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Selbsttätiges Drucusgleich-ventil fihr beide Zylinderenden von Lokomotiv-Dampf- maschinen.
Um beim Leerlauf von Dampflokomotiven Kraftverluste und Brüche zu vermeiden. ist es er- forderlich, in den Schieberkasten Luft einzuführen und beide Zylinderenden miteinander zu verbinden, damit ein fortlaufender Druckausgleich stattfinden kann. Dieser Forderung wurde bisher durch Einbau getrennter Anordnungen für Zylinder und Schieberkasten entsprochen, die unabhängig voneinander arbeiten. So werden z. B. an die Dampfwege der Zylinder besondere Saugventile angeschlossen, die beim auftretenden Vakuum Aussenluft einlassen, nötigenfalls unter Vorwärmung der Luft in besonderen Rohrschlangen.
Bei einem anderen Druckausgleichventil sind beide Zylinderenden durch ein doppelsitziges Ventil verbunden, das gleichfalls bei offenem Dampfregulator unter Druck steht und geschlossen gehalten wird, sich jedoch bei leerlaufender Maschine öffnet und damit die Verbindung zwischen beiden Zylinderenden herstellt. Eine im Ventilgehäuse vorgesehene Öffnung, die den Druck- ausgleich vor dem das doppelsitzige Ventil steuernden Kolben herstellen soll, gestattet zwar auch den Zutritt von Frischluft, jedoch nur in unbedeutender Menge, so dass etwa eintretender frischer Luft hinsichtlich ihrer Kühlwirkung keine Bedeutung zukommen kann, selbst wenn eine Verbindung durch die Zylinder mit dem Schieberkasten bei bestimmten Stellungen der Steuerung möglich ist.
Vorliegende Erfindung vereinigt die bisher erforderlichen mehrfachen Ventilanordnungen zu einem einzigen Druckausgleichventil, in dem nicht nur die Verbindung der beiden Zylinderenden, sondern in demselben Gehäuse gleichzeitig auch unmittelbar zum Schieberkasten führende Verbindungs- öffnungen mit der Aussenluft gesteuert werden. Läuft die Maschine leer, dann kann frische Luft ohne Um- wege in den Schieberkasten treten und ihn kühlen. Das Druckausgleichorgan braucht nicht notwendigerweise einen einzigen Körper darzustellen, sondern kann in demselben Gehäuse in zwei Ventilteller unterteilt sein, von denen der eine die Verbindung der Zylinderenden, der andere den Einlass der Aussenluft in den Schieberkasten steuert, so dass sich bei zu hohen Überdrucken im Zylinder nur der eine Ventilteller öffnet.
Infolge der grossen Kolbenflächen und der Kolbengeschwindigkeit lässt sich der in den Zylindern in schnellem Wechsel entstehende Unter-und Überdruck trotz der Herstellung der Verbindung zwischen beiden Zylinderenden durch das Druckausgleichventil häufig nicht ganz beseitigen. Daher kann sich der Ventilkörper bei grossem Unterdruck heben, während er sich beim Überdruck wieder öffnet. Diese Beeinflussung verursacht ein Flattern des Ventilkörpers. Es lässt sich nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung durch Verbindung des Ventilkörpers mit einem Gegenkolben beseitigen, der unter denselben Druckverhältnissen steht wie die dem Verbindungskanal der Zylinderenden zugekehrte Ventilfläche. Etwa auftretender Unterdruck kommt dann nicht nur auf den Ventilkörper zur Geltung, sondern gleichzeitig auch auf den Gegenkolben.
Die Wirkung des Unterdrucks wird aufgehoben und der Ventilkörper beim Leerlauf dauernd in ruhiger Lage erhalten. Die Wirkung des Gegendruckkolbens lässt sich noch durch den äusseren Luftdruck unterstützen, wenn die andere Seite des Kolbens mit der Aussenluft in Verbindung gesetzt wird.
