AT129224B - Ventilsteuerung. - Google Patents

Description

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  Ventilsteuerung. 



   Es sind   Lokomotiv- und Sc, hiffsd'1mpfmaschinen   mit Ventilsteuerung bekannt, bei welchen   sämtliche   Ein-und Auslassventile in einer einzigen Geraden liegen und die Spindeln der Einlassventile innerhalb der hohl ausgebildeten Spindeln für die Auslassventile angeordnet sind.

   Die Erfindung bezieht sich auf Ventilsteuerungen dieser Art und zielt darauf ab, sämtliche vier Ventile eines Zylinders mittels eines einzigen, vorzugsweise nach Art eines Wälzhebels, jedoch vierfach wirkenden Antriebsorganes zwangsweise zu betätigen, eine gedrängte und trotzdem leicht zugängliche Anordnung der gesamten
Steuerung in einem schmalen Kasten zu erzielen, auf einfache Weise während des Leerganges der Maschine einen Druckausgleich zu beiden Seiten des Zylinderkolben zu erreichen sowie das Schliessen der Ventile vorzugsweise durch den auf die Ventilspindeln einwirkenden Dampfdruck zu bewirken. Ausserdem zielt die Erfindung darauf ab, die Steuerung durch eine besondere Ausgestaltung der Ventile selbst sowie der zum Schliessen derselben dienenden Einrichtungen für sehr hohe Tourenzahlen geeignet zu machen. 



   Die Fig. 1 und 3 zeigen in einem zur Zylinderachse parallelen Schnitt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung. Die Fig. 2 stellt einen Schnitt nach der Linie   c-d   der Fig. 1 dar. Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zum   Schliessen   der Ventile. 



   Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 ist auf den Zylinder 2 ein Steuerkasten 1 aufgesetzt, der in der Mitte eine geschlossene   Kammer 3 besitz, t,   in welcher die Antriebsorgane für die Steuerventile angeordnet sind. Symmetrisch in bezug auf die Kammer 3 sind die Einlassventile 4 und die Auslassventile 6 angeordnet. Die Spindel 5 jedes Einlassventils 4 ist innerhalb der hohlen Spindel 7 des zugehörigen Auslassventils 6 angeordnet und die Enden aller vier Ventilspindeln 5,7 ragen in die   Kammer, 1   hinein. 



   Die Ventile 4 und 6 sind sehr dünnwandig ausgebildet, u. zw. vorzugsweise aus Stahlblech hergestellt ; statt des sogenannten Führungskreuzes ist bei jedem Ventil ein Teller   X, bzw. 61   vorgesehen, welcher mit Durchbrechungen oder Fenstern versehen ist und auch die obere   Sitzfläche   des Ventils aufweist. Die untere   Sitzfläche   jedes Auslassventils 6 wirkt mit einem Einsatzkörper 8 zusammen, der in den Steuerkasten 1 eingesetzt ist und zugleich zur Führung der Hohlspindel 7 dient und bis in die Nähe des Ventiltellers 61 reicht, um eine gute Führung der Spindel 7 zu erzielen. Zur Führung der Spindel 5 des Einlassventils 4 ist ein Einsatzstück 9 vorgesehen, welches auch eine axiale Bohrung 10 (Fig. 1) für das Ende der Hohlspindel 7 besitzt.

   Das Einsatzstück 9 ist gleichfalls bis nahe an den Ventilteller 41 herangeführt. Die Spindel 5 jedes Einlassventils   4   ist ausserdem in einer Bohrung 11 des Deckels 12 geführt (Fig. 1), und diese Bohrung 11 ist durch eine Schraube 13 dampf dicht geschlossen. 



   Mittels eines Anschlussstückes 14 (Fig. 1) wird in die Bohrung 11 Dampf eingeleitet, der auf das Ende der Spindel 5 des Einlassventils 4 drückt und dadurch das letztere geschlossen hält. Die Einlassventilspindel 5 ist mit einer Längsbohrung 15 sowie mit einer Querbohrung 16 versehen (Fig. 1), so dass der Dampf auch in den Raum 10 (Fig. 1) gelangt, auf das Ende der Hohlspindel 7 drückt und dadurch auch das Auslassventil 6 in der Schliesslage hält. Vorzugsweise wird zum Schliessen der Ventile Sattoder Nassdampf verwendet, so dass die durch den überhitzten Betriebsdampf stark erwärmte Spindel 5 des Einlassventils 4 wirksam gekühlt wird. 



   In die Steuerkammer. s ist eine Büehse 18 eingesetzt, in welcher die schwingende Steuerwelle 17 gelagert ist (Fig. 2). Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Steuerwelle 17 mittels eines 

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 Hebels 171 in eine schwingende Bewegung versetzt. An dem in die Kammer 3 hineinragenden Ende der Steuerwelle 17 ist eine scheibenförmige Verbreitung   172   vorgesehen, mit welcher ein zum Antrieb aller vier Ventilspindeln 5 und 7 dienendes schwingendes Antriebsorgan 19 aus einem Stück hergestellt ist. 



  Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 ist das Antriebsorgan 19 als um seine Mittelachse schwingender, vierfach wirkender Wälzhebel ausgebildet, welcher, wie die Fig. 1 zeigt, die Form einer schmalen Rippe mit schwach gewölbten Flanken hat. Die oberhalb der   waagreehten   Mittellinie liegenden Flanken des Antriebswälzhebels 19 wirken mit zwei symmetrisch angeordneten, die   Gegenwälzflächen   aufweisenden Hebeln 22 zusammen, die mittels Zapfen 20 an der Bodenwand der Kammer 3 drehbar befestigt sind und mit ihren freien Enden auf die Enden der Spindeln 5 der Einlassventile 4 einwirken. 



  Die unterhalb der waagrechten Mittellinie liegenden Seitenflächen des Antriebswälzhebels   19 wirken   in der gleichen Weise mit Hebeln 23 zusammen, die mittels Zapfen 21 an der Bodenwand der Kammer'j befestigt sind und mit ihren freien Enden auf Fortsätze 71 der Hohlspindeln 7 der Auslassventile 6 einwirken. Die Hebel 22 und 23 werden im folgenden   als "Zwischenhebel" bezeichnet.   



   Die freien Enden der Zwischenhebel23 sind gegabelt, und zwischen die   Gabelöffnung   dieser   Hebel 2-3   greifen die Enden der Zwischenhebel 22 ein, so dass die Hebel 22 und 23 unabhängig voneinander aussehwingen können. 



   Wenn der   Antriebswälzhebel 19   im Sinne der Doppelpfeile (Fig. 1) ausschwingt, so wirken seine Flanken zunächst mit einem kleinen, jedoch sehr rasch grösser werdenden Hebelarm auf einen zunächst   grossen, jedoch   sehr rasch kleiner werdenden Arm der Zwischenhebel 22 und   23   ein. Da die aufeinander arbeitenden Flächen des Antriebswälzhebels 19 einerseits und der Zwischenhebel 22 und 23 anderseits nahezu gar keine gleitende Bewegung gegeneinander ausführen, tritt zwischen ihnen keine Reibung und daher auch keine nennenswerte Abnutzung auf.

   Wie bei den bekannten, jedoch immer bloss einfach wirkenden Wälzhebelsteuerungen der Stabilmaschinen wird daher auch bei den sehr gedrängt zu bauenden Steuerungen von   Lokomotiv-und Schiffsdampfmaschinen   ein vollkommen stossfreies Eröffnen der Ventile und eine sehr rasch zunehmende Geschwindigkeit der Ventilerhebung erzielt. Da das Eröffnen und das   Schliessen   der Ventile durch Wälzhebelwirkung erfolgt, sind die Perioden der Admission und der Kompression keinen Änderungen durch Abnützung der Steuerungsteile 19, 22 und 23 unterworfen. 



   Die zum Antrieb der Einlassventile 4 dienenden Zwischenhebel 22 sind, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, mit gegen die Achse, d. h. also gegeneinander gerichteten Armen 24 versehen, die einander übergreifen. 



  Oberhalb der Enden dieser Arme 24 ist ein Anschlag oder Daumen 26 angeordnet, welcher exzentrisch auf dem Ende einer drehbar in der Büchse 18 gelagerten Welle 25 sitzt. Bei der in der Fig. 1 dargestellten   Lage bleibt dieser Anschlag 26 ohne Wirkung auf die Arme 24. Wird jedoch die Welle 25 um 1800 gedreht, so kommt der Anschlag 26 tiefer zu liegen und drückt die Arme 24 nach unten (Fig. 1). Dadurch werden   die Zwischenhebel 22 auseinandergedrückt, so dass sie die Einlassventile 4 ständig offen halten. Diese Einrichtung dient dazu, beim Leerlauf der Maschine, insbesondere bei der Talfahrt der Lokomotive, die zu beiden Seiten des Kolbens liegenden Räume des Zylinders miteinander in Verbindung zu halten und dadurch einen Druckausgleich zu beiden Seiten des Zylinderkolben herbeizuführen. 



   Bei der Ausführungsform nach der Fig. 3 reichen die Enden der Zwischenhebel 22 und   23 bloss   bis 
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 ausgebildet sein müssen. Die vollen Spindeln 5 der Einlassventile sind, wie die Fig. 3 zeigt, an ihrem unteren Endteil   bogenförmig   abgefräst, während die Hohlspindeln 7 an ihrem oberen Endteil ausgefräst sind. Dadurch beeinflussen die Zwischenhebel 22 bloss die Einlassventilspindeln   5,   die Zwischenhebel   23   dagegen bloss die   hohlen Auslassventilspindeln 7.   Im übrigen ist die Ausbildung der Steuerung die gleiche wie bei der   Ausführungsform   nach den Fig. 1 und 2. 



