andere Expansionsschieber nach dem Füllungsgrad gestellt wird, mit welchem die Maschine arbeiten soll.

Der Umsteuerungsmechanismus wirkt nun auf folgende Weise:

Claims (7)

1. In Fig. 3 ist die Maschine in Thätigkeit gedacht und geht der Kolben in der Richtung des Pfeiles. Der Dampf tritt durch die Eingangsöffnung /, Fig. 2 und 5, in den hohlen Kolben C, geht durch die Oeffnung p in der Scheibe C², sobald die Oeffnung p bei der Rotation auf den Kanal D gelangt, in den Kanal Ώ dann durch den für q und q¹ gemeinsamen Kanal p¹, Fig. 4, am Kegel des Vierweghahnes vorbei, in den Kanal q¹ und wirkt auf die Schieber O¹. Bei der Stellung des Hebels T in Fig. 3 ist der Schieber E¹ geschlossen, der Schieber E dagegen geöffnet, so dafs der abgehende Dampf durch die Kanäle des Schiebers E in die Abgangsrohre l^% gelangt und entweichen oder in den Condensator geleitet werden kann.

   Bei dieser Drehungsrichtung der Maschine steht der Expansionsschieber d fest, während der Schieber d¹ auf den Füllungsgrad, mit welchem die Maschine arbeiten soll, gestellt wird.

   Wird umgesteuert, so tritt der Dampf, nachdem er den hohlen Kolben passirt, durch den Kanal q und wirkt in der vorigen Weise in entgegengesetzter Richtung, wodurch die Maschine entgegengesetzt rotirt. In diesem Falle ist dann der Schieber E, Fig. 3, geschlossen und E¹ geöffnet, und der Expansionsschieber d¹, Fig. 18, wird festgestellt, während d nun auf einem beliebigen Füllungsgrad steht. Ist der Hebel T horizontal gestellt, so sind sowohl Schieber als auch die Kanäle q q^l geschlossen; es kann weder Dampf zuströmen, noch entweichen, und kann infolge dessen stets ein schnelles Anhalten der Maschine bewirkt werden; die um die Kurbelachsen von t gelegten Federn W, Fig. 4, haben stets das Bestreben, die Schieber E E¹ zu schliefsen. Durch die Anordnung des Schlitzes in den Hebeln / werden die Schieber nur dann geöffnet, wenn die Maschine geht, und zwar öffnet sich nur derjenige Schieber, welcher den abgehenden Dampf entweichen läfst.

   Patent-Aisr spruch:

   Eine rotirende Maschine, charakterisirt durch: i. die Anordnung der Lagerung der Welle JV in den verstellbaren Konen H JH¹, Fig. 2, bezw. QQ¹ derart, dafs eine selbsttätige Dichtung dadurch erzielt wird, dafs der Konus R bezw. Q durch den Druck des Cylinderdeckels auf Rⁱ bezw. Q¹ nach innen gleitet und sich immer fest gegen den Deckel prefst, Fig. 2 und 11;
2. 2. die Anordnung des verstellbaren Deckels B vermittelst Anbringung des Stellrädchens M, das in den mit innerem Gewinde und äufserer Verzahnung versehenen Deckel eingreift, Fig. 10;
3. 3. die Anordnung des Regulators, bestehend aus dem auf der Welle N lose sitzenden Schwungrad H, Fig. 15 und 16, verbunden mit der am Stellring S sitzenden Feder S^x und den beiden Kegeln JJ¹, welche bei abnormaler Spannung mit dem Frictionskegel _/² in Contact kommen, das Schneckenrad m in Drehung versetzen, wodurch auch die Zahnräder η r und u gedreht werden und gleichfalls das mit u auf derselben Achse sitzende, im Innern des Cylinders liegende Zahnrad «², Fig. 9, welches in den Expansionsschieber d² greift und die Expansion regulirt, Fig. 9, 15 und 16;
4. 4. der Umsteuerungsmechanismus, bestehend aus dem zweiarmigen Hebel T, welcher den Vierweghahn in Drehung versetzt, verbunden mit den mit Schlitzen versehenen Stangen 11, in welche die Kurbeln f t^l greifen, welche mit den Zahnrädchen ζ versehen sind, die in die Zahnstangen z¹ greifen und welch letztere beim Umsteuern das Oeffnen und Schliefsen der Ausgangsöffnungen bewirken, Fig. 3 und 4;
5. 5. die Anordnung der beiden in einander gelagerten Wellen h /i\ Fig. 3, versehen mit den Schneckenrädern g g¹, welche die Zahnrädchen i i in Drehung versetzen und hierdurch auch die mit i i auf gleicher Achse sitzenden Zahnrädchen e e¹, Fig. 18, welche in die Expansionsschieber d d^l greifen und ein Stellen der Expansion je nach Belieben zulassen;
6. 6. die Anordnung des hohlen Kolbens C mit der mitOeffnungen// versehenen Scheibe C², Fig. 2 und S, so dafs durch// der Dampf in den Kanal D, von hier nach dem Kanal q"¹, Fig. 9, gelangt und dann seine Wirkung auf den Schieber O ausübt;
7. 7. die Anordnung des Schiebers O¹ mit der Feder O², Fig. 23, welche so in dem Schieber gelagert ist, dafs beim Bruch einer Federplatte das gebrochene Stück nicht in den Cylinder gelangen kann, sondern im Schieber selbst liegen bleibt.

   Hierzu 6 Blatt Zeichnungen.