Titel: Schnellaufende Motoren mit Dampfbetrieb.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1895, Band 296 (S. 1–4)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj296/ar296001

Schnellaufende Motoren mit Dampfbetrieb.

Mit Abbildungen.

1) Dampfmaschinen mit kreisendem Kolben.

Bei der Dampfmaschine mit kreisendem Kolben und beweglichen Flügeln von Prof. L. Kleritj in Belgrad (D. R. P. Nr. 69284) wirkt die treibende Kraft an je zwei diametral gegenüberstehenden Stellen gegen Flügel, die in einer Kreisrinne oder Radzelle eines Cylinders als schwingende Radschaufeln drehbar angebracht sind. Der Cylinder ist in einem Gehäuse centrisch drehbar untergebracht, an dessen Innenseite in die Kreisrinne des Cylinders hineinragende Backen, sogen. Kraftbodenkörper, einander diametral gegenüber befestigt sind, welche als stehende oder ruhende Kolben betrachtet werden können und mit Ein- und Ausströmkanälen für den Dampf versehen sind.

Durch die erwähnte Vertheilung der Kräfte soll die Achse der Maschine entlastet werden.

Durch Anordnung besonderer Kanäle am Boden der Kreisrinne des Cylinders neben den Flügeln kann die Dampfeinströmung regulirt werden und die Maschine mit Expansion arbeiten. An der Innenseite des Gehäuses vor den Kraftbodenkörpern angebrachte Kanäle oder Vertiefungen bewirken eine Entlastung der Flügel, wenn dieselben, beim Kraftbodenkörper angelangt, zwangläufig umgelegt werden sollen, um unter dem letzteren durchschlüpfen zu können.

Fig. 1 bis 3 zeigen die der Patentschrift entnommenen Abbildungen des Motors.

Textabbildung Bd. 296, S. 1

In einem feststehenden Gehäuse a mit cylindrischer Innenfläche ist um eine Achse b drehbar ein passend eingedrehter Cylinder c untergebracht, welcher aus drei durch Bolzen mit einander verbundenen Scheiben c1c2c3 (Fig. 3) zusammengesetzt ist, von denen die beiden äusseren c1c3 grösseren Durchmesser als die mittlere c2 besitzen, so dass dadurch am Umfang des Cylinders ein ringförmiger Kanal (Radzelle) ef gebildet wird, in welchem vier Kraftflügel oder Schaufeln 1, 2, 3, 4 sich befinden, die mittels Zapfen 11, 21, 31, 41 in den beiden äusseren Scheiben c1c3 drehbar gelagert und zu beiden Seiten mit dicht anschliessenden, an den erwähnten Drehzapfen angebrachten Scheibchen g1, g2, g3, g4, versehen sind.

Die mit Dichtungsstreifen aus Metall versehenen Endflächen 12, 22, 32, 42 der Flügel fallen im geöffneten Zustande in die äussere Peripherie des Kraftcylinders und berühren die Innenfläche des Gehäuses a. Im zugeklappten Zustande legen sich die Flügel in passende Vertiefungen h des Kraftcylinders, und zwar so, dass die convexen Seiten der Flügel, nach dem Halbmesser des Bodens der Radzelle abgedreht, genau in die Fläche dieses Bodens fallen, wie dies die Flügel 2 und 4 (Fig. 2) zeigen.

Damit der Cylinder in drehende Bewegung gelangt, ist dessen Kreisrinne durch zwei diametral gegenüberstehende Kolben k1, k2, welche mittels doppelschwanzförmiger Keile i1i2 an dem Gehäuse a befestigt sind, in zwei gleiche Theile e und f getrennt. Der obere und untere Theil des Gehäuses a ist in besonderen Angüssen mit je zwei Kammern I, II und III, IV versehen, welche mit Platten V und VI luftdicht abgeschlossen sind.

Diese Platten sind mit je einem Rohrstutzen VII und VIII für Ein- und Ausströmung des Dampfes versehen und ferner trägt noch jede Kammer einen Stutzen, welche durch Rohre IX und X kreuzweise mit einander verbunden sind. Von den in das Innere des Gehäuses führenden Kanälen m, n, o, p der Kolben communiciren m und o beständig mit den Ringräumen e, f und der convexen Seite der Kraftflügel, die beiden anderen (die Einlasskanäle n und p) nur zeitweise mit denselben Ringräumen und den concaven Seiten der Kraftflügel.

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Um Dampf expandirend wirken zu lassen, ist der Kraftcylinder mit Vertiefungen i1, i2, i3, i4 versehen, welche durch schmale Stege l1, l2, l3, l4 von den Vertiefungen h, in welche sich die Kraftflügel legen, getrennt sind. Von der Länge dieser Kanäle hängt die Dauer der Einströmung des Dampfes ab.

