DE126654A - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

JV* 126654 KLASSE Ud.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dampfsteuerung, bei welcher ein einziger Schieber durch zwei Excenter bethätigt wird.

Das Wesen derselben besteht in der Combination zweier Theile, deren erster Theil aus der an und für sich bekannten Angriffsweise der Excenter unter Vermittlung von Hebeln besteht, von denen der eine in dem Gestell und der andere auf dem ersten Hebel drehbar gelagert ist. Der zweite Theil der Combination besteht darin, dafs die Bewegung der Hebel auf die Schieberstange durch eine Coulisse bewirkt wird.

Die Vortheile der neuen Construction bestehen darin, däfs ein rascher Abschlufs bei jedem Füllungsgrade erreicht wird und der letztere mit Leichtigkeit bis zu jedem gewünschten Betrage geändert werden kann und trotzdem der Vortheil des raschen Abschliefsens bestehen bleibt. Auch ist die Vorausströmung und die Compression für alle Füllungsgrade annähernd gleichbleibend.

In den beiliegenden Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand veranschaulicht, und zwar zeigt:

Fig. ι die Gesammtheit der Steuerung in ihrer Verwendung für eine stehende Maschine. Die

Fig. 2, 3 und 4 sind bezw. Vorder-, Seiten- und Oberansichten der Antriebsvorrichtung für sich allein.

Fig. 5 stellt den Bewegungsaufrifs der verschiedenen Organe der Antriebsvorrichtung dar.

Fig. 6 veranschaulicht das Diagramm der Oeffnungsperioden für die Vertheilung.

Fig. 7 ist eine Abänderung der Vertheilungs-Anwendung

auf eine

vorrichtung und ihre
liegende Dampfmaschine.

Fig. 8 ist eine Schnittansicht nach Linie A-B der Fig. 7.

Fig. 9 ist ein Aufrifs der Abänderung nach den Fig. 7 und 8. Die

Fig. io und 11 stellen eine weitere Abänderung der Vertheilungsvorrichtung dar. Die

Fig. 12 und 13 stellen ebenfalls eine Abänderung der Vertheilungsvorrichlung dar. Die

Fig. 14 zeigt die Schieberdiagramme gewöhnlicher Doppelschiebersteuerungen.

Die in den Fig. 1, 2, 3 und 4 veranschaulichte Antriebsvorrichtung besteht aus zwei Hebeln α und b, welche bei c und d an den Excenterstangen e und f angelenkt sind, von denen die erstere zur Vertheilung und die andere zur Expansion bestimmt ist. Das Vertheilungsexcenter ist auf der Motorwelle der Maschine aufgekeilt und nimmt an allen Bewegungen derselben Theil. Obgleich das Expansionsexcenter mit der Motorwelle gekuppelt ist, ist es doch mit einem Regler verbunden, welcher seinen Aufkeilungswinkel ändert, wie dies bei allen Vertheilungsvorrichtungen der Fall ist.

Der Hebel α schwingt um eine Achse g, welche in einem festen Punkt des Maschinengehäuses gelagert ist. Der Hebel b schwingt um eine mit dem Hebel α verbundene Achse h, die so gewählt ist, dafs der Angriffspunkt d des Hebels b durch die Mitte der Achse g des Haupthebels hindurchgeht.

Das Ende des Hebels b ist durch einen Zapfen i mit einer Coulisse j verbunden, welche auf der am Ende des Hebels α gelegenen Achse k sitzt.

Auf der Schwingungsachse k der Coulisse j ist eine Kurbel / aufgekeilt, welche vermittelst ihres Zapfens an dem Steine m einer zweiten Coulisse η angreift, welche um einen Punkt ο auf einem Hebel p, welcher parallel zum Hebel α gelegen und mit ihm fest verbunden ist, schwingen kann.

Die letztgenannte Coulisse η treibt vermittelst des festen, mit ihr verbundenen Zapfens q die Zugstange r für die Vertheilungsorgane an.

An der Hand des Aufrisses Fig. 5 kann man die von den verschiedenen Organen des oben beschriebenen Vertheilungsmechanismus durchlaufenen Bahnen Schritt für Schritt verfolgen.

Das Gelenk d der Expansionsexcenterstange f beschreibt die durch die Curve d¹ dargestellte Bahn, während das Ende i des Hebels b die durch die Curve i¹ dargestellte Bahn beschreibt.

Infolge der Verbindung der durch die beiden Excenter auf ihre Hebel α und b übertragenen Winkelbewegungen beschreibt der auf der Schwingungsachse k der Coulisse j aufgekeilte Zapfen m der Kurbel / die durch die Curve m¹ dargestellte Bahn.

Aus der Vereinigung der Bewegungen ergiebt sich, dafs der Zapfen q, welcher mit der Coulisse η ein Ganzes bildet, eine durch die Curve q^l dargestellte Bahn beschreibt, welche, indem sie sich im Verhältnifs zu den Einwirkungen des Reglers auf den Voreilungswinkel des Expansionsexcenters ändert, durch den Zapfen q, und zwar mit veränderlichen Einströmungen beliebige Vertheilungsorgane anzutreiben gestattet, wie es die durch die Fig. 6 veranschaulichten Regulirungscurven angeben.

