DE125781C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Umsteuerung für Dampfmaschinen aller Art, durch welche es ermöglicht werden soll, die Gangart der Maschinen von einem beliebigen entfernten Standpunkte aus jederzeit zu verändern. Es geschieht dies durch Verwendung der Elektricität als treibende Kraft. Da die modernen mehrcylindrigen Dampfmaschinen so vervollkommnet sind, dais sie mit fast absoluter Sicherheit der Umsteuerung folgen, so besteht selbst für die gröfsten Dampfmaschinen kein Bedenken mehr, die Veränderung ihrer Gangarten vom entfernten Standpunkte aus zu bewirken, auch wenn die betreffende Bedienungsperson die Maschine nicht sieht, je selbst ihre Wirkungsart nicht kennt.

Um ein vollständig sicheres luuictioniren der Umsteuerungsvorrichtung in jedem Falle zu gewährleisten, mufs aber nicht nur an entfernter Stelle, sondern gleichzeitig auch an der Maschine selbst ein Schalter vorgesehen werden, welch letzterer es dem Maschinisten ermöglicht, gegebenenfalls die Maschine umzusteuern, unabhängig von dem Schalter an entfernter Stelle. Ferner wird es aber auch für erforderlich erachtet, wenn gleichzeitig mit dem Umsteuern der Maschine auch das Hauptdampfabsperrventil derartig regulirt wird, dafs die Dampfzuströmung der Gangart der Maschine entspricht.

Die gewöhnliche Umsteuerungsmaschine wird im vorliegenden Falle durch einen Elektromotor ersetzt, dessen Drehung durch Getriebe auf die Umsteuerwelle übertragen wird. Ebenso wird die Spindel des Absperrventils durch geeignetes Getriebe mit einem zweiten Elektromotor verbunden. Beide Elektromotoren sind sowohl unter sich als auch mit den Schaltern durch Stromleitungen verbunden und derart eingerichtet, dais sie, sobald die gewünschte Stellung erreicht wird, selbstthätig die Ströme ausschalten.

Ihre Hauptanwendung dürfte die Vorrichtung bei Schiffsmaschinen finden und würden hierbei die Schalter an den verschiedenen Kommandostellen (der Brücke, dem Kommandothurm bei Kriegsschiffen u. s. w.) aufgestellt werden müssen. Ein weiterer Schalter befindet sich an dem Maschinistenstand der Maschine. Die Handhabung der Schalter ist ähnlich wie die der jetzt gebräuchlichen Maschinentelegraphen. Auch bei Landmaschinen, Betriebsmaschinen für Fabriken, Bergwerke u. s. w.^vist die Erfindung mit Vortheil zu verwenden.

Im Nachstehenden soll nun die Einrichtung an einer Schiffsmaschine beschrieben werden. Fig. ι zeigt die Gesammtanlage, während die Fig. 2 und 3 Abänderungen und Details derselben zeigen.

Als Umsteuerungsvorrichtung der Dampfmaschine dient die schon jetzt besonders für Schiffsmaschinen vielfach verwendete Rundlaufsteuerung. Der Antrieb derselben erfolgt an Stelle der jetzt üblichen Dampfmaschine durch einen Elektromotor. Die Einstellung des Absperrventils erfolgt ebenfalls, wie vor-

her beschrieben, durch ein besonderes Kurbelgetriebe mit Elektromotorantrieb.

Die Inbetriebsetzung der Elektromotoren erfolgt durch Schaltapparate von beliebig entfernten Standorten.

Das Anhalten der Elektromotoren entsprechend der gewählten Gangart der Maschine geschieht durch Schaltvorrichtungen, welche mit der Rundlaufsteuerung bezw. mit dem Antrieb des Dampfabsperrventils verbunden sind, automatisch.

Der Schaltapparat beim Maschinistenstand erhält eine Schaltungsanordnung, welche dem Maschinisten jederzeit ein unabhängiges Eingreifen ermöglicht und zugleich nach dem Wiedereinstellen des Hebels am Schaltapparat des Maschinistenstandes bewirkt, dafs die vom entfernten Standorte eingestellte Gangart der Maschine sofort selbstthätig wieder aufgenommen wird.

An den Maschinistenständern ist eine Umsteuerungswelle P gelagert. Dieselbe wird durch das Kurbelgetriebe (hier Schneckenrad mit Zapfen) vermittelst einer Pleuelstange um den gewünschten Winkel bewegt. An dem Schieberkasten ist ein Absperrventil N befestigt, welches in ganz gleicher Weise wie die Umsteuerungswelle eingestellt wird. An diesen Kurbelgetrieben sind mit denselben beweglich Contactvorrichtungen B und /, als Ringe dargestellt, angebracht, welche je nach ihrer Stellung die Elektromotoren A und L in Bewegung setzen oder anhalten. Die Hebel F und K sind feststehend gedacht. Die Stromzuführung erfolgt von beliebiger Stromquelle durch einen Hebel E am Maschinistenstand, welcher gleichzeitig Hauptumsteuerungshebel der Maschine ist.

