DE34498C - Schiebersteuerung- für Dampfmaschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

In den Fig. 1, 2 und 9 ist W ein Cylinder einer Lokomotive. F F sind Gehäuse, welche zur Aufnahme der in den Fig. 13 und 14 dargestellten Einrichtung zur Schieberbewegung dienen. Die Schieber selbst sind sogenannte Rostschieber, wie die Fig. 9 und 10 zeigen. A ist die Pleuelstange, welche in üblicher Weise mit dem zwischen Gleitbahnen w w gleitenden Kreuzkopf verbunden ist. Die Stange B bewegt die Einlafsschieber und die Stange B¹ die Auslafsschieber. Die beiden Mechanismen zur Bewegung der Einlafsschieber einerseits und der Auslafsschieber andererseits sind identisch und die sich entsprechenden Theile in den Figuren mit denselben Buchstaben bezeichnet, wobei die zu den Auslafsschiebern gehörigen Elemente durch Zufügung des Index 1 gekennzeichnet sind. Es ist daher nur der zu den Einlafsschiebern gehörige Mechanismus beschrieben. D ist eine kreisbogenförmige, an einem geeigneten Theil der Maschine befestigte Coulisse. Die Mittellinie des Cylinders ist mit .χ χ bezeichnet.

Bei Fig. 1 ist vorausgesetzt, dafs sich der Kurbelzapfen auf dem dem Cylinder zunächst gelegenen todten Punkt befindet. E ist ein auf D verschiebbarer Coulissenstein, mit welchem ein Ende der Stange F durch Bolzen e verbunden ist. Ferner ist Stange G mit Stange B durch Bolzen b, und B mit Stange / bei i verbunden, so dafs I als Unterstützung der Enden von B und G dient.

Die Lenkstange K, mit welcher der mit der Pleuelstange A verbundene Hebel J in Verbindung steht, dreht sich um einen festen Punkt der Maschine, welcher auf derselben Seite der Pleuelstange liegt, wie die übrigen Steuerungstheile. Durch die Anordnung des Hebels J und des Lenkers K werden an beiden Enden des Cylinders gleiche Schieberöffnungen erzielt, was bei directer Verbindung der Stange H mit der Pleuelstange A nicht möglich wäre. Von den beiden zur Bewegung der Einlafs- und Auslafsschieber dienenden Mechanismen kann jeder für sich vom Führerstande aus mittelst der mit den Coulissensteinen E und E^x in Verbindung stehenden Stangen j und j¹ gehandhabt werden.

In dem Diagramm der Fig. 4 ist das Functioniren der Steuerungstheile graphisch dargestellt; die Mittellinien der Constructionselemente haben hier dieselbe Buchstabenbezeichnung erhalten, wie diese Theile selbst in Fig. 1. Die Linien, Fig. 4, ist die Mittellinie χ in Fig. 1. Der Kreis M stellt die Bewegung des Kurbelzapfens α dar, das Oval JV die Bahn des Bolzens m und die Curve P die Bahn des Bolzens /. Der Coulissenstein E befindet sich in seiner mittleren Stellung.

Wenn der Kurbelzapfen α in der Richtung des Pfeiles bis zum äufseren todten Punkt 24 gelangt ist, so sind die Bolzen m I und k auf ihren Bahnen ebenfalls an den mit 24 bezeichneten Stellen angekommen; Bolzen f befindet sich an demselben Punkt, sowohl wenn der Kurbelzapfen in seinem äufseren todten Punkt 24 steht, als auch wenn derselbe sich in dem anderen todten Punkt 1 (48) befindet, aber der Bolzen d wird von / eine Bewegung in der Richtung des Pfeiles nach 24 erhalten, wie aus dem in gröfserem Mafsstäbe gezeichneten Diagramm, Fig. 5, ersichtlich ist.

Der Bolzen/ bewegt sich von dem Punkt 12 wieder zurück nach 24, wenn der Coulissenstein E sich in der Mittelstellung befindet, Fig. 6. Bei der Rückkehr des Kurbelzapfens a von dem äufseren zu dem hinteren todten Punkt 48 bewegen sich die Bolzen m und / in der oberen Hälfte der Bahn nach 48 hin; der Bolzen k dagegen beschreibt sowohl beim Hin- als auch beim Hergange der Pleuelstange dieselbe Curve. Der Bolzen / bewegt sich von dem Punkt 24 nach dem äufsersten Punkt 36, Fig. 5, und dann zurück nach 48. Bolzen d bewegt sich von 24 nach 48, Fig. 5.

