DE53260C - Kraftmaschine mit zwei in demselben Cylinder arbeitenden gegenläufigen Kolben - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Construction eines Motors, der namentlich für hohe Geschwindigkeit geeignet ist. Der Hauptzweck der Construction ist, bei gröfster Einfachheit eine Massenausgleichung der bewegten Theile, so weit als es mit Treibkolben, die als Vertheilungsschieber wirken, möglich ist, zu erreichen. Zudem soll mit dem Kolben ein zeitiges Abschneiden des Dampfes oder dergleichen erreicht werden, also eine starke Expansion, wie sie gewöhnlich nur mit einem sehr grofsen Schieber und bei grofsem Hub desselben erzielt werden kann, wobei der Schieber dann aber nur den Ein- und Austritt des Dampfes oder sonstigen treibenden Fluidums zu regeln hat. Mit dem Motor soll ein Expansionsgrad erreicht werden, wie man ihn sonst nur mit complicirten Schiebersteuerungen erreichen kann.

Zu diesem Zwecke wird der Motor mit zwei Kolben ausgeführt, von welchen der eine zugleich als Vertheilungsorgan wirkt. Diese Kolben arbeiten in demselben Cylinder an einer Welle, deren Kurbeln unter einem solchen Winkel stehen, dafs die für den gröfsten Theil zwar nach entgegengesetzten Richtungen, also gegenläufig, erfolgenden Bewegungen der Kolben mit Bezug auf einander doch verschieden zu den Bewegungen mit Bezug auf den Cylinder stattfinden, damit einer der Kolben als Vertheilungsorgan wirken kann. Die gesammte auf die Welle übertragene effective Arbeit der beiden Kolben wird annähernd proportional zur Summe ihrer zurückgelegten Wege und äquivalent derjenigen eines Kolbens von gleichem Flächeninhalt sein, dessen Hublänge gleich ist dem doppelten Winkelabstande zwischen den genannten Kurbeln, d. h: der doppelten Sehne des Bogens, während die wirkliche Hublänge eines jeden der Kolben nur gleich ist dem doppelten Radius der Kurbel, mit welcher der Kolben verbunden ist. Ferner ist die Minimallänge der Pleuelstange des der Triebwelle zunächst liegenden Kolbens proportional dem wirksamen Radius der Kurbel und etwas gröfser als die Hälfte derjenigen Länge, die für einen einzelnen Kolben mit dem vorerwähnten gröfseren Hub nöthig ist, so dafs die Länge des Motors viel kleiner ausfällt als gewöhnlich.

Fig. ι der Zeichnung zeigt einen senkrechten Schnitt in der Ebene der Kurbelwelle durch einen solchen Motor, Fig. 2 einen mittleren senkrechten Schnitt rechtwinklig zu demjenigen in Fig. i, Fig. 3 einen horizontalen Schnitt nach Linie 1-1, Fig. i, und Fig. 4 einen ähnlichen Schnitt nach Linie 2-2, Fig. 1.

Der Motor arbeitet mit den beiden einfach wirkenden Kolben AB, die beide in der Bohrung des festliegenden Cylinders C angeordnet und beide mit einer gemeinsamen Kurbelwelle verbunden sind. An eine mittlere Kröpfung oder Kurbel D dieser Welle greift der untere Kolben A mittelst der Pleuelstange E an, während der obere Kolben B mit zwei äufseren Kröpfungen F durch die beiden Pleuelstangen G verbunden ist. Die Wellenkröpfungen F sind gleichgerichtet und so viel wie möglich diametral zu der Kröpfung D, so weit es die Bestimmung des Kolbens B, zugleich als Vertheilungsorgan zu wirken, ermöglicht. Als praktisch hat sich eine Abweichung um etwa 40° von der Diametralstellung ergeben; es findet dann die

Claims (2)