Die Zeichnung stellt eine Reihe von Ausführungsformen der Erfindung dar. Fig. 1 ist ein lotrechter Schnitt durch das Druckausgleichventil mit einem einzigen Organ zur gleichzeitigen Steuerung der Ver-
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in Fig. 1. Fig. 3 und 4 stellen zwei andere Ausführungsformen mit unterteiltem Druekausgleichorgan dar, also mit beim Auftreten von Überdrucken und Wasserschlägen in den Zylindern unabhängig von der Steuerung des Lufteinlasses wirksamem Ventilteller. Eine ähnliche Ausführungsform zeigt Fig. 5, jedoch mit doppeltem Ventilteller für die Steuerung der beiden Zylinderenden. Fig. R und 7 sind lotrechte Schnitte durch zwei Ausführungsformen ähnlich Fig. 1 mit Gegendruokkolben.
Nach Fig. 1 und 2 dienen die Stutzen b b' zum Abschluss an die beiden Enden eines Zylinders und der Stutzen c zum Anschluss an den Schieberkasten. Die Kan äle der Stutzen b b' sind konzentrisch umeinander geführt und münden in derselben Ebene. Für den gegenseitigen Abschluss der Kanäle b b'dient der Sitz g des Ventilkörpers a, der einen zweiten Sitz g'zum Abschluss gegen die Aussenluft hat. Ein diitter Sitz t steuert die Verbindung des Schieberkastens mit der Aussenluft, die durch Schlitze e im Gehäuse k zutreten kann. Wird der Regulator der Lokomotive geöffnet, dann gelangt der Dampf aus dem Schieberkasten durch den Stutzen c in den Hohlraum des Ventilkörpers a und presst ihn auf seine Sitzflächen bei g g' und/. Dann sind alle Verbindungen geschlossen.
Wird der Regulator geschlossen, läuft also die Maschine leer, dann fällt der Ventilkörper a infolge Nachlassens des Dampfdruckes auf die Stütznasen d des Gehäuses k, gibt also die Verbindung zwischen dem Schieberkasten und den Schlitzen e zur Aussenluft und
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seitiger Druckausgleich im Zylinder- und Schieberkasten möglich. Treten in den Zylindern im Betriebe plötzlich hohe Überdrucke oder Wasserschläge auf. so kann der Ventilkörper a nachgeben. Der Überdruck gleicht sich aus und die Gefahr von Brüchen im Zylinder bzw. in seinen Deckeln ist beseitigt.
Nach Fig. 3 ist der Ventilkörper a in die beiden Teller a' a2 unterteilt. Der Teller a2 schliesst die Verbindung zwischen dem zum Schieberkasten führenden Kanal c und den in die Aussenluft mündenden Schlitzen e ab, wenn er auf seinem Sitz I ruht. Der Teller a'schliesst beim Anstellen des Dampfdruckes die Verbindung zwischen den beiden Kanälen b b'bei g < /. Der Dampf kann aus dem Kanal c durch einen Zweigkanal h hinter den Ventilteller a'gelangen. Beide Ventilteller d dz können sich unabhängig voneinander bewegen. Dies hat den Vorteil, dass der Ventilteller a2 geschlossen bleibt, wenn der Dampfdruck angestellt ist und der Ventilteller a ! bei auftretenden Überdrucken und Wasserschläge in den Zylindern geöffnet wird.
Eine ähnliche Ausführungsform zeigt Fig. 4. Die Wirkungsweise ist dieselbe, nur sind die beiden Ventilteller a ! und a2 mit Hülsen i i'ineinander und im Gehäuse k geführt. Um jede Stopfbüchse zu er-
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unter dem Ventilteller a'Schlitze 1, damit der Dampf auf den Teller a' wirken kann. Die Anordnung der Hülsen t t'ergibt eine sichere Führung der beiden Ventilteller at 2.