I und II mit den Hebeln C und D sind die Apparate auf den Kommandoständen. Die Kabelleitungen ι bis 15 führen je nach Lage der Hebel E, D und C den Strom über die Contactringe B und / nach den Elektromotoren A und L und von dort zur Stromquelle zurück. G und O sind Signalglocken; erstere ertönt, wenn die Umsteuerung bethätigt wird, letztere, wenn angerufen werden soll. In der Zeichnung sind der besseren Uebersicht wegen nur je zwei Stellungen für den Vorwärts- und Rückwärtsgang der Maschine gewählt, und zwar »Volldampf« und »Langsam«, aufserdem »Stopp« und »Achtung«.

Die gesammte Vorrichtung besteht neben den bereits bei den Dampfmaschinen gebräuchlichen Theilen, der Rundlaufsteuerung und des Absperrventils zunächst aus den Schaltvorrichtungen bei den Hebeln C, D und E; dieses sind gewöhnliche Schalthebel für das Ein- und Ausschalten elektrischer Ströme. Dieselben können beliebiger Construction sein. Die Verbindungsleitungen müssen nun so geführt werden, dafs je nach Lage des Hebels E der Strom zum Hebel C oder D oder direct zu den Contactringen der Schaltvorrichtungen B und / fliefsen kann. Geht der Strom zunächst zum Hebel C oder D₁ so mufs er von hier entsprechend den Stellungen des betreffenden Hebels zu den entsprechenden Contactringen gehen. Diese Ringe haben isolirte Stellen als Stromunterbrechungen, entsprechend den gewünschten Maschinengangarten. Die Unterbrechungen werden nach den gewünschten Stellungen der Umsteuerungswelle und des Dampfabsperrventils gewählt, und zwar sind es je nach der Eigenart der Kurbelstellungen eine oder zwei Unterbrechungen im selben Ringe, weil bei allen Zwischenlagen zwischen den beiden äufsersten gewünschten Stellungen je zwei Kurbelstellungen einer Stellung der Kurbelwelle oder des Dampf absperrventil entsprechen. Auf dem Kurbelgetriebe des Dampfabsperrventils müssen, weil bei der Umsteuerung je zwei Stellungen für »Stopp« und die langsameren Gangarten der Maschine vorhanden sind, für jede Stellung zwei Ringe vorhanden sein, auch' mufs der Elektromotor doppelt so schnell laufen oder die Uebertragung entsprechend gewählt sein, damit dieses Kurbelgetriebe zwei Umdrehungen machen kann, während das Kurbelgetriebe der Rundlaufsteuerung· eine Umdrehung macht. Auf grofse Genauigkeit dieser Umdrehungszahlen oder der LTebersetzungsverhältnisse ist .kein Werth zu legen, da ein Vor- oder Nacheilen beider Getriebe gegen einander nicht von Bedeutung ist. Als Ersatz für die Ringcöntacte werden sich mit Vortheil auch Momentausschalter anbringen lassen, welche zwangläufig durch die Wellen der Kurbelgetriebe ein- und ausgeschaltet werden.

Der Apparat arbeitet wie folgt:
Der Hebel E ist auf Stellung 4. V. K. gelegt, d. h. die Umsteuerung der Maschine soll vom Kommandostande I (Vord. Kommandobrücke) aus erfolgen. Es wird nun der He- ■ bei C dieses Kommandostandes gelegt: z. B. auf Volldampf voraus (V. V. Stellung 7). Es tritt alsdann, da der Contact bei I. V. V. 7 geschlossen ist, der elektrische Strom von der Kraftquelle bei 12 ein, durch den Hebel E in die Leitung 4, von hier durch Hebel C in die Leitung 7, von dort über den Ringcontact B, durch Hebel F in die Leitung 9 und setzt den Elektromotor A in Bewegung, indem er durch Leitung -10 und 11 zum —Pol der Kraftquelle zurückgeht. Gleichzeitig ertönt die Glocke G durch Leitung 9 und 11. Die Drehung des Motors A setzt das Schneckengetriebe H in Bewegung und dreht gleichzeitig die Schaltvorrichtung bei B so lange, bis der Ring der

Leitung 7 unter dem Hebel F den Contact an der isolirten Stelle unterbricht. Hierdurch bleibt der Motor A stehen und die Glocke G hört auf zu tönen. Die Steuerung hat die gewünschte Lage erhalten und dementsprechend die Maschine ihre Gangart angenommen.

