DE146550C - - Google Patents

Description

e*a j'cn[amis.

lvn.xeFÜqt bc-z oc

whio

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf Dampf- und sonstige Kraftmaschinen, und zwar besonders auf solche Maschinen, bei denen das Betriebsmittel dem Zylinder durch eine hohle Kolbenstange zugeführt wird. Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Schiebersteuerung, die aus einem Schieber von der Form einer Hülse besteht, der entweder die hohle Kolbenstange umgibt, in welchem Falle

ίο der Kolben für den Schieber ausgespart ist, oder innerhalb der hohlen Kolbenstange angeordnet ist, in welchem Falle der Schieber an beiden Enden offen ist. Der gegenüber dem Kolben bewegliche Schieber ist daher in jedem Falle entlastet. Neben erhöhter Leistungsfähigkeit der Maschine wird durch Verminderung der schädlichen Räume ein sparsamerer Dampfverbrauch erzielt und eine einfachere selbsttätige Einstellung des mit dem Schieber verbundenen Absperrschiebers erreicht.

Fig. ι ist ein mittlerer, senkrechter Schnitt einer Verbunddampfmaschine.

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Dampfhaube des Hochdruckzylinders im rechten Winkel zu Fig. 1.

Fig. 3 ist ein mittlerer senkrechter Schnitt der einen Hälfte einer Duplextandemmaschine. Fig. 4 bis 6 veranschaulichen Einzelheiten der Maschine.

In Fig. ι stellt 1 die Dämpfhaube des Hochdruckzylinders dar, in der sich eine feststehende, oben geschlossene Hülse 2 befindet, die auf dem oberen Zylinderdeckel befestigt ist und den in die Dampfhaube vorspringenden Teil der hohlen Kolbenstange umgibt. Nahe an ihrem oberen Ende ist die Hülse mit Dampföffnungen versehen. In dem Hochdruckzylinder 3 befindet sich der Hochdruckkolben 4. Die Kolbenstange ist aus den konzentrischen Rohren 5 und 6 gebildet. Kolben 4 und Rohr 6 bestellen aus einem Stück.

Unter dem Zylinder 3 befindet sich der Auspuffraum 14, der durch Dampf rohr 15 mit der Dampf haube 16 des Niederdruckzylinders 17 verbunden ist, in dem 18 der Kolben, 19 und 20 die die hohle Kolbenstange bildenden Rohre sind. Kolben 18 und Rohr 20 bilden ein Stück. 25 bezeichnet den Auspuffraum unter dem Niederdruckzylinder.

Die Rohre 5 und 19, durch die der Dampf in die Zylinder eintritt, sind oben offen und stehen mit den Dampfhauben 1 bezw. 16 in Verbindung. Sie sind mit Einlaßöffnungen 26, 26 versehen; 27 und 28 sind der Hochdruck- bezw. Niederdruckkolbenschieber, bestehend aus hohlen, in den Bohrungen 5 und 19 angeordneten Hülsen, die mit Öffnungen 29 versehen sind, wodurch sie in gewissen Stellungen mit den Dampf Öffnungen 26 der Rohre 5 und 19 in Verbindung stehen. Die in geeigneter Weise abgedichteten Kolbenschieber sind mit Aussparungen 30 versehen, welche Auspuffkanäle bilden, um bei entsprechender Schieberstellung Dampf von der einen zur anderen Kolbenseite zu bringen. Die Kolbenstangen sind mit entsprechenden Auspufföffnungen 31 versehen.

Innerhalb der Schieber 27 und 28 befinden sich Absperrschieber 35 und 36, bestehend aus Hülsen, die durch Stangen 37 auf- und nieder-

bewegt werden können, was jedoch nur dann geschieht, wenn der Füllungsgrad geändert werden soll.

Durch die Anordnung dieser Schieber innerhalb der Kolbenschieber wird ein geringstes Maß an schädlichem Raum erzielt, während dadurch, daß die Hülsen auf beiden Seiten offen sind, die axiale Wirkung des Dampfdruckes aufgehoben wird.

ίο Der Absperrschieber 35 wird von einer ■•Welle 40 aus eingestellt. Die Welle 40 wird von einem Geschwindigkeitsregler durch Stange 42 in eine drehende Bewegung gebracht, wodurch dann vermittels Hebel 43 die Absperrschieber bewegt werden.

Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende :

Der der Haube 1 zugeführte Frischdampf tritt durch Offnungen 39 der Hülse 2 in die Dampfeinlaßrohre 5 ein, aus denen er durch die Öffnungen 29 des Kolbenschiebers 27 in die Dampföffnungen 26 und damit in den oberen Teil des Hochdruckzylinders 3 eintreten kann.

Dies geschieht in dem Augenblick, wenn der Kolben 4, wie in Fig. 1 gezeichnet, in seiner oberen Endstellung angelangt ist. Kolbenschieber 27 wird nämlich von der Kurbelwelle 11 mittels Exzenter 34, Exzenterstange 33 und Kolbenschieberstangen 32 so geführt, daß in diesem Augenblicke die in dem Kolbenschieber 27 angebrachten Öffnungen 29 anfangen, die Dampföffnungen zu überragen und bei weiterem Fortgang der Bewegung ganz zu öffnen, so daß der Dampf durch die Öffnungen 29 und 26 hinter den Kolben eintreten kann.

Die Dampfeinströmungsperiode dauert so lange, bis bei der Abwärtsbewegung von Kolben und Kolbenschieber die Öffnungen 29 über den Absperrschieber 35 geführt sind, wodurch die Dampfzufuhr abgeschnitten wird.

Die Absperrschieber sind in Fig. 1 für eine sehr späte Dampfabschneidung gezeichnet.
In der nun folgenden Periode expandiert der Dampf im Hochdruckzylinder. Bevor jedoch der Kolben 4 in seiner untersten Endstellung angelangt ist, beginnt der in der Aufwärtsbewegung begriffene Kolbenschieber 27 mit seiner als Aussparung ausgebildeten Auspuff-Öffnung 30 über den Kolben zu treten und leitet dadurch den Dampfaustritt ein. Der Dampf tritt nun durch Auspufföffnungen 30 . in die Auspuffkammer 14.

Ist nun der Hochdruckkolben an seiner untersten Totlage angelangt, so ist der Niederdruckkolben, da er mit um i8o° versetzten Kurbeln mit der Kurbelwelle in Verbindung steht, gerade an seiner obersten Endstellung angelangt.

In diesem Augenblick werden nun auch hier die Dampföffnungen 26 durch Kolbenschieber 28 geöffnet, indem die Öffnungen 29 anfangen, über die Dampföffnungen 26 zu treten. Die Einströmungsperiode dauert so lange, bis Öffnungen 29 über den Absperrschieber 36 getreten sind. Die Expansionsperiode wird nun wieder nahe an der untersten Endstellung dadurch unterbrochen, daß Austrittsöffnung 30 über den Kolben tritt, wodurch der Dampf durch Öffnung 30 und Öffnung 31 der hohlen Kolbenstange in den Auspuffraum 25 des Niederdruckzylinders tritt, von wo aus er ins Freie oder in einen Kondensator geleitet werden kann.

Der jeweilige Dampf austritt aus dem Hochbezw. Niederdruckzylinder findet während eines vollen Kolbenhubes statt und werden in einem Zylinder die Austrittsöffnungen immer dann abgeschlossen, wenn in dem anderen Zylinder die Dampfausströmung beginnt, wobei dann gegen das jeweilige Hubende noch eine Kompression des noch eingeschlossenen Dampfes eintreten kann.

Eine Regelung der Dampfzufuhr wird dadurch erreicht, daß bei veränderter Geschwindigkeit der Maschine ein Geschwindigkeitsregler die Welle 40 dreht, wodurch die Absperrschieber in eine höhere oder tiefere Stellung gebracht werden.

Fig. 3 zeigt eine Tandemverbundmaschine mit der beschriebenen Anordnung.

In dieser Maschine geht das Rohr 6 der hohlen Kolbenstange durch den Niederdruckzylinder 17 und ist mit dem .Kreuzkopf 8 verbunden. Der Hochdruckschieber kann innerhalb des Einlaßrohres 5 angeordnet sein (wie in Fig. 1) oder auch außerhalb. Letztere Anordnung hat den Vorteil, daß die Hoch- und Nieder dr u ckkolbenschieber direkt verbunden werden können. Der Hochdruckkolbenschieber (Fig. 3 und 4) ist mit 46 bezeichnet. Er besteht aus einer Hülse, die auf einer einen Teil des Rohres 5 bildenden Büchse 47 angeordnet ist.

Der Hochdruckkolben 4 ist mit Aussparungen 48 versehen, welche Öffnungen bilden. Das Dampfeinlaßrohr 5 ist mit Öffnungen 51, 51 versehen, die ähnlichen Öffnungen in Büchse 47 entsprechen.

