<Desc/Clms Page number 1>
Ventilsteuerung für Lokomotiv-und Sehiffsdampfmaschinen.
Die Erfindung bezieht sich auf Ventilsteuerungen für Lokomotiv-und Schiffsdampfmaschinen, bei denen die Ventilspindeln zur Zylinderachse parallel liegen und mit ihren Enden in einen von der
Steuerwelle durchsetzten Raum hineinragen. Dieser Raum ist sehr klein und infolgedessen muss die
Antriebsvorrichtung für die Ventilspindeln eine sehr gedrängte Bauart aufweisen. Zur Betätigung der Ventile solcher Lokomotiv-und Schiffsdampfmasehinen werden bisher entweder schwingende oder rotierende Nocken oder Daumen verwendet, die entweder unmittelbar oder unter Vermittlung von einarmigen Schwinghebeln auf die Ventilspindeln einwirken oder aber es werden aus Rollen und Kurven- scheiben bestehende Antriebe verwendet.
Beide Arten von Steuerungen gewähren den Vorteil, dass sie nur sehr wenig Raum beanspruchen und daher der notwendigen gedrängten Bauweise entsprechen.
Die Nockensteuerungen haben jedoch den Nachteil, dass die aufeinander arbeitenden Flächenteile der
Nocken und der von ihnen betätigten Steuerorgane aufeinander schleifen, wodurch grosse Reibungs- verluste und eine rasche Abnutzung entstehen. Bei Rollensteuerungen wird zwar die Abnutzung ver- langsamt, sie ergeben jedoch schleichende Ventileröffnungen. wenn Schläge und steile Kurven vermieden werden sollen.
Die bei Stabilmaschinen verwendeten Wälzhebelsteuerungen vermeiden die oben erwähnten Nachteile, da die aufeinander arbeitenden Flächen beinahe gar keiner Abnutzung unterliegen und ein stossfreies und doch mit sehr rasch zunehmender Geschwindigkeit vor sieh gehendes Eröffnen der Ventile erzielt wird. Für Lokomotiv- und Schiffsdampfmasehinen sind jedoch solche Wälzhebelsteuerungen bisher nicht verwendet worden, weil sie in der bei Stabilmaschinen bekannten Ausgestaltung eine gedrängte Bauweise, wie sie bei Lokomotiv-und Sehiffsdampfmasehinen unerlässlich ist, nicht ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, die geschilderten Vorteile der Schwingdaumensteuerungen mit jenen der Wälzhebelsteuerungen zu vereinigen und dadurch eine Steuerung zu schaffen. die einerseits eine ebenso gedrängte Bauweise aufweist wie die Schwingdaumensteuerungen und anderseits eine ebenso geringe Abnutzung, ferner eine ebenso stossfreie und dennoch rasche Ventileröffnung ermöglicht wie die Wälzhebelsteuerungen. Die Lösung wurde darin gefunden, dass die in an sich bekannter Weise auf einer Steuerwelle sitzenden Schwingdaumen als Wälzhebel ausgebildet sind und den die Gegen- wälzflächen aufweisenden Schwinghebeln solche Ausschwingungen erteilen, welche eine stossfreie beginnende und sehr rasch, jedoch kontinuierlich zunehmende Ventileröffnung bewirken.
Hiebei sind die beiden zur Betätigung der Einlass-und Auslassventile dienenden Antriebshebel als doppelt wirkende Wälzhebel ausgebildet und samt den ihnen zugeordneten Gegenwälzhebelpaaren um 1800 gegeneinander versetzt.
Gegenstand der Erfindung bildet ferner eine der neuen Wälzhebelsteuerung angepasste Druckausgleichsvorrichtung für den Leerlauf der Lokomotive, die im wesentlichen darin besteht, dass die von einem schwingenden Wälzhebel angetriebenen, die Einlassventile betätigenden Gegenwälzhebel mittels eines durch Dampfdruck oder durch Federkraft beeinflussten Druckkolbens in eine der Offenstellung der Ventile entsprechende Lage gebracht werden können.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, u. zw. zeigt die Fig. 1 einen nach der Linie. A-B der Fig. 2 geführten Längsschnitt durch das Steuerungsgehäuse, während die Fig. 2 einen Längsschnitt nach der Linie C-D der Fig. 1 darstellt. Die Fig. 3 zeigt in grösserem Massstabe einen Querschnitt durch den Steuerwellenraum.
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
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 Büehse n, die in einem zylindrischen Gehäuseteil 12 des Steuerungskastens 2 eingesetzt ist und in der mittels der
EMI2.2
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 (Fig. 2 rechts). 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 Einsatzbüehsen 19 gelagert und mittels Labyrinthdiehtungen 20 abgedichtet.
