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Druckausgleiehvorriehtung für den Leerlauf von Lokomotiv-oder Sehiffsdampfmasehinen mit Ventil- steuerung.
Die Erfindung bezieht sich auf Ventilsteuerungen für Lokomotiv-und Schiffsdampfmasehinen, bei denen die Ventilspindeln zur Zylinderachse parallel liegen, mit ihren Enden in einen von der Steuerwelle durchsetzten Raum hineinragen und paarweise mittels schwingender oder rotierender Nocken oder Daumen od. dgl. betätigt werden. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf solche Ventilsteuerungen, bei denen die Antriebsnocken oder Daumen nicht unmittelbar, sondern unter Vermittlung von einarmigen Schwinghebeln auf die Enden der Ventilspindeln einwirken.
Ventilsteuerungen der geschilderten Art gewähren den Vorteil, dass sie für ihre Unterbringung nur einen geringen Raum beanspruchen und daher der bei Lokomotiv-und Sehiffsdampfmasehinen notwendigen gedrängten Bauweise entsprechen. Der zur Aufnahme der Antriebswelle, der Antriebsnocken oder Daumen, der Schwinghebel sowie der Enden der Ventilspindeln dienende Raum ist gleichfalls sehr klein, was an sich wohl ein Vorteil ist, jedoch die Anordnung einer Vorrichtung erschwert, mittels welcher beim Leerlauf der Maschine die Ein-oder Auslassventile unabhängig von ihren Antriebssteilen in der Offenstellung gehalten werden können, um den beim Leerlauf notwendigen Druckausgleieh auf beiden Seiten des Zylinderkolbens zu erzielen.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine für Steuerungen der erwähnten Art bestimmte Druckausgleichsvorrichtung für den Leerlauf von Lokomotiv-oder Schiffsdampfmaschinen der eingangs geschilderten Art, die im wesentlichen darin besteht, dass die beiden von einem Antriebsnocken oder Daumen angetriebenen, zwei Ventile betätigenden Schwinghebel als Winkelhebel ausgebildet sind, deren freie Arme gegeneinander gerichtet sind und unter der Einwirkung des zum Offenhalten der beiden Ventile dienenden Druckkolbens stehen.
In der Zeichnung ist die Erfindung an dem Beispiel einer Ventilsteuerung veranschaulicht, bei welcher der Antriebsnocken oder Daumen und die einarmigen Schwinghebel nach Art von Wälzhebeln aufeinander einwirken. Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das Steuerungsgehäuse einer Lokomotivdampfmaschine ; die Fig. 2 zeigt in grösserem Massstabe einen Schnitt durch den Steuerwellenraum.
Auf den Dampfzylinder 1 ist ein Steuerungskasten 2 aufgesetzt, in dessen Einlasskammer 3 der Frischdampf durch einen Stutzen 5 eintritt, während der Auspuffdampf aus der Auslasskammer 4 durch den Stutzen 6 ausströmt. Die Spindeln 7 der Einlassventile 8 sowie die Spindeln 9 der Auslassventile 10 sind parallel zur Zylinderachse gelagert und ragen mit ihren freien Enden in eine zylindrische Büchse 11, die in einem zylindrischen Gehäuseteil 12 des Steuerungskastens 2 eingesetzt ist und in der mittels der Lagerbuchsen 13 und 14 die schwingende Steuerwelle 15 gelagert ist.
Die Einlassventile 8 werden entweder durch Federn oder durch den Dampfdruck auf ihren Sitz angedrückt ; zu dem letzteren Zweck kann die Ventilspindel 7 verlängert und mit einem kleinen Kolben 16 versehen sein, auf welchen durch ein enges Leitungsrohr 17 hindurch Frischdampf geleitet wird. Die die Auslassventile 10 schliessenden Federn 18 sind ausserhalb des Steuerungskastens 2 angeordnet, so dass sie der Einwirkung des Dampfes entzogen und leicht zugänglich sind. Sämtliche Ventilspindeln sind in an sich bekannter Weise in Einsatzbüchsen 19 gelagert und mittels Labyrinthdichtungen 20 abgedichtet.
Auf der Steuerwelle 15 sitzen zwei schwingende Wälzhebel M und 22, die gegeneinander um 1800 versetzt sind und von denen der erste 21 zum Antrieb der Einlassventile 8 und der zweite 22 zur Betätigung der Auslassventile 10 dient. Die beiden Antriebswälzhebel 21, 22 sind symmetrisch ausgebildet und wirken mit Schwinghebeln 23, bzw. 24 zusammen, welche die Gegenwälzflächen 23'bzw. 24'aufweisen und
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mit ihren freien Enden auf die Ventilspindeln 7 bzw. 9 einwirken. Die aktiven Wälzflächen 21'bzw. der schwingenden Wälzhebel 21, 22 verlaufen nach sehr flachen Kurven (Fig. 2).
