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Description

KAISERLICHES '■ Λ

PATENTAMT.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Drehschiebersteuerung.

Die Erfindung betrifft eine Kraftmaschine mit umlaufendem Kolben, bei der durch Anordnung mehrfacher Ein- und Ausströmung des zwischen Kraftzähnen des umlaufenden Kolbens und der Steuerungsorgane wirksamen Druckmittels das letztere in der Weise ausgenutzt wird, dafs der Kolben auf jedem Umdrehungswege zum Theil unter Volldruck und gleichzeitig zum Theil unter Expansion arbeitet, so dafs aufser einem durchaus gleichmä'fsigen Gang der Maschine ein ä'ufserst sparsamer Verbrauch des Kraftmittels erzielt werden soll.

Die Dampfzuleitungen —. den Betrieb der Maschine mit Dampf vorausgesetzt — sind an die Schieberkästen (bei dem dargestellten Beispiel drei) angeschlossen. Ein in den mittleren Schieberkasten in diese Rohrleitungen einge- . schaltcter Dreiweghahn (auf den Zeichnungen in Fig. 3 dargestellt) ermöglicht eine Umsteuerung der Maschine durch Umstellen dieses Hahnes. ■

Entsprechend der Anzahl der Dampfzuführungen sind in einem der Cylinderdeckel Ausströmungskanäle vorgesehen, welche in zwei concentrisch auf der Aufsenseite des Deckels sitzende Kreisrohre ausmünden. Diese Rohre sind durch einen Dreiweghahn mit einander ■■verbünden und dienen als eigentlicher Auspuff.

Das eine dieser¹ Rohre wird hierbei als Auspuff für den Vorwärts-, das andere für den Rückwärtsgang der Maschine verwendet, so ■ dafs immer das eine gegen den Auspuff abgeschlossen wird, während das andere, den Auspuff vermittelt. Der zur Umschaltung dienende Dreiweghahn steht mit demjenigen der Dampfzuleitung in Verbindung, so dafs bei einem Wechsel der Einströmung der Auspuff gleichzeitig'umgeschaltet wird.

Auf den Zeichnungen ist:

■· Fig. ι ein mittlerer Querschnitt der neuen Maschine,

Fig. 2 ein Längsschnitt nach der Linie I-J der Fig. 1, :

Fig. 3 eine Ansicht des Motors von hinten und

.Fig. 4 bis 9 zeigen schematische Darstellungen verschiedener Stellungen der Dreh-· schieber, welche dieselben zu den Ein- und Äusströmungsöffnungen, sowie zu den Kraftzähnen des Kolbens während der Umdrehung einnehmen';

Fig. 10 und 11 behandeln eine andere Ausführungsform der Maschine in Quer- und Längsschnitt. ·

Der Motor besteht aus einem an seinen Enden durch die Deckel D D abgeschlossenen Cylinder C, in welchem der auf die Welle w aufgekeilte Kolben K umläuft.

In gleichen Abständen sind an dem Umfang des Kolbens parallel .zur Welle tv laufende Leisten, die Kraftzähne /f₀ . . . . Ar₅, angeordnet, auf welche der Dampf einwirkt.

In geeigneten Verstärkungen der Cylinderwandung sind die Steucrorgane 1S₀ 5, S₂ . . . . gelagert. Dieselben dienen gleichzeitig als Widerlager für das Druckmittel und bestehen aus eylindrischen Gufskörpern, in welche zwei Längsaussparungen eingearbeitet sind, deren

Profil durch die Abwickelungscurve des Schieberquerschnittes auf dem Kolbenumfang gebildet ist, so dafs ein genaues Ineinandergreifen von Kraftzahn und Schieber stattfindet. Die Schieber werden durch aufserhalb auf ihren Wellen sitzende Zahnräder angetrieben, welche mit einem auf der Maschinenwelle befestigten Rade in Eingriff gelangen, so dafs die Umfangsgeschwindigkeit des Kolbens zu derjenigen der Schieber in einem bestimmten Verha'Itnifs — etwa wie im dargestellten Falle 1:3 — steht. ■ .

Dieses Uebersetzungsverhältnifs richtet sich nach der Anzahl der angeordneten Schieber und Kraftzähne. ■-

Von den Aussparungen führen Längsschlitze in im Innern der Schieber gebildete Hohlräume, welche als Dampfzuführungskanäle dienen.. · .