Aus dem Vorstehenden ergiebt sich, dafs der Hebel H eine doppelte Bewegung erhält, nämlich erstens eine um den Bolzen / hin- und herschwingende und zweitens wegen der Führung durch die Stange F eine kreisförmige Bewegung des Bolzens /. Von dieser letzteren ist der Schub des Schiebers in der Weise abhängig, dafs Gröfse und Richtung dieses Schubes durch Verstellen des Coulissensteines bestimmt werden können. Von der ersten Bewegung, nämlich der hin- und herschwingenden, hängt das Voreilen und Abschliefsen des Schiebers ab. Wenn der Coulissenstein E sich in der Mittelstellung \ befindet, wird der Bolzen / durch die Bewegung des Kurbelzapfens nicht beeinflufst, die Schieberkanäle werden daher auch nicht geöffnet, aber die hin- und herschwingende Bewegung der Stange H findet statt, und der Bolzen d beschreibt infolge dessen eine Curve, welche durch den schraffirten Theil w in Fig. 5 dargestellt ist.

Bringt man den Coulissenstein E von der mittleren (\) nach der äufsersten Stellung ^¹, so bewegt sich der Bolzen / in dem Kreisbogen w^l, Fig. 6, und Bolzen d beschreibt die unregelmäfsige Curve w¹, Fig. 5, wobei die Dampfkanäle vollständig geöffnet werden und das gewünschte Voreilen und Abschliefsen eintritt. Beim Umsteuern kommt E in die andere äufserste Stellung ^². Jetzt bewegt sich / in dem Kreisbogen #>², d in der Curve w², Fig. 5, und der Schieber erhält eine der früheren entgegengesetzte Bewegung.

In Fig. 8 ist eine Modification der Steuerung dargestellt, welche keine Einrichtung für das innere und äufsere Voreilen des Schiebers besitzt. Hierbei fällt der Arm h, Fig. 1, des Hebels H fort und die Stange G ist direct mit dem Bolzen/ verbunden. Diese Steuerung ist für solche Maschinen bestimmt, bei welchen das Voreilen durch einen aufserhalb der eigentlichen Steuerung gelegenen Mechanismus bewirkt wird.

Steht der Coulissenstein E in der Mitte %, so erhält die Schieberstange keinerlei Bewegung, da der Bolzen / sich in dem Bogen w, Fig. 8, bewegt. Steht E in dem untersten Punkt jjt¹, so stellt w^l die Bahn von f dar und der Schieber erhält seinen gröfsten Ausschlag. Bei der Umsteuerung kommt E nach %², und/ bewegt sich in dem Bogen ^², Fig. 8.

In Fig. 7 ist die Steuerung in ihrer einfachsten Form dargestellt. Die Stange F ist hier an irgend einem Theil der Maschine befestigt und die Schieberstange B gleitet in einem an diesem Ständer befindlichen Lager. Bei der gezeichneten Anordnnng wird sich die Maschine vorwärts bewegen, die Regulirung der Geschwindigkeit erfolgt durch eine gewöhnliche Drosselklappe.

In den meisten Fällen wird es am zweckmäfsigsten sein, die Steuerung nach Mafsgabe der Fig. 1 und 4 zu construiren.

Auf einer Seite des Dampfcylinders W, Fig. 9, befindet sich ein Angufs Y, welcher den Schieber und die Kanäle enthält, C C sind die Einlafskanäle, welche an der Einlafsöffhung c münden, und U U sind die Auslafskanäle, die nach der Auslafsöffhung u¹ auslaufen. An jedem Cylinderende befindet sich eine Oeffnung ρ und jede dieser Oeffnungen ist mit einem Einlafsschieber R und einem Auslafsschieber 5 versehen. Alle Schieber werden zweckmäfsig als Rostschieber ausgeführt, wie in den Fig. 9 und 10 dargestellt ist. Der Auslafsschieber S befindet sich auf der einen Seite der Oeffnung, der Einsafsschieber R auf der anderen Seite, so dafs beide Schieber ungefähr den in Fig. 11 angegebenen Winkel bilden. Die Schieber bewegen sich auf Sitzen t und q. Die beiden Ausströmungskanäle sind von einander getrennt durch eine Scheidewand u², Fig. 10, so dafs die beiden ausströmenden Dampfsäulen sich nicht gegenseitig beeinflussen können. Der Verlauf der Ein- und Auslafskanäle ist in Fig. 2 und 10 durch punktirte Linien angegeben. Die Functionen dieser Kanäle können auch vertauscht werden, d. h. CC können Aüslafs- und U U Einlafskanäle werden. R wäre alsdann Auslafsschieber und S Einlafsschieber. Wie aus den Fig. 9, 10, 11 und 12 ersichtlich ist, hat der Cylinder an jedem Ende zwei cylindrische Ausbohrungen d¹ /', welche sich vollständig durch das Gufsstück, von welchem der Cylinder ein Theil ist, hindurch erstrecken. Von den Bohrungen d^l d¹ enthält jede einen Einlafsschieber R nebst dessen Sitz q, während die Kammern /'/' für je einen Auslafsschie-■ ber S nebst Sitz t bestimmt sind. Gegen Drehung sind die Schieber gesichert durch Rohre oder Stangen r, welche zur Hälfte in den Schieber und zur Hälfte in dessen Sitz eingreifen. Rohre sind zu diesem Zwecke vorzuziehen, weil dieselben nachträglich durch hydraulischen Druck ausgedehnt werden können. Die beschriebene Anordnung der Schieber gewährt den Vortheil, dafs die Schiebergehäuse auf einer gewöhnlichen Drehbank ausgebohrt

werden können. Unten sind die Schiebergehäuse durch Platten Je¹Ic¹, Fig. io, und oben durch Platten ο ο abgeschlossen, Fig. ι, 13 und 14.