Von der Leitung 7 zweigt nun aufserdem eine Leitung 7¹ ab, durch welche ein Theil des Stromes gleichzeitig nach Schlufs des Hebels. C durch Leitung 7 bei III in 7¹ fliefst und über die Ringcontacte / und den Hebel K durch Leitung 13 den Elektromotor L in Bewegung setzt. Von hier geht der Strom durch 14, dann 14 und 15 nach dem —Pol der Kraftquelle zurück. Der Motor L setzt durch das Schneckengetriebe M das Kurbelgetriebe in Bewegung und öffnet das Ventil N. Hierdurch wird die Schaltvorrichtung / in Drehung versetzt, bis die Contactunterbrechung bis unter den Hebel K gelangt ist und der Strom unterbrochen wird. Der Motor L bleibt stehen, das Ventil N hat also die der Gangart der Maschine entsprechende Stellung angenommen. Es ist im vorliegenden Beispiel ganz geöffnet.

Das Tönen der Glocke G zeigt dem Maschinisten an, dafs vom Kommandostande aus der Gang der Maschine geändert wird, und hat der Maschinist hiernach seine Maisnahmen zu treffen. Durch die Lage der Umsteuerung weifs er gleichzeitig, welcher Gang der Maschine gewünscht ist und hat entsprechend mit den Handschiebern u. s. w. zu helfen oder die Kesselräume zu benachrichtigen.

Diese Wirkungsweise ist für jede Hebelstellung dieselbe, auch wenn der Hebel E auf eine der Stellungen für die Umsteuerung der Maschine gelegt wird, also der Maschinist eingreifen mufs. In diesem Falle geht der Strom direct zu den Ringcontacten B und /. Bei Stellung H. K. 3 geht der Strom zum Kommandostand II und hier über den Hebel D, wie vorbeschrieben, weiter. Bei Stellung A der Hebel C oder D tönt nur die Glocke O im Maschinenraum, wodurch dem Maschinisten angezeigt wird, dafs vom Kommandostande aus manöverirt werden wird. Diese Glocke kann auch durch einen besonderen Schalter bethätigt werden.

Ist Gefahr im Maschinenraum vorhanden, so legt der Maschinist den Hebel E auf die von ihm gewünschte Stellung, worauf die Maschine die entsprechende Gangart annimmt. Nach Beseitigung der Gefahr legt der Maschinist den Hebel E in seine frühere Stellung zurück und die Maschine nimmt ohne weitere Maisnahmen die vom entfernten Standorte gewünschte Gangart wieder an, auch wenn diese inzwischen durch Verlegung des Hebels geändert ist. . .

Die Hebel F und K, die, wie vorher angegeben, hier feststehend gedacht sind, lassen sich natürlich auch beweglich und die Contactvorrichtungen B und / feststehend ausführen.

Die Einstellung des Absperrventils entsprechend der gewünschten Gangart der Maschine kann gleichzeitig oder getrennt mit der Einstellung der Umsteuerungsvorrichtung vorgenommen werden; im letzteren Falle mufs natürlich, wenn die Regulirung des Absperrventils von demselben Kommandostand, von dem die Einstellung der Umsteuerung bethätigt wird, erfolgen soll, ein besonderer Schalthebel für diese Vorrichtung angebracht werden, oder aber der Maschinist muis das Absperrventil entsprechend der vom entfernten Kommandostand eingestellten Umsteuerung von Hand aus reguliren.

Durch diese Arten der Umsteuerung kann der Maschine keinerlei Schaden erwachsen, denn die Hebel der Schaltapparate können beliebig schnell gelegt werden. Die Schnelligkeit der Umsteuerung der Dampfmaschine ist hiervon unabhängig. . Sie kann vom Constructeur ganz beliebig gewählt werden, indem die Elektromotoren entsprechend dimensionirt werden. Der Kraftverbrauch derselben richtet sich nach der Gröfse der Dampfmaschinen, der Anzahl der Schieber derselben und der gewünschten Umsteuerungsgeschwindigkeh\

In der Regel wird der Stromverbrauch ein sehr geringer sein und kann daher leicht eine kleine Accumulatorenbatterie als Kraftquelle benutzt werden, falls es sich um Maschinen handelt, bei denen ein ständiger Strom nicht zur Verfügung steht, z. B. bei Handelsschiffen, deren elektrische Maschinen nur des Nachts arbeiten, oder bei Walzenzugs- und Bergwerksmaschinen im Tagbetriebe. Sollte demnach bei ganz grofsen Maschinen die auftretende Stromstärke zu grofs werden, so wird durch die Zwischenschaltung von Vorrichtungen, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, das Arbeiten mit ganz geringen Stromstärken und Spannungen ermöglicht.