Textabbildung Bd. 296, S. 2

Sobald bei der aus Fig. 2 ersichtlichen Weiterdrehung des Kraftcylinders (nach rechts) der obere Rand der jetzt wirksamen Flügel 1 und 3 unter die an der Innenseite des Gehäuses angebrachten Vertiefungen r1,r2 gelangt, strömt durch letztere der in den Ringräumen ef befindliche Dampf hinter die erwähnten Flügel nach den Ausströmkanälen m, o und von da ins Freie bezieh. in eine zweite Maschine. In diesem Moment der Ausströmung gleicht sich der Druck vor und hinter den Kraftflügeln 1 und 3 aus, so dass sie bei fortgesetzter Drehung des Cylinders leicht und ohne jeden Kraftaufwand zwangläufig umgelegt sowie unter den Stücken k1, k2 durchgezogen werden können, um auf der anderen Seite aufs Neue zur Wirkung zu gelangen.

Um mit den Kraftflügeln ebenso wie mit gewöhnlichen Ventilen dichten zu können, sind zu beiden Seiten derselben in den Wänden der Aussenscheiben c1, c3 des Kraftcylinders kreissegmentartige Vertiefungen q1, q2, q3, q4 angebracht, in welche sich die Seitenränder l3 (Fig. 3) der Kraftflügel legen. Diese Vertiefungen liegen unter den Scheibchen g1, g2, g3, g4 und werden von diesen bei Undichtwerden verdeckt.

Durch Verbindung zweier solcher Maschinen kann dieselbe in eine Verbund- oder Zwillingsmaschine verwandelt werden, auch können mehrere derartige Maschinen mit einander verbunden werden.

Die Maschine macht nach Angabe des Prof. Kleritj mit 10 at Dampfspannung 900 Umdrehungen in der Minute.

Eine von The Challenge High Speed Engine Co. in Louisville (Nordamerika) erbaute Dampfmaschine mit kreisendem Kolben veranschaulichen die Industries and Iron entnommenen Abbildungen (Fig. 4 und 5).

Jeder Cylinderdeckel besitzt eine ringförmige, mittels aufgeschraubter Platten gebildete Kammer, in welcher die Steuerorgane für die Regulirung des Dampfes untergebracht sind und durch welche die Hauptwelle hindurchgeht, welche in Stopfbüchsen der vorgenannten Platten geführt ist.

Der excentrisch zur Cylindermitte liegende Kolben hat drei Kraftflügel und drei zwischenliegende Kammern, in welche der Arbeitsdampf nach einander eintritt. Sechs gleich weit von einander entfernt liegende Abdichtungsstücke für die Flügel sind rings um den Kolben strahlenförmig vertheilt und liegen in Gehäusen, welche auf dem Cylinder befestigt sind. Auf der einen Seite eines jeden dieser dichtenden Widerlager befindet sich ein schmaler Einlasskanal B, welcher mit einer der Einströmöffnungen in dem einen Cylinderdeckel, und auf der anderen Seite des Widerlagers ein ähnlich gestalteter Ausströmkanal C, welcher mit einer der Ausströmöffnungen im anderen Cylinderdeckel in Verbindung steht.

Das Einlassorgan besteht aus drei Scheiben – einer für eine bestimmte Geschwindigkeit des Motors festliegenden Scheibe D mit sechs Schlitzen, entsprechend der Anzahl der Einströmöffnungen im Cylinderdeckel, einer Scheibe E mit drei Oeffnungen und einer Scheibe F mit sechs Oeffnungen, welche durch eine Stiftschraube an der Drehbewegung verhindert wird. Die Scheibe E rotirt mit dem Kolben, wobei ihre Oeffnungen abwechselnd über je drei Schlitze der Scheibe D zu liegen kommen, so dass Dampf in den Cylinder strömt und die Maschine in Gang kommt.

Das Ausströmorgan ist in ähnlicher Weise aus drei Scheiben zusammengesetzt, die aber sämmtlich fest liegen, so dass Dampf auf einer Seite des Widerlagers aus- und gleichzeitig auf der anderen Seite einströmt.

Textabbildung Bd. 296, S. 2

Die Scheibe D wird von einem Kugelregulator bethätigt, indem derselbe durch ein Zahnsegment mit Getriebe, welch letzteres auf dem äusseren Ende eines im Cylinderdeckel und der Verschlussplatte gelagerten Bolzens befestigt ist, sowie durch ein auf demselben Bolzen in der Kammer des Cylinderdeckels sitzendes zweites Getriebe, welches mit einem Zahnkranzsegment der Scheibe D in Eingriff steht, auf diese einwirkt und ihr je nach der Geschwindigkeit des Motors eine geringe Drehbewegung in dem einen oder anderen Sinne ertheilt.

