DE78383C - Wellenkuppelung für Kraftmaschinen mit schwingenden Kolben und concentrisch gelagerten Wellen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Wellen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kuppelung für die beiden concentrischen Wellen der bekannten Rotationskraftmaschinen (s. Patentschrift Nr. 27432), bei welchen die Winkelgeschwindigkeit der einen Welle constant bleibt, die der anderen dagegen während eines Hubes sich ändert. Die Vorrichtung kann sowohl bei einfach wirkenden als auch bei Verbundmaschinen in Anwendung kommen.

Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen eine mit der neuen Kuppelung versehene einfach wirkende Maschine, und zwar zeigt
. Fig. ι einen Längsschnitt derselben,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie x-x von Fig. ι und

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Liniey-y von Fig. i, wobei jedoch die Stellungen der einzelnen Theile in den Fig. 2 and 3 einander nicht entsprechen.

Fig. 4 zeigt eine Einzelheit.

α ist die Hauptwelle der Maschine, welche behufs Aufnahme einer zweiten Welle b hohl ist. Auf der Welle α ist ein Cylinder c mittelst seiner Deckel c¹ und c² so befestigt, dafs er mitrotirt und so sein Gewicht gleichzeitig als Schwungrad dienen kann. Auf der Welle b ist innerhalb des Cylinders c eine Trommel d fest angeordnet. In dem so entstehenden ringförmigen Raum sind der ganzen Länge nach zwei radiale Scheidewände e¹ und e² einander gegenüber angebracht, welche mit dem Cylinder c fest verbunden sind und bis dicht gegen die Trommel d vorspringen, und welche die Arbeitskolben der Maschine bilden. Zwischen diesen sind, an der Trommel d befestigt, zwei weitere Scheidewände f¹ und f'² angebracht, welche bis dicht gegen die Cylinderwand vorspringen.

Diese haben die Aufgabe, dem Dampfdruck einen gewissen Widerstand entgegen zu setzen; sie sollen deshalb kurz Widerstandskolben genannt werden. Am besten concentrisch zu den Wellen und dem Cylinder ist ein Mantel g auf der Grundplatte h montirt, der mit Deckelng^l verschlossen ist und innerhalb dessen sich der. Cylinder c frei drehen kann. In dem einen der Deckel g¹ ist die Dampfeinlafsöffnung k^l und die Austrittsöffnung A:², wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, angeordnet. In der Anfangsstellung (Fig. ι und 2) befindet sich die in dem Cylinderdeckel c¹ angebrachte Oeffnung k gerade vor derEinlafsöffnung Ar¹. Der Zwischenraum zwischen den Kolben e¹ und f¹ ist mit dem Zwischenraum zwischen den Kolben e² und f² durch einen durch die Trommel d gebohrten Kanal k³ verbunden, während der Zwischenraum zwischen den Kolben e¹ und f² mit dem Zwischenraum zwischen den Kolben e² und f^l durch den Kanal w¹ in Verbindung steht. In dem Cylinder c sind aufserdem noch Oeffnungen u ² und u ³ in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise angeordnet. Die beiden

Wellen α und b sind nun in folgender Weise gekuppelt.

An dem einen Ende der Welle α sitzt auf derselben eine Scheibe n, welche gewissermafsen das Schwungrad ersetzt. Die Welle a ist zweckmäfsig bei h¹ gelagert.

An der Scheibe η ist ein Kurbelzapfen p^l angebracht, welcher mittelst einer Kurbel m¹ auf den einen Arm eines gleicharmigen Hebels m², der um eine jn dem Bock ft² gelagerte Welle ο drehbar ist, wirkt. Auf dem durch die Scheibe η hindurchragenden Ende der W^Telle b sitzt eine Kurbel m³, welche einen Zapfen p^% trägt. Letzterer wirkt mittelst der Kurbel w⁴ auf das zweite Ende des Hebels m². , Die Kurbeln sind sämintlich mit Gegengewichten versehen, um das Gleichgewicht zu wahren. Das Gegengewicht der Kurbel m³ besitzt eine Aussparung, durch welche der Zapfen jp¹ hindurchgeht, so dafs er nicht an der Bewegung gehindert ist. Die den Hebel m? tragende Welle ο ist zu den Wellen α und b excentrisch angeordnet (Fig. ι und 3). Diese Kuppelung der beiden Wellen α und b ist derart, dafs sie sich in derselben Richtung, aber mit verschiedener Winkelgeschwindigkeit drehen, und zwar ist die Winkelgeschwindigkeit der Welle a mit dem Cylinder c und den Kolben e'e² gleichförmig, während die der Welle b mit den Kolben/¹/² bei jeder Umdrehung abwechselnd geringer oder gröfser wird.

Auf der Welle 0 sitzt gleichzeitig das Excenter /, welches in dem Bock Λ² gelagert ist. Durch die Schnecke q² und das Schneckenrad q¹ kann das Excenter / in seinem Lager /?² gedreht werden.