Die in Rede stehende Antriebsvorrichtung, welche in der Einschaltung und Verbindung der Coulissen j und η besteht, gestattet also, die Bewegungen des Zapfens q betreffend, sehr ausgesprochene Perioden der Verlangsamung sowohl, wie Perioden der Beschleunigung zu erzielen. Die Verlangsamungsperioden bezwecken, indem sie während eines gröfseren Winkels des Kurbellaufs die Thätigkeit des Expansionsexcenters vermindern, diejenige des Vertheilungsexcenters überwiegen zu lassen und dadurch die Unabhängigkeit zwischen seiner Bewegung und derjenigen des Expansionsexcenters zu sichern. Die Beschleunigungsperioden dagegen bezwecken die Vergröfserung der Antriebskraft des Expansionsexcenters im Verhältnifs zu derjenigen des Vertheilungsexcenters, und zwar wird diese Antriebskraft während eines nur sehr geringen Winkels des Kurbellaufs erzeugt.

Die Verlangsamungsperioden fallen mit denen der Oeffnung der Vertheilungsöffnungen, und die Beschleunigungsperioden mit denen der SchliefsungderVertheilungsöffnungen zusammen, und daraus ist leicht ersichtlich, dafs die Vereinigung der Bewegung bezweckt, die schnelle Schliefsung der Einströmungsöffnungen zu bewirken und zwischen ο und 65 pCt. des Kolbenlaufs constante Eröffnungen und Zusammenpressungen zu erhalten, wie sich aus den in Fig. 6 dargestellten Regulirungscurven ergiebt.

Die wesentlichen Unterschiede in den Wirkungen des Erfindungsgegenstandes gegenüber den bekannten Steuerungen ergeben sich deutlich bei der Vergleichung der Diagramme der Fig. 6 und 14, von denen die erstere die Oeffnungsperioden des vorliegenden Vertheilungsapparates, die letztere die Oeffnungsperioden der bekannten Steuerungen darstellt.

In diesen Diagrammen sind die verschiedenen Elemente des Schiebers und der Cylinderöffnungen durch die numerirten Horizontallinien dargestellt, nämlich Linie XI veranschaulicht die mittlere Schieberstellung, Linie XII. die innere Ueberdeckung an der Seite AN, die Linie XIII die innere Ueberdeckung ah der Seite AR, Linie XIV die äufsere Ueberdeckung an der Seite AR, Linie XV die äufsere Ueberdeckung an der Seite AN. Die Entfernung zwischen den Linien XIV und XVI stellt die Breite der Cylinderöffnung an der Seite AR und diejenige zwischen den Linien XV und XVII die Breite der Cylinderöffnung an der Seite AN dar. Die senkrechten Linien 5, 10, 20, 30, 40,. 50, 60, 70, 80, 90 und 95 schliefslich stellen die verschiedenen Bruchtheile des Kolbenlaufs dar, und indem alle Vertheilungselemente so einander gegenüber gestellt sind, zeigen die Curven o, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 deutlich die Phasen dieser Vertheilung in Uebereinstimmung mit den verschiedenen, dem Expansionsexcenter durch die verschiedenen Reglerstellungen ertheilten Stellungen des Aufkeilungswinkels.

Betrachtet man beispielsweise die sich aus Curve 40 (Fig. 6) ergebende Regulirung, so ist festzustellen, dafs die Voreilung bis zum Einlafs an der Seite ^Ii? 6,3 mm beträgt, dafs der Schieber sein Oeffnungsmaximum bei 18 pCt. erreicht, und dafs die Schliefsung der Oeffnung bei 41 pCt. stattfindet. Bei der Betrachtung des umgekehrten Schieberganges ergiebt sich, dafs die Oeffnung des Auslasses AR bei 87 pCt. des Kolbenlaufs stattfindet, die Voreilung 13 pCt. beträgt, die Schliefsung der Ausströmung AR bei 82 pCt. vor sich geht und die Comprimirung von 18 pCt. beginnt.

. Indem man auf diese Weise für jede der Regelungscurven vorgeht, wird man Schritt für Schritt den Lauf und die Wirkungen des Schiebers verfolgen können, für alle durch den Regler auf das Expansionsexcenter übertragenen Stellungen des Aufkeilungswinkels.

Naturgemäfs ist die oben beschriebene Vertheilungsvorrichtung zahlreicher Veränderungen fähig, welche an ihrer Arbeitsweise nichts ändern, da diese Vorrichtung aus zwei mit

einander vereinigten Bewegungen besteht, von denen, obgleich sie absolut unabhängig von einander sind, die eine sich mit unveränderlichen Perioden in Bezug auf die Stellung der Treibkurbel, die andere dagegen mit veränderlichen Perioden entweder beliebig oder unter der Wirkung eines Reglers erzeugt.