Hierdurch werden die freien Durchgangsquerschnitte für den in den Cylinder tretenden Dampf verändert und es gelangt je nach der Geschwindigkeit der Maschine mehr oder weniger Dampf in den Cylinder.

Die Maschine kann auch umgesteuert werden, indem man den frischen Dampf auf der Ausströmseite zuströmen und den Abdampf auf der Einströmseite entweichen lässt.

Eine andere Maschine mit kreisendem Kolben ist G. H. Weston in Boston, Mass., unter Nr. 12587 vom 27. Juni 1893 in Nordamerika patentirt.

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Wie die Industries and Iron vom 20. October 1893 S. 606 entnommenen Abbildungen (Fig. 6 und 7) erkennen lassen, befinden sich im Innern eines Gehäuses A zwei Kammern B und C, in denen beziehentlich der Dampfkolben D und ein Widerlager E untergebracht sind. Der Kolben besteht aus einer mit der Stange G aus einem Stück geschmiedeten Nabe F, welche Flanschen G trägt, die sich mittels Dichtungsringen I dampfdicht gegen die Wandungen des Gehäuses A legen. Der Arm oder Flügel I1 , ist zwischen den Flanschen auf dem Kolben befestigt und kommt in eine Aushöhlung K des Widerlagers E zu liegen, wenn der Kolben rotirt. Das Widerlager trägt Dichtungsringe L und stützt sich auf einen kugeligen Zapfen M, damit es selbsthätig irgend welcher ungenauen Lage des Kolbens zu folgen vermag. Durch den viereckigen Ansatz einer Büchse ist das Widerlager ferner mit der Stange N verbunden, welche durch die den kugeligen Zapfen M tragende Hülse O hindurchgeht und auf ihrem äusseren Ende ein Zahnrad P trägt, welches mit dem Zahnrade Q der Kolbenstange G in Eingriff steht, so dass, wenn letztere rotirt, auch das Widerlager eine entsprechende Drehbewegung ausführt.

Textabbildung Bd. 296, S. 3

Das Dichtlaufen der Kolbenstange wird durch einen getheilten Doppelkonus R erreicht, dessen Hälften mittels Ueberfallmutter S zusammengetrieben werden; diese Mutter wirkt auch gleichzeitig auf Stangen T und damit auf die Packung U. In einer Aussparung des Kolbenkörpers liegt der Konus V, welcher sich an der Drehbewegung des Kolbens nicht betheiligt, und in diesen Konus mündet eine entsprechend gestaltete Büchse W, welche den Einströmstutzen für den Arbeitsdampf bildet, der durch eine Oeffnung X in dem Konus und eine andere Oeffnung Y in der Nabe F des Kolbens gegen den Flügel I1 strömt und den Kolben in Richtung des Fig. 7 ersichtlichen Pfeiles in Umdrehung versetzt. Der wirksam gewesene Dampf entweicht durch den Kanal Z des Gehäuses ins Freie.

Eine Vereinfachung an der rotirenden Maschine von A. F. G. Brown in Dalry, N. B. (1892 286 * 195, 1893 289 * 27), beschreibt Industries vom 2. Juni 1893 S. 526. Dieselbe besteht in der Verlegung des Steuerorganes in das Innere des Cylindergehäuses und der Bethätigung desselben durch den kreisenden Kolbenkörper selbst, ferner in einem verbesserten System der Dichtung der Kolbenstange.

Der Kolben A (Fig. 8 und 9) ist meist von excentrischer Gestalt, das Widerlager aus einem schwingenden Arm oder Flügel B zusammengesetzt, der in einer Aushöhlung C des Gehäuses D untergebracht ist, aber, anstatt sich direct auf den Umfang des Kolbens zu legen, nahe an seinem freien Ende ein segmentförmiges Stück B1 trägt, welches mit seinem cylindrischen Theil in einer entsprechenden Höhlung des Armes hin und her schwingt, wenn es durch die Bewegung des Kolbens A hierzu veranlasst wird.