Die Drehzapfen 25 der Hebel 23 sowie die Drehzapfen 26 der Hebel 24 sind derart in bezug auf die Drehachse der Wälzhebel 21 und 22 angeordnet, dass die letzteren bei ihrer schwingenden Bewegung in der Richtung des Pfeiles (Fig. 2) im Sinn einer Abwälzbewegung auf die die Gegenwälzflächen 23'und 24'aufweisenden Hebel 23 und 24 einwirken. Diese Abwälzbewegung besteht, wie die Fig. 2 zeigt ; darin, dass zunächst ein kleiner, jedoch sehr rasch und kontinuierlich grösser werdender Arm des als Wälzhebel ausgebildeten Schwingdaumens 21 zur Einwirkung auf einen zunächst grossen, jedoch sehr rasch kleiner werdenden Arm der Gegenwälzhebel 23 gelangt.
Die Gegenwälzhebel 23 und 24 sind der Erfindung gemäss als Winkelhebel ausgebildet, deren Arme 27 gegeneinander gerichtet sind, so dass ihre Enden bei der Mittellage des Wälzhebels 21 einander nahezu berühren (Fig. 1 und 2). In einem Fortsatze 28 des Gehäuseteiles 12 ist ein kleiner Druckkolben 29, der durch Labyrinthnuten abgedichtet ist, verschiebbar gelagert. Das untere Ende dieses Kolbens 29 ruht auf den Armen 27 beider Gegenwälzhebel 23 und 24 auf, während sein oberes Ende unter dem Druck von Frischdampf steht, der durch ein Rohr 30 zugeführt wird.
Werden die Einlassventile 8 durch Dampfdruck geschlossen, so muss der Druckkolben 29 so bemessen werden, dass der auf ihn einwirkende Dampfdruck kleiner ist, als der auf einen der Einlassventile 8 ausgeübte Schliessdruck, so dass bei normalem Gang der Maschine ein Öffnen der Einlassventile durch den Druckkolben 29 verhindert wird.
Bei der schwingenden Bewegung des Wälzhebels 21 sowie der beiden Gegenwälzhebel 23 bleibt der Kolben 29 vollkommen in Ruhe, da er beim Ausschwingen eines Gegenwälzhebels stets durch den Arm 27 des anderen Gegenwälzhebels gestützt wird. Wenn beim Leerlauf der Maschine die Einlassventile 8 nicht mehr durch den Dampfdruck geschlossen werden, so tritt der Kolben 29 unter dem Drucke des Frischdampfes weiter in den Steuerwellenraum 31 ein und drückt die Arme 27 beider Gegenwälzhebel 23 nieder. Dadurch werden die Gegenwälzhebel 23 von dem Wälzhebel 22 abgehoben, beide Einlassventile werden geöffnet und der Wälzhebel 21 schwingt leer zwischen den beiden Gegenwälzhebeln 23.
Beide Zylinderseiten sind dann durch die Einlassventile miteinander verbunden und der darin enthaltene Dampf (oder Luft) kann spannungslos in an sich bekannter Weise umlaufen. Selbstverständlich kann der Druckkolben 29 auch erst in dem Augenblicke des Leerlaufes der Maschine unter den Druck des Frischdampfes gesetzt werden. Diese Art der Betätigung wird dann gewählt, wenn die Einlassventile 8 nicht durch Dampfdruck, sondern durch Federn geschlossen werden.
Der kleine Druckkolben 29 kann auch auf andere Weise als durch Frischdampf betätigt werden, beispielsweise durch eine Feder, deren im Sinne des Öffnens der beiden Einlassventile wirkende Kraft jedoch geringer ist als die Schliesskraft des auf die Einlassventile wirkenden Frischdampfes. Wird beim Leerlauf der Frischdampf abgestellt, so kommt die Feder voll zur Wirkung auf den Kolben 29 und öffnet gleichzeitig beide Einlassventile 8.
Die beschriebene Vorrichtung zur Herbeiführung des Druckausgleiches beim Leerlauf der Lokomotivdampfmaschine ist nicht nur für gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildete Wälzhebelsteuerungen verwendbar, sondern für alle Steuerungen, bei denen die Ventile mittels Zwischenhebel betätigt werden.