Hierdurch wird die Stellung der Welle 0 gegenüber den Wellen α und b jedoch bei gleichbleibender Excentricität verändert. Infolge dessen ändert sich auch das Verhältnifs der Winkelgeschwindigkeiten der Wellen α und b. Man hat es also in der Hand, durch Drehen des' Excenters / den Dampfeintritt und Austritt, die Expansion und Compression beliebig zu regeln, sowie auch die Bewegungsrichtung der' Maschine umzukehren. Ein am Excenter I befestigter Zeiger j² gestattet, die Steuerung an einer Scala j^l zu controliren. Die Wirkungsweise der soeben beschriebenen Maschine ist folgende:

Um die Maschine in Gang zu setzen, müssen die einzelnen Theile die in Fig. 1 und 2 gekennzeichnete Stellung einnehmen. Die Kolben müssen also zusammentreffen und der geringe Zwischenraum zwischen den Kolben e¹ und/¹ mufs nebst der Oeffnung k des Cylinderdeckels c¹ vor der Einlafsöffnung k^l liegen. Wenn nun der Dampf durch k^l und k in den Cylinder, und zwar zwischen den Kolben e¹ und/¹ eintritt, so strömt er durch den Kanal Ar³ auch zwischen die Kolben e² und /². Der Dampf hat nun zunächst das Bestreben, die Kolben e¹ e² und mit diesen den Cylinder c und die Welle α in der Richtung des Pfeiles (Fig. 2), die Kolben J¹/² und die Welle b aber in entgegengesetzter Richtung zu drehen. Da der Druck auf alle Kolben derselbe ist, so könnte nutzbare Arbeit zunächst nicht geleistet werden. Diese wird jedoch durch die eigenthümliche Kuppelung der Wellen α und b erreicht. Da das Kurbel- und Hebelgetriebe m^l m² m³ w⁴ der Welle α während der Einströmung und der Expansion des Dampfes eine gröfsere Winkelgeschwindigkeit gestattet als der Welle b, so wird der Dampf bei den Kolben f¹/ einen gröfseren Widerstand finden als bei den Kolben e¹ e². Hieraus folgt eine Drehung der Kolben e¹ e² mit dem Cylinder c und der Welle a, während die Kolben f^lf² vom Dampf nicht in der entgegengesetzten Richtung bewegt werden können. Die Kuppelung der Wellen α und b ist vielmehr so beschaffen, dafs die in der Richtung des Pfeiles (Fig. 2) bewegte W^relle α die Welle b in derselben Richtung, jedoch mit geringerer Winkelgeschwindigkeit mitnimmt. Sobald die ' Oeffnung k über die Oeffnung k¹ des Gehäusedeckels hinweggegangen ist, ist der Dampf abgesperrt und es beginnt die Expansion, bis die Oeffnung k im Cylinderdeckel c¹ vor der Austrittsöffnung k² angelangt ist. In diesem Augenblick, wo der Dampf auszuströmen beginnt, verleiht das Getriebe m¹m²m³mⁱ, welches bis dahin der Welle α eine gröfsere Winkelgeschwindigkeit mittheilte als der Welle b, der letzteren diese gröfsere Winkelgeschwindigkeit. Die Zwischenräume zwischen den Kolben e¹ und /' und zwischen den Kolben e² und /² werden am gröfsten, die Oeffnungen w² u^s werden frei und kommen in die erwähnten Zwischenräume zu liegen, so dafs sie als Hülfsaustrittsöffnungen dienen. Der Rest der Bewegung erfolgt durch das Moment der sich bewegenden Theile. Da nunmehr der Dampfdruck, der der Bewegung der Kolben Z¹/² entgegenwirkte, jetzt aufgehört hat, so wird die Bewegung der letzteren sich beschleunigen und die Kolben sind beim Ende der ganzen Umdrehung wieder zusammengetroffen wie in der Anfangsstellung; es beginnt nun die folgende Umdrehung, welche in derselben Weise vor sich geht.

Es ist klar, dafs durch Veränderung der Stellung der Welle 0 die Kuppelung der Wellen α und b auch so eingerichtet werden kann, dafs die Kolben / ^lf² als Arbeitskolben und die Kolben e'e² als Widerstandskolben wirken. In diesem Falle ist die Bewegungsrichtung der Maschine umgekehrt, wie bei der beschriebenen Construction.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Wellenkuppelung für Kraftmaschinen mit schwingenden Kolben auf concentrisch gelagerten Wellen, dadurch gekennzeichnet, dafs die von den Wellen α und b bethätigten Kurbelzapfen p^l bezw. p² direct oder durch Kurbeln m^l bezw. m⁴ mit den Enden eines um eine verstellbare, zu den Wellen α und b excentrisch angeordnete Welle ο drehbaren gleicharmigen Hebels m² verbunden sind, zum Zwecke, mit der Verstellung der Excentricität der Welle ο die Umlaufgeschwindigkeit der mit den Wellen α und b verbundenen Kolben f^lf² und e¹ e² relativ gegen einander ändern zu können.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.