Auf der Steuerwelle 15 sitzen zwei schwingende Wälzhebel 21 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 2. 3 bzw. 24 zusammen, welche die Gegenwälziläehen 2. 3' bzw. 24'aufweisen und mit ihren freien Enden auf die Ventilspindeln 7 bzw. 9 einwirken. Die aktiven Wälzfläehen 21' bzw. 22'der schwingenden Wälzhebel 21, 22 verlaufen nach sehr flachen Kurven (Fig. 3).
Die Drehzapfen 25 der Hebel 23 sowie die Drehzapfen 26 der Hebel 24 sind derart in bezug auf die Drehachse der Wälzhebel 27 und 22 angeordnet, dass die letzteren bei ihrer schwingenden Bewegung in der Richtung des Pfeiles in der Fig. 3 im Sinne einer Abwälzbewegung auf die die Gegenwälziläehen 2j'und 24'auf- weisenden Hebel 23 und 24 einwirken. Diese Abwälzbewegung besteht, wie die Fig. 3 zeigt, darin, dass zunächst ein kleiner, jedoch sehr rasch und kontinuierlich grösser werdender Arm des als Wälzhebel ausgebildeten Sehwingdaumens 21 zur Einwirkung auf einen zunächst grossen, jedoch sehr rasch kleiner werdenden Arm der Gegenwälzhebel 23 gelangt.
Hiebei schwingen die Gegenwälzhebel 2. 3 und 24 im
EMI2.3
freies und dennoch ausserordentlich rasches Eröffnen der Ventile herbeigeführt. Da die Flächen 21' und 2J'in bezug aufeinander nahezu gar keine gleitende Bewegung ausführen, tritt zwischen ihnen praktisch genommen keine Reibung und daher auch keine Abnutzung auf. Bei einem weiteren Ausschwingen der Wälzhebel 21 und 22 gelangen die abgerundeten Endteile 21" und 22" der Wälzflächen 21'
EMI2.4
Abrundungen 21" und 22" wirken nun nicht mehr als reine Wälzfläehen, sondern, da sie auf den Flächen der Gegenwälzhebel 3 und 24 reiben, nach Art von Nocken oder Schwingdaumen.
An den abgerundeten Teilen 21" und 22/1 sowie an den Enden der Wälzflächen 2. 3' und 24'tritt daher zwar eine Reibung und eine Abnutzung auf. diese sind aber einerseits nur sehr gering, weil die Wälzhebel 21 und 22 sowie die Gegenhebel 23 und 24 eine sehr grosse Breite haben (Fig. 2), anderseits ist diese Abnutzung an den erwähnten Stellen ohne jeden praktischen Einfluss auf die Eröffnungsverhältnisse der Maschine. Die Eröffnung der Ventile, d. h. die Admission, das Voreinströmen und die Kompression, erfolgen nämlich durch eine reine Wälzhebelwirkung, und sie hängen ausschliesslich von der Beschaffenheit der Wälzflächen 21', 22', 2. 3' und 24'ab, die aber einer Abnutzung praktisch genommen nicht unterliegen.
Eine Abnutzung der abgerundeten Flächenteile 22"und 22"sowie der Enden der Wälztlächen 23' und 24' hat nur die Folge. dass bei den grossen Füllungen der Dampfzylinder die grossen Ventilerhebungen mit der Zeit um winzige Bruchteile von Millimetern kleiner werden, was praktisch ohne jede Bedeutung ist.
Dadurch, dass die Wälzhebelwirkung für das Anheben der Ventile, das ist für jene Phasen des Steuerungsvorganges gewählt wird, für welche ihre Vorteile voll zur Wirkung kommen, anderseits während jener Phasen des Steuerungsvorganges (nämlich während der vollen Eröffnung), bei welchen die Nachteile einer Schwingdaumen- oder Nockensteuerung praktisch nicht ins Gewicht fallen, die Wälzhebelsteuerung in eine Schwingdaumen- oder Nockensteuerung übergeht, werden die Vorteile beider Steuerungen soweit
EMI2.5
und infolgedessen die Geschwindigkeit der Ventileröffnung können noch dadurch vergrössert werden.
dass die Spindeln 7 der Einlassventile 8 ein wenig unterhalb der Achse der Steuerwelle 23. die Spindeln 9 der Auslassventile 10 dagegen ein wenig oberhalb der Achse der Steuerwelle 15 angeordnet werden (Fig. 1).
Die der Erfindung gemäss ausgebildete Steuerung gestattet auch eine sehr einfache Einrichtung zur Herbeiführung des Druckausgleiches beim Leerlauf der Lokomoivdampfmaschine. welche im folgenden beschrieben ist.
Die Gegenwälzhebel 2. 3 und 24 sind 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 3). In einem Fortsatze 28 des Gehäuseteiles 12 ist ein kleiner Druekkolben 29, der durch Labyrinth-
EMI2.6
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1