Um einen Rückschlag der Dampfschieber zu verhindern, sofern derselbe nicht durch Ansammlung von Condensationswasser verursacht wird, dient die mit Schraubenfeder versehene Hülse s, Fig. ι ο und 12, welche gegen eine an der Rückseite des Schiebers befindliche Führung drückt. Die Spannung der Schraubenfeder kann durch Drehung der Schraube η regulirt werden. Jeder Dampfschieber besitzt zwei solcher Einrichtungen, wodurch derselbe stets gegen seinen Sitz gedrückt wird. Die Schieberstange Q, Fig. 13 und 14, geht durch eine in den Boden des Kastens Feingeschraubte Stopfbüchse a¹ und ist an ihrem oberen Ende mit dem eingebogenen Theil b¹ der Stange D¹ verbunden, welche oben in einen Kolben h¹ endigt. Dieser Kolben führt sich in einem kleinen Cylinder A¹. Die Welle ν ist in einem Vorsprunge des Kastens V gelagert und trägt einen Arm L, dessen Zapfen m^l mittelst einer Stange H¹ mit dem durch D¹ hindurchgehenden Bolzen i¹ verbunden ist. ,An dem Bolzen 0 der Gabel N¹ greift die zur Bewegung von ν dienende Stange an. In Fig. 1 liegt die Welle ν etwas seitwärts von der durch die Mitte der Schieberstange und des Cylinders gezogenen Linie 1-2. Die gegenseitige Stellung der Arme L und iV¹ ist durch punktirte Linien f¹-/¹ in Fig. 13 angegeben. Die Aufwärtsbewegung des Schiebers, welche demselben infolge der hin- und herschwingenden Bewegung des Armes L ertheilt wird, läfst sich am besten aus dem Diagramm Fig. 15 ersehen, in welchem die Linie 2-2 die Mittellinie der Schieberstange und x¹ die Mitte der Welle ν ist. Der punktirte Kreisbogen bezeichnet den vom Bolzen W₁ beschriebenen Weg, welcher durch die Punkte 7 und 6 begrenzt wird. Während der Kurbelzapfen m¹ sich von 7 bis 4 bewegt, also mehr als die Hälfte seines Ausschlages zurücklegt, bewegt sich der Schieber nur um die zwischen den horizontalen Linien 3 ^{x x} und ' 4^{x x} liegende Strecke. Die Entfernung zwischen den Linien 5^XX und 3^XX giebt die Strecke an, um welche der Schieber gestiegen ist, wenn der Kurbelzapfen den Punkt 5 erreicht hat. Während aber m^l von Punkt 5 bis Punkt 6 fortschreitet, wird die Schieberstange ziemlich rasch von der horizontalen Linie 5^XX bis zur Linie 6^XX gehoben.

Die eben beschriebene Bewegung des Schiebers ist in Fig. 16 graphisch dargestellt. Aus diesem Diagramm ist ersichtlich, dafs der Schieber fortwährend in Bewegung bleibt. Hierdurch wird das Aufschlagen des Schiebers auf seinen Sitz vermieden, welches bei solchen Constructionen eintritt, wo der Schieber in einem Punkte seiner Bahn stillsteht. Die Fortsetzung der Bewegung während der Ueberlappung wird dadurch bewirkt, dafs die Kurbeln N¹ und- L etwas gegen einander versetzt sind, wie die punktirten Linien /' und i¹ in Fig. 13 zeigen.

Claims (4)

Patent-Anspruch: Eine Dampfmaschinensteuerung, welche gekennzeichnet ist durch:

1. die Anordnung des am Coulissenstein E drehbaren Lenkers F, wodurch ein Punkt der Stange H, welche zur Vermittelung der von der Pleuelstange aus erfolgenden Schieberbewegung dient, eine Kreisbogenfläche erhält;

2. den am Cylinder befindlichen Angufs Y mit schlitzförmiger Dampfeintrittsöffnung p, seitlich zu dieser gelagerten, in einem Winkel zu einander stehenden Einströmungs- und Ausströmungsschiebern R S und Ein- und Ausströmungsöffnungen cm¹, welche durch die Dampf kanäle C U mit ρ in Verbindung stehen;

3. cylindrische Schiebergehäuse d¹/¹ mit Schiebersitzen q t;

4. die Verbindung der Schieberstange mit einem durch die Welle ν in oscillirende Bewegung versetzten Kurbelarme L mittelst der Stange H¹ (Fig. 13 bis 15).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.