Massenausgleichung und die Dampfvertheilung am vollkommensten statt. Demgemäfs liegt die Kröpfung D um etwa 1400 gegen die äufseren Kröpfungen F versetzt. Der Kolben B wirkt als Vertheilungsschieber, indem er an der Innenfläche des Arbeitscylinders C abschneidet, und zu diesem Zwecke ist der Cylinder mit zwei in der inneren Umfläche liegenden Kanälen H und J versehen, die bezüglich für den Eintritt und Austritt dienen und mit dem Ein- bezw. Auslafskanal communiciren. Der zugleich als Vertheilungsschieber und Kolben wirkende obere hohle Kolben B schliefst in dem Cylinder C und besitzt eine nach der Umfläche sich erstreckende Reihe von Kanälen K, die rechtzeitig auf die Ein- und Auslafskanäle H und J des Cylinders treffen. Der untere Kolben A tritt mit dem oberen Theile in die Höhlung b des Kolbens B ein, und zwar bleibt zwischen beiden in der vorgerücktesten Stellung zu einander genügend Spielraum. Die ganze Maschine kann in einem Gehäuse eingeschlossen liegen, von welchem ein Theil mit dem Cylinder, den Ein- und Auslafskanälen und den oberen Hälften der Wellenlager aus einem Stück besteht. Dieser Theil des Gehäuses ist an einem die Kurbeln umgebenden Kasten angeschraubt, in welchem die Kurbeln in einem OeI- oder Wasserbade sich bewegen, und die Kurbelwellenlager sind mit Stopfbüchsen versehen, um dicht zu halten. Die Kurbelwelle trägt ein aufserhalb des Gehäuses liegendes Schwungrad und oben ist das Gehäuse mittelst einer Haube verschlossen. Befinden sich die Theile des nach Pfeilrichtung umlaufenden Motors in der gezeichneten Stellung, so fängt der abwärts gehende Kolben B an, den Einlafskanal H zu öffnen, und es tritt frischer Dampf zwischen die Kolben. Sowie nun die Kurbeln D und F, wenn man so sagen darf, den gemeinsamen Todtpunkt überschritten haben, werden die Kolben durch den Dampfdruck aus einander geschoben, und wenn der Kolben B beim Hochgang wieder in die gezeichnete Stellung einrückt, ist der Dampfeinlafs geschlossen und der Dampf wirkt dann durch Expansion weiter, bis die Kanäle K mit dem Auslafskanal J zusammentreffen. Die lebendige Kraft des Schwungrades vollendet den Hub und die Umdrehung der Welle. Vor dem Vollenden einer Umdrehung schliefst sich der Auslafskanal, um die für den- stofsfreien Gang nöthige Compression zu erhalten. Als Vortheile des Motors sind anzuführen: Einfachheit und Billigkeit der Construction, starke, etwa fünffache Expansion und damit verbundene Dampfersparnifs, die hier ohne Verbundwirkung und complicirte Steuerung erreicht werden; ferner Schieberentlastung bei grofser Schlufsfläche und kurzen Kanälen, sowie kleiner Kurbelradius im Vergleich zum wirklichen Hub, kleiner Hub und infolge dessen Erzeugung einer geringen lebendigen Kraft im Vergleich zum wirklichen Hub, lange Pleuelstangen im Verhältnifs zum Kurbelradius und infolge dessen geringe Reibung in den Führungen, endlich annähernde Ausgleichung der Massen der bewegten Theile. Patent-Ansρrüche:

1. Eine Kraftmaschine, gekennzeichnet durch die Anordnung zweier Kolben (A B) in einem Cylinder und in Verbindung mit einer Kurbelwelle, deren Kurbeln (D F) unter einem solchen Winkel zu einander sitzen, dafs der Vertheilungskolben (B) durch eine Reihe von Kanälen (K), die in seiner Wand liegen, den Dampf oder dergleichen dadurch einläfst, abschneidet und ausströmen läfst, dafs die Kanäle (K) mit in der Cylinderwand befindlichen Einlafskanälen (H) und Auslafskanälen (J) zusammenwirken, so dafs also die Einführung der Triebkraft zwischen die Kolben und ihre Abführung ohne besondere Vertheilungsorgane stattfindet.

2. Bei der unter 1. gekennzeichneten Kraftmaschine :

a) die Verbindung des Vertheilungskolbens (B) mit den beiden Seitenkurbeln (F) mittelst der Pleuelstangen (G) und des zweiten Kolbens ^ mit der mittleren Kurbel (D) der Welle mittelst der Pleuelstange (E), welche Kurbeln gegen einander so versetzt sind, dafs die Bewegung der Kolben so weit ausgeglichen wird, als zulässig, um die Thätigkeit des Kolbens (B) als Vertheilungsorgan für den Ein- und Auslafs noch möglichst vollkommen zu erhalten;

b) ein Vertheilungskolben (B) mit einer Höhlung (b), in deren Wand die mit den Kanälen (H) und (J) der Cylinderwand zusammenwirkenden Kanäle (K) angeordnet sind, in Verbindung mit dem haubenförmig in demselben Cylinder wirkenden Kolben (A), der in die Höhlung des Kolbens (B) eintreten kann, ohne ihn zu berühren.

Hierzu 1 Blatt .Zeichnungen.