Diesen Schiebern wird der Dampf in folgender Weise zugeführt: ■

In die Verstärkungen der Cylinderwand sind Kanäle e_x e., eingegossen, welche die in Fig. 2 dargestellte Form besitzen und in der dort veranschaulichten Weise gegen einander versetzt sind. ■

Die Schieberkästen sind unter einander durch Rohre Zi₁ R.₂ (Fig. 1 und 2) so verbunden, dafs die Rohre R₁, in die Schieberkastenkanäle e\ e_x e, und .R₁ in die Kanäle e.₂ e.₂ e.> einmünden.

Der Dreiweghahn d_e (Fig. 3) führt demnach den Dampf einmal in die Kanäle C₁ e, e, bezw. nach erfolgter Umstellung in die Kanüle e.> e., C₂:

Da der Dreiweghahn aufserdem mit dem Hahn d_a durch Hebel (nicht dargestellt) ver-: bunden ist, so erfolgt'gleichzeitig mit der Umstellung des ersteren eine Auswechselung des inneren Auspuffrohres R₂ mit dem äufseren R₁ bezw., umgekehrt.

Der Zweck dieser Einrichtung ist, die Umsteuerung der Maschine vom Vorwärts- zum Rückwärtsgang bezw. umgekehrt durch einfaches Umstellen des Hahnes d_e zu ermöglichen.

Bei Maschinen, die nur nach einer Richtung zu arbeiten bestimmt sind, erhält jeder Schieberkasten nur einen Kanal e,, der mit den Kanälen e der beiden anderen Kästen durch Rohre verbunden ist; der Dreiweghahn d_L. wird durch ein einfaches Durchgangsventil ersetzt, und eines der beiden Auspuffrohre R₁ oder JR₂ kommt in Fortfall.

Die dargestellte Maschine, welche für Rückwärts- und Vorwärtsgang eingerichtet ist, arbeitet wie folgt:

Der Dreiweghahn d_e sei so eingestellt, dafs die Kanäle C₁ e_x e,- unter Dampf stehen, d. h. dafs der Motor von links nach rechts umläuft.

Nach der Darstellung der Fig. 1 erhält der Zahn Zc₀ im nächsten Augenblick Frischdampf; der Zahn A₀ arbeitet unter Volldriick und sein Schieber Sj steht kurz vor Schlufs der Einströmung <?,, während der Zahn />·., da dessen Schieber S₂ bereits längere Zeit die zugehörige Einströmung e₍ abgeschlossen hat, unter Expansionswirkung steht.

Mit der Einstellung des Dreiweghahnes d_L, für den Vorwärtsgang der Maschine, also für die DampizufUhrung nach den Kanälen e_M ist gleichzeitig durch den Dreiweghahn d_c das Auspuffrohr R., aus- und das Rohr R₁ mit den Kanälen rtj eingeschaltet, so dafs der verbrauchte Dampf freien Austritt hat. Sobald der Schieber S₀ den Kanal e_t abgeschlossen hat, tritt der Zahn A_u seine Expansionsperiode an. Diese Periode dauert so lange, bis der Zahn die Ausströmungsöffnung a_r erreicht, durch die alsdann der Dampf entweicht.

In den Fig. 4 bis 9 sind die Stellungen der Kraftzähne zu den Schiebern schematisch dargestellt, wie sie sich bei einem vollständigen Kolbenumlauf ergeben. '

Fig. 4: ' Ic₉ steht kurz vor Schlufs der Einströmung und Beginn der Expansionsperiode; A'_o Beginn der Einströmung.

Fig. 5 : A"_o steht vor Schlufs der Einströmung und Beginn der Expansion; A₄ Beginn der Einströmung; fr.,-in der Expansionsperiode. :

Fig: 6:" A₄ steht vor Schlufs der Einströmung und Beginn der Expansion; A₁ Beginn der Ein- ■ strömung; A₀ in der Expansionsperiode.

Fig. 7: A₁ steht vor Schlufs der Einströmung und Beginn der Expansion; A₅ Beginn der Einströmung; A₄ in der Expansionsperiode.

Fig. 8: A₅ steht vor Schlufs der Einströmung und Beginn der Expansion; A"₃ Beginn der Einströmung; A₁ in der Expansionsperiode.

Fig. 9: A₃ steht vor Schlufs der Einströmung und Beginn der Expansion; A'_o Beginn der Einströmung; A₅ in der Expansionsperiode.