Soll mit indirectem oder schwachem Strom gearbeitet werden, was aufserdem von Vortheil ist, wenn die Contacte unter den etwaigen starken Strömen leiden, so wird die vorbeschriebene Ausführung vollständig beibehalten. Es treten an Stelle der Elektromotoren A und L jedoch zunächst Magnetspulen oder sonstige Automaten, in Fig. 2 und 3 mit R und Q bezeichnet, von beliebiger Construction, welche die Stromkreise für die Elektromotoren schliefsen und so lange geschlossen halten, als Strom hindurchfliefst. Die Bethätigung der Automaten Q und R bedarf nur geringer Kraft; sie erfolgt mit normaler Spannung. Es wird daher in den von diesem Strom durch-

flossenen Theilen, also den Hebeln C, D und E, sowie in den Contactringen der Schaltvorrichtungen B und / nur wenig Strom fliefsen und daher auch das starke Funken vermieden werden.

Die Motoren A und L werden jedoch je in einem besonderen, an die vorhandene elektrische Stromquelle angeschlossenen Stromkreis gelegt und durch die Automaten oder Fernschalter Q und R ein- bezw. ausgeschaltet.

Die Wirkungsweise würde dann folgende sein:

Nachdem der jetzt verwendete schwache Strom bei 12 durch den Hebel E in die Leitung 4, von hier durch Hebel C in die Leitung 7, von dort über den Ringcontact B durch Hebel F in die Leitung 9 die Spule des Fernschalters R umflossen hat und durch Leitung 10 und 11, wobei auch gleichzeitig wiederum die Glocke G ertönt, zum —Pol der Kraftquelle zurückgekehrt ist, wird der bewegliche, bisher durch eine Feder abgehaltene und an einem zweiarmigen Hebel befestigte Anker angezogen und schliefst nun dadurch den Stromkreis für den Motor A, welcher so lange läuft, als der Anker angezogen bleibt; da nun aber der Stromkreis in der Spule des Fernschalters R nach Einstellung der gewünschten Gangart der Maschine durch die Schaltvorrichtung B unterbrochen wird, so wird der Anker infolge der jetzt gröfseren Federspannkraft abgezogen und dadurch wiederum der Stromkreis des Motors A unterbrochen, welcher also stillstehen wird.

In der vorbeschriebenen Weise wird auch der Automat oder Fernschalter in die Leitung 13 und 14 der Schaltvorrichtung für die Einstellung des Absperrventils eingeschaltet, und ist die Wirkungsweise dieselbe wie vorbeschrieben.

Die Construction aller Contactschliefser kann beliebig aus den gebräuchlichen Constructionen gewählt werden, desgleichen die Art der Motoren, welche jedoch mit Rücksicht auf den Kraftbedarf, die gewünschte Geschwindigkeit und die zur Verfügung stehende Stromquelle gewählt werden müssen.

Die Inbetriebsetzung der Maschinen kann von ganz beliebig vielen Stellen und beliebig weiten Entfernungen aus geschehen. Jede neue Stelle verlangt nur eine Kabellitze mehr.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Eine Vorrichtung zum Umsteuern von Dampfmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dafs von beliebig zu wählenden Kommandostellen aus mittelst eines Geberapparates sowohl die Umsteuervorrichtung bethätigt als auch der Dampfzuflufs zur Maschine dadurch entsprechend geregelt wird, dafs beim Umlegen des Schalthebels Stromleitungen geschlossen werden, welche Elektromotoren in Gang setzen, die die Stellung der Unisteuerwelle bezw. des Dampfabsperrventils regeln, wobei gleichzeitig auch am Maschinistenstande ein Geberapparat vorgesehen ist, mit Hülfe dessen ein Umsteuern der Maschine unabhängig vom Geberapparat am Kommandostand ermöglicht ist.

2. Eine Vorrichtung zum Umsteuern von Dampfmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs die Bewegung der Umsteuerungsmechanismen (Schieberbewegung) für sich oder die Bewegung des Dampfzutrittsventils für sich, oder beide Theile vermittelst eines bezw! zweier Schalthebel durch Kurbelgetriebe erfolgt, welche durch Elektromotoren in die gewünschte Stellung gebracht werden, wobei directer oder indirecter Stromschlufs die Bewegung der Elektromotoren veranlafst und die Kurbelgetriebe den Stromschlufs selbstthätig unterbrechen.

3. Eine Vorrichtung zum Umsteuern von Dampfmaschinen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dafs nur durch den Schalthebel am Maschinistenstand die wahlweise Einschaltung des entfernten Kommandostandes für die Umsteuerung erfolgen kann und doch durch denselben Schalthebel jederzeit eine Einstellung der Umsteuerungsmechanismeii und des Dampfabsperrventils erfolgen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.