Nach Fig. 5 liegen die beiden Sitze g g'übereinander. Der Ventilkörper (/fül die beiden Zylinderenden besitzt zwei übereinander liegende Teller a' a6. Die grosse Fläche des unteren Ventiltellers a0 lässt seine
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Aussenluft dagegen aussen auf der Hülse k. Dadurch wird der zweite Sitz I'nach Fig. 4 erspart. Von dem Raum hinter dem Ventilteller a2 führt ein Zweigkanal ; hinter den Ventilteller 110, damit der Dampf bei geschlossenem Ventil auch auf diesen letzteren Teller wirken kann.
Fig. 6 zeigt ein Druckausgleichventil mit Gegenkolben. Der Ventilkörper weist drei Sitzflächen g g' und f auf, von denen die obere g die Verbindung zwischen den beiden Zylinderenden steuert. Für die Steuerung der Lufteinlässe c zum Sehieberkasten dienen die beiden Sitzflächen I und g, die auf einer Kegelfläche liegen. Es wird dadurch ein vorteilhafterer Abschluss und ein besseres Dichthalten der Sitzflächen erreicht. Der im Ventilgehäuse k kolbenähnlich geführte Ventilkörper a ist durch eine Kolbenstange n mit einem Gegenkolben m verbunden. Dieser steht ebenso wie die obere Fläche des Ventilkörpers a unter dem Einfluss der zugehörigen Zylinderseite.
Die andere Seite des Gegenkolben ni könnte durch die hohle Stange n und ein in dieser vorgesehenes Loch ebenfalls Verbindung mit derselben
Zylinderseite haben. Vorzuziehen ist jedoch, die andere Seite des Gegenkolbens durch im Deckel o
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fällt, wie Fig. 6 punktiert andeutet.
Schliesst der Führer der Maschine den Regler, schwindet also im Schieberkasten der Druck, so öffnet sich der Ventilkörper a infolge seines Eigengewichts oder beim ersten Hubwechsel selbsttätig. Dadurch wird die Verbindung der beiden Zylinderenden durch die Anschlussstutzen b b' hergestellt und durch die Öffnungen e Luft in den Schieberkasten gelassen. Etwa auftretender Unterdruck im Verbindungskanal der beiden Zylinderenden kommt gleichzeitig auf die obere Seite des Ventilkörpers a und die untere des Gegenkolbens in zur Wirkung.
Durch entsprechende Wahl der Abmessungen des Gegenkolbens 111 und des Ventilkörpers a kann die Einwirkung des Unterdrucks auf die unter seinem Einfluss stehenden Flächen so weit ausgeglichen werden, dass der Ventilkörper a unter allen Umständen in der geöffneten Stellung erhalten wird. Der äussere Luftdruck unterstützt die ruhige Lage des Ventilkörpers a und trägt dazu bei, ihn auf seinem unteren Sitz d festzuhalten.
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Wird die Oberseite des Gegenkolben ? ? gegen die Aussenluft abgeschlossen und statt dessen durch die hohle Kolbenstange n mit dem Kanal b'verbunden, so könnte der Unterdruck auch auf der Oberseite des Gegenkolbens m zur Wirkung kommen. Da sich aber die Verbindungsöffnung beliebig klein wählen lässt, tritt eine ausreichende Verzögerung der Einwirkung des Unterdrucks ein, die seine Wirkung auf die Unterseite des Gegenkolbens m nicht aufheben kann. Eine Verbindung der Oberseite des Gegenkolbens m entweder mit der Aussenluft oder dem Kanal b'ist vorzuziehen, um etwa durch den undichten Kolben m hindurchgepresstes Dampfwasser abzuleiten.
Die Ausführung nach Fig. 7 stellt eine Vermittlung zwischen Fig. 1 und 6 dar. Von jener ist die Anordnung der Stitzflächen und von dieser der Gegenkolben m entlehnt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Selbsttätiges Druckausgleichventil für beide Zylinderenden von Lokomotivdampfmaschinen, das durch den Dampfdruck im Schieberkasten geschlossen gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichorgan (a) für die Zylinderendenverbindung (b, b) in seinem Gehäuse gleichzeitig unmittelbar zum Schieberkasten führende Verbindungsöffnungen (e) mit der Aussenluft steuert.