Diese Stellungen wiederholen sich in derselben Folge beim Rückwärtsgang der Maschine im umgekehrten Drehungssinne.

Bei Umstellung der Dreiweghähne rf_t. und d_a vom Vorwärts- auf den Rückwärtsgang des Motors strömt der Dampf, wenn der Hahn erst um die Hälfte seines Weges gedreht ist, ungehindert, ohne Arbeit zu verrichten, durch die Ein- und Ausströmungskanale durch den Motor. Mit der vollständigen Umstellung der Hähne weiden die Kanäle l\ e_t C₁ und <ι₄ λ, J₁ . geschlossen und e„ e.₂ e., sowie a., a_s a., geötlnet. ' Der Dampf strömt nun aus e_a dem Kolben entgegen, bremst ihn und zwingt ihn schlielslich, die entgegengesetzte Umdrehungsbewegung anzunehmen. ·

Ein seitlich an der Maschine angebrachtes Rohr -χ (Fig. 2) hat den Zweck, das im Kolbeninnern sich niederschlagende Wasser abzuleiten.

Zur Erzielung eines gleichmäfsigen Ganges und sparsamen Dampfverbrauches sind entweder die Abstände der Schieber von einander

Claims

ungleich, oder bei gleich weiten Abständen derselben ist die Zahl derselben von derjenigen der Kraftzähne verschieden.

Die Anordnung der Schieber zu einander ergiebt nach Angabe des Erfinders den Vortheil. dafs . die Maschine aus jeder beliebigen Stellung beim Oeffnen der Dreiweghähne d_c und dj sofort angeht, da stets einer von den Schiebern, gleichviel, welche Stellung der Kolben einnimmt, derart steht, dafs der Dampf direct einströmen kann.· ·

Die Fig. ι ο und 11 stellen eine Ausführungsform der Maschine dar, bei welcher die Regelung des Dampf-Ein- und-Austritts durch getrennte Steuerorgane bewirkt wird.

Die beiden Cylinderdeckel erhalten bei dieser Einrichtung ringförmige Kanäle in, denen der frische Dampf, wie aus Fig. 11 ersichtlich, zugeführt wird, und welche durch geeignet gestaltete Schlitze η mit dem Cylinderinnenraum in Verbindung gebracht sind. Die Zahl dieser Kanäle η entspricht derjenigen der Schieber 5.

Der Cylinder ist doppelwandig ausgeführt. In den dadurch gebildeten Hohlraum ο münden die Kanäle / ein, welche zu beiden Seiten liegen und den Auslafs für den verbrauchten Dampf darstellen. Die Kanäle schliefsen an Bohrungen an, in welchen die Schieber I₁ liegen, die jeweilig die Verbindung des Cylinders mit dem .Dumpf-· mantel herstellen bezw. unterbrechen. Die rechts von den Schiebern S befindlichen Auslafskanäle / sind geschlossen und die linksseitigen "geöffnet, wenn die Maschine nach rechts arbeitet, während im anderen Falle beim Rückwärtsgang der Maschine die rechten Kanäle geöffnet und die linken geschlossen gehalten werden.

Die Umsteuerung dieser Maschine wird durch Umstellung des Dreiweghahns d_e bewirkt, durch die der Dampf durch den rechten bezw. den linken Cylinderdeckel dem Cylinder zugeführt wird. Die Dampfeinlafskanäle η der beiden Deckel sind derart gegen einander versetzt, dafs das Freilegen derselben durch Kraftzahn und Schieber beim Rückwärtsgang der Maschine in der gleichen Weise wie beim Vorwärtsgang vor sich geht.

Pa τ ent-An SPR υ CH:

Kraftmaschine mit umlaufendem, mit Kraftzähnen versehenen Kolben und denselben umgebenden, im Gehäuse in ungleichen Abständen von einander oder in einer von der Zahl der Kraftzähne abweichenden Anzahl angeordneten Drehschiebern, dadurch gekennzeichnet, dafs die Schieber (S₀ SJ gemeinsam mit den Schieberkastenkanälen (e bezw. ej oder Deckelkanälen (Fig. io und 11) als Steuerungsmittel derart wirken, dafs zur Erzielung eines gleichmäfsigen Ganges und höchster Ausnutzung der Dampfspannung die mit mehrfacher Einströmung arbeitende Maschine bei jeder Kolbenstellung stets mindestens an einem Kraftzahn Volldruck und an den übrigen Zähnen Ausdehnungsdruck gleichzeitig untersteht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.