Der frische Dampf tritt in die Kammer C1 oberhalb des Flügels B und strömt durch die Kanäle B2 und B3, wenn der letztere Kanal (B3) durch die vom Arbeitskolben A abgeleitete Bewegung des Segmentes B1 in Verbindung mit dem ersteren Kanal (B2) gebracht ist. Das schwingende Segment wirkt somit wie ein Einströmschieber. Von den Kanälen B2, B3 gelangt der Dampf in den Cylinder D, sowie gegen das schwingende Segment B1 und ertheilt dem Kolben in Richtung des Fig. 8 ersichtlichen Pfeiles eine Drehbewegung. Durch die Kolbenbewegung wird dann dem Segment B1 eine derartige schwingende Bewegung ertheilt, dass die Kanäle B2, B3 bei jeder Umdrehung vollständig geöffnet oder geschlossen werden, demnach Dampf auf der einen Seite des Segmentes zuströmt, während der Abdampf auf der entgegengesetzten Seite durch den Kanal X im Zapfen des Flügels B ins Freie entweicht. Bei jeder Umdrehung des Kolbens tritt der Arbeitsdampf einmal in den Cylinder; er kann jedoch bei irgend welcher Kolbenstellung abgeschnitten werden, wenn man zwei oder mehrere Flügel derselben Construction, wie oben beschrieben, in gewissen Abständen rings um den Cylinder anordnet. In diesem Falle wird der Dampf zwei oder mehrere Mal bei jeder Umdrehung des Kolbens in den Cylinder strömen.

Die Maschine kann auch umgesteuert werden, wenn man die Dichtungsflügel, sowie die Segmente verdoppelt und die Dampfeinströmung von dem einen Segment abschneidet, während das andere frischen Dampf erhält. Die Kolbenstange wird durch die Stopfbüchse G1 abgedichtet, welche mit einer Brille G versehen ist; beide Stücke besitzen zwei verschiedene Durchmesser und da, wo der grössere Durchmesser der Büchse gegen den Theil der Brille von kleinerem Durchmesser trifft, ist ein Dichtungsring zwischengeschaltet.

Textabbildung Bd. 296, S. 3

Das innere Ende der Brille G legt sich gegen denjenigen Theil der Stange, welche den Kolben trägt und einen grösseren Durchmesser besitzt, als der in der Brille liegende Theil der Stange, wobei auf diesem inneren Ende noch ein Ring I so angeordnet ist, dass er gegen den Kolbenkörper A trifft. Federn I1 welche in das innere Ende der Stopfbüchsen G1 eingelassen sind, bewirken das dampfdichte Anliegen des Ringes I am Kolben.

Carl Karpa in Berlin wurde unter D. R. P. Nr. 69171 die Construction einer Dampfmaschine mit kreisendem Kolben geschützt.

Eine in einem Cylinder eingeschlossene Kurbelscheibe besitzt zwei oder mehrere zahnartig gestaltete Knaggen, die vermöge ihrer Form und Anordnung dem Dampfe als Druckflächen dienen. In der Nabe des Cylinders befindet sich drehbar ein Zahnrad, dessen Zähne abwechselnd dem |4| Dampfe als Stützpunkt dienen und welches bei der Bewegung der Kurbelscheibe von deren Knaggen in Drehung versetzt wird.

Eine mittels Dampf, auch comprimirter Luft oder hydraulischem Druck in Thätigkeit zu setzende Maschine mit flachem schwingendem Kolben von J. Yates in London veranschaulichen die Industries vom 27. Januar 1893 entnommenen Abbildungen (Fig. 10 bis 12).

Textabbildung Bd. 296, S. 4

A ist das Gehäuse, in welchem sich der flache Kolben B dampfdicht hin und her bewegt; derselbe ist auf die Welle C aufgekeilt, welche durch das Gehäuse geht und auf beiden Seiten nach aussen mittels gewöhnlicher Stopfbüchsen abgedichtet ist. Auf den Enden der Welle C sind Hebel E bezieh. E1 befestigt, welche durch eine Querstange mit einander verbunden sind, in deren Mitte das eine Ende einer Pleuelstange F angreift, während das andere Ende derselben in gewöhnlicher Weise mit der Kurbel der Schwungrad welle verbunden ist. HH sind im Gehäuse A Hegende Ein- und Ausströmkanäle, welche durch den Flachschieber I1 abwechselnd geöffnet und geschlossen werden, mit L und M sind die Durchlasskanäle bezieh. die Ausströmöffnung im Schieber bezeichnet.

Der Mechanismus zur Bewegung des Flachschiebers ist folgender: Auf der einen Seite des Gehäuses A ist ein Zapfen Q gelagert, welcher am äusseren Ende eine Schwinge P trägt, die mit ihrem unteren Theil über einen Stift S des Rahmens S1 greift; letzterer ist durch Schraubenbolzen S2 mit dem Flachschieber I1 verbunden. Auf der Welle C sitzt innerhalb der entsprechend geformten Schwinge P eine Nockenscheibe R mit zwei Nasen, welche bei der hin und her gehenden Bewegung der Welle abwechselnd mit der Schwinge P in Berührung kommen und damit auch den Schieber schnell aus der einen Endstellung in die andere bringen.

(Schluss folgt.)

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