Diese Veränderlichkeit kann entweder durch eine beliebige Wechselvorrichtung für den Aufkeilungswinkel des Expansionsexcenters erreicht werden. Weiter wird durch Einschaltung eines Systems einfacher oder mit Zahnsektoren verbundener Coulissen in die vereinigte Antriebsvorrichtung die Bewegung der Expansionsvorrichtung geändert, indem man sie in auf einander folgende Perioden der Verlangsamung und Beschleunigung theilt.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine solche Abänderung der Vertheilungsvorrichtung. In derselben sind die Hebel α und b in der oben angezeigten Weise angeordnet und mit den Excenterstangen e und f verbunden. Der Unterschied besteht darin, dafs die Vorrichtung nur eine einzige Coulisse enthält, welche bei k am Hebel α angelenkt ist und deren Gelenkachse die den Vertheilungsschieber vermittelst der Zugstange r antreibende Kurbel I trägt.

Zur Erhöhung der durch die Vertheilungsvorrichtung erzielten Resultate kann man jedoch, anstatt den Schieber durch diese Vorrichtung direct anzutreiben, zwischen diesen beiden Organen eine zweite gleiche Vorrichtung einschalten, welche Perioden der Verlangsamung und Beschleunigung besitzt und den gesammten Schieberlauf durch Erweiterung der Oeffnungen für die schwachen Einströmungen zu vermindern bezweckt. Diese Vorrichtung setzt sich zusammen aus zwei besonderen Coulissen 5 und t, deren Steine die beiden Coulissen mit einander kuppeln. Die eine dieser Coulissen s ist mit der Hauptantriebsvorrichtung verbunden, die andere t überträgt ihre Bewegung auf den Schieber.

Das Gesetz für die Aenderungen der Winkelverschiebungen, sowie der Ruheperioden der obengenannten Vorrichtung wird durch die Fig. 9 deutlich gezeigt. In diesem Diagramm treibt die Verbindungsstange r, anstatt den Schieber direct, einen um den Punkt 10 schwingenden Coulissenhebel s an, der seinerseits durch einen zweiten, um u schwingenden Hebel t antreibt, und dieser letztere ist es, welcher den Vertheilungsschieber antreibt, je nach den besonderen Fällen, entweder durch das Schwingungscentrum u oder vermittelst der bei 12 schwingend gelagerten Zugstange 11.

Die Prüfung dieses Diagramms zeigt, dafs durch die Verbindung zweier Hebel mit Coulissen der Schieber einer fortschreitenden Verlangsamung unterworfen ist, welche ihr Maximum in der Mitte seines Laufes erreicht, da die Kupplungsachse der Coulissen sich pro^ portional dem Schwingungsmittelpunkt 10 nähert. Dann tritt, sobald der Hebel t sein Hubende erreicht hat, ein Stillstand ein, währenddessen jedoch der Hebel s seinen Weg fortsetzt. In diesem Augenblick verschiebt der Hebel 5 die Kupplungsachse der Steine einfach in der Coulisse des Hebels t.

Bei der durch die Fig. 10 und 11 veranschaulichten Abänderung ist der Hebel α bei g schwingend gelagert und bei c mit der Excenterstange e verbunden; der Hebel b dagegen schwingt bei h auf dem Hebel α und ist bei d mit der Excenterstange / verbunden. Auch ist das Ende i des Hebels b durch einen Coulissenstein mit der bei k auf dem Hebel α schwingenden Coulisse j verbunden, mit dem Unterschied jedoch, dafs die Coulisse j mit einem Zahnsektor u verbunden ist, welcher in ein lose auf der Schwingungsachse h sitzendes und mit dem Kurbelzapfen w versehenes Getriebe ν eingreift. Der Kurbelzapfen w wirkt durch Vermittlung der Kurbel r auf den Vertheiler ein.

Bei der durch die Fig. 12 und 13 dargestellten Abänderung trägt der bei h um den Hebel α schwingende Hebel b selbst den mit dem Getriebe ν in Eingriff stehenden Zahnsektor u. Die bei k auf dem Hebel α gelegene Achse des Getriebes ν trägt eine Kurbel x, deren Zapfen in eine Coulisse y eingreift, welche bei c auf dem Hebel α schwingt und auf welcher die zum Antrieb der Vertheilungsvorrichtung bestimmte Kurbel r eingestellt ist.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Steuerung für Dampfmaschinen, bei welcher ein einziger Schieber durch zwei von je einem Excenter in Schwingung versetzte Hebel angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dafs der Hebel (bj, auf welchen das veränderliche Excenter wirkt, auf dem im Gestell gelagerten Haupthebel (a) derart drehbar gelagert ist, dafs der Angriffspunkt (d) der an dem ersteren Hebel (b) angreifenden Excenterstange (e) durch den Drehpunkt (g) des Haupthebels (a) geht, und zur Uebertragung der Bewegung auf die Schieberstange (r) eine Coulisse (k) verwendet wird.

2. Ausführungsform der Steuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs zum Zwecke, einen raschen Abschlufs zu erreichen, die Verbindung der Schieberstange (r) mit dem Steuerhebel (t) durch zwei Coulissen erfolgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.