   Bei der   Ausführungsform   nach der Fig. 4 werden die Einlassventile 4 nicht bloss durch Dampfdruck, sondern auch durch eine Schraubenfeder 27 in die Schliesslage gebracht. Diese Feder 27 stützt sich mit dem einen Ende an dem Boden einer Hülse 28 ab, welche auf den Deckel 12 aufgesehraubt ist. Das andere Ende der Feder 27 stützt sich an dem Flansch einer Hülse 29 ab. Der Boden dieser Hülse 29 wirkt auf einen Stift 30 ein, der in der Verlängerung der   Ventilspindel J angeordnet   ist und auf das Ende der Ventil- 
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 raum 15 der Spindel   .   



   Der Frischdampf wird durch die am Ende des Kastens 3 vorgesehenen Kanäle   31   (Fig. 1 und 4) zugeführt, gelangt durch die   Einlassventile 4   in die Zylinderkanäle 32 (Fig. 1), während der entspannte Dampf durch die Auslassventile 6 in den Abdampfraum 33 (Fig. 1) strömt. 



   Durch die Ausgestaltung des alle vier Ventile eines Zylinders betätigenden Antriebsorganes 19 als vierfach wirkenden Wälzhebel werden Laufrollen vollkommen überflüssig ; dadurch wird ein auch 
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 ausserdem werden die Abnutzungen auf ein Mindestmass herabgesetzt. Für einen raschen Gang der Steuerung ist ferner die beschriebene besonders leichte Ausgestaltung der Ventile, die gute Lagerung der Ventilspindeln und die Kühlung der Einlassventilspindeln vorteilhaft, insbesondere wenn die Lokomotivoder Sehiffsdampfmaschine mit überhitztem Dampf betrieben wird.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Ventilsteuerung für Lokomotiv-und Schiffsdampfmasehinen, mit in einer Geraden angeordneten Ventilen und paarweise ineinander liegenden Ventilspindeln, dadurch gekennzeichnet, dass alle vier Ventile eines Zylinders mittels eines einzigen : 11 schwingenden Antriebsorganes (19), welches ohne Laufrollen auf die einander zugekehrten Enden der vier Ventilspindeln (5, 7) einwirkt, zwangsweise im Sinne des Öffnens betätigt und vorzugsweise durch auf die Spindelenden einwirkenden, nicht überhitzten Dampf geschlossen werden.

   2. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das sämtliche Ventilspindeln (5, 7) betätigende einzige Antriebsorgan als Wälzhebel mit vier Wälzflächen ausgebildet ist, der um seine Mittelachse schwingt und die Enden der vier Ventilspindeln (5, 7) unter Vermittlung von die Gegenwälz- flächen aufweisenden Zwischenhebels (22, 28) zwangsweise betätigt.

   3. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen l und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der sämtliche Ventile (4, 6) eines Zylinders betätigende Wälzhebel (19) die Form einer Rippe mit schwach gewölbten Seitenflächen besitzt, die um ihre Mittelachse schwingt.

   4. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der sämtliche EMI3.1 ausgebildet ist, so dass er nur eine sehr geringe Dicke erhalten muss.

   5. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerwelle (17) an dem in die Steuerkammer (. 3) eintretenden Ende zu einer Scheibe (172) ausgebildet ist, an welcher der sämtliche Ventile (4, 6) betätigende Antriebswälzhebel (19) angesetzt ist, so dass er eine vorstehende Rippe dieser Scheibe (172) bildet und durch sie versteift ist.

   6. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der von dem Antriebswälzhebel (19) betätigten Zwischenhebel (22, 2. 3) bloss bis zur Längsachse der Ventil- EMI3.2 hebel abgewendeten Seite mit einer bis zur Spindelachse reichenden Ausnehmung versehen ist (Fig. 3).

   7. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Einlassventilspindeln (5) einwirkenden Zwischenhebel (22) gegeneinander gerichtete Fortsätze oder Arme (24) tragen, die mittels eines verstellbaren Anschlages (26) derart beeinflusst werden können, dass beim Leergang der Maschine die Einlassventile (4) in der Offenstellung gehalten werden (Fig. 1 und 3).

   8. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Schliesskraft für die Ventil- spindeln (3, 7) nicht überhitzter Dampf verwendet wird, der durch eine Längsbohrung (15) und eine Querbohrung (16) der Einlassventilspindeln (5) in einen am Ende der Auslassventilspindel (7) vorgesehenen Druckraum (10) geleitet wird, daher auf die Enden beider Ventilspindeln (5, 7) einwirkt und die in der heissesten Zone liegende Einlassventilspindel kühlt (Fig. 1).

   9. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassventilspindeln (5) einer zusätzlichen Schliesskraft durch eine Feder (27) unterworfen sind, welche Feder im Sinne des Schliessens der Ventile auf einen Druckstift (30) einwirkt, dessen Ende auf das Ende der Einlassventilspindel (5) einwirkt (Fig. 4).

   10. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein-und Auslassventile (4, 6) aus je einem an den Ventilspindeln (5, 7) befestigten und die eine Sitzfläche tragenden Teller (41, 61) sowie aus einem an dem Rande dieses Tellers (41, 61) befestigten, diinnwandigen Ventilkörper bestehen, welcher die zweite Sitzfläche aufweist. EMI3.3