In dem innerhalb des Zylinders 3 liegenden Teil des Rohres 6 der Kolbenstange befinden sich Öffnungen 52, 52 und 53, 53, die mit dem Zylinder in Verbindung stehen.

54 ist der Niederdruckkolbenschieber, bestehend aus einer Hülse innerhalb des Rohres 6. Er ist mit dem Hochdruckkolbenschieber 46 durch Ventilstange 55 verbunden, so daß beide Schieber zusammen hin- und hergehen. Der Schieber 54 sitzt an Schieberstangen 32, die ihrerseits durch Exzenterstangen 33 mit Exzenterringen verbunden sind. Der Hochdruckabsperrschieber 56 ist innerhalb des Einlaß-

rohres 5, das unten geschlossen ist, angeordnet und an einer hohlen Stange 57 befestigt. Der Absperrschieber 58 des Niederdruckzylinders ist innerhalb des Schiebers 54 an einer durch die hohle Stange 57 des Hochdruckabsperrschiebers gehenden Stange 59 angebracht. Durch diese Anordnung können beide Absperrschieber unabhängig voneinander eingestellt werden. Sie können aber auch an derselben Stange angeordnet werden.

Die Wirkungsweise dieser Maschine ist folgende:

In die Dampfhaube 1 durch eine nicht ge-, zeichnete Einlaßöffnung eingelassener Dampf geht durch das Einlaßrohr 5 und die öffnungen 51 in den oberen Teil des Zylinders 3, indem der Hochdruckkolbenschieber 46 (Fig. 3) die Öffnungen 51 gerade in dem Augenblick öffnet, wo der Kolben in seiner Höchststellung angelangt ist. Zu derselben Zeit geht Dampf \ron niederem Druck von dem Raum unter dem Kolben 4 durch die Öffnungen 53 der hohlen Kolbenstange nach dem Niederdruckschieber 54 und durch Öffnungen 61 desselben in den oberen Teil des Niederdruckzylinders. Indem beide Kolben nun nach unten gehen, gehen die Öffnungen 51 in dem Einlaßrohr 5 und die Öffnungen 61 in dem Niederdruckschieber 54 über ihre entsprechenden Absperrschieber 56 und 58, wodurch der Dampf abgesperrt wird. Erreichen die Kolben das Ende ihres Hubes, so sind die Schieber 54 und 46 in die Höhe gegangen, so daß Dampf oberhalb des Kolbens 4 durch die Öffnungen 48 und 52 in den Raum unterhalb des Kolbens 4 überströmt, während der Dampf in dem oberen Teil des Niederdruckzylinders 17 durch die Öffnungen 62 in der Seite des Schiebers 54 in den unteren Teil des Zylinders 17 auspufft und von da durch eine nicht gezeigte Auspufföffnung austritt.

Die Hoch- und Niederdruckabsperrschieber können durch geeignete Regulatoren bewegt werden, oder der Hochdruckabsperrschieber kann einstellbar sein, während der Niederdruckabsperrschieber feststehend ist.

Wenn nötig, können, um den gewünschten Einlaßraum bei kurzem Schieberweg zu erhalten, zwei oder mehrere Einlaßröhren und Schieber für einen einzelnen Zylinder zur Anwendung kommen. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 5 veranschaulicht, woraus auch ersichtlich ist, daß das Einlaßrohr nicht notwendigerweise ein Teil der Kolbenstange sein muß. Letztere ist in diesem Falle mit 63 bezeichnet.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, können anstatt

. hin- und hergehender Absperrschieber auch

sich drehende Absperrschieber gebraucht werden. In dieser Figur bezeichnet 64 einen von einer sich drehenden Stange 65 getragenen Absperrschieber, der oben mit umgekehrten dreieckigen öffnungen versehen ist, entsprechend den Öffnungen in dem Einlaßrohr 5. Durch leichte Drehung der Hülse um ihre Achse kann der Punkt in dem Hube, bei dem die Öffnungen in dem Einlaßrohr über die Hülse hinweggehen, verschoben werden. Diese Bewegung· der Hülse kann durch einen automatischen Regler bewirkt werden.

Da die unteren Enden der Einlaßrohre 5 und 19 bei der in Fig. 1 dargestellten Maschine und der Einlaßrohre 5 und äußeren Rohre 6 bei der Tandemanordnung (Fig. 3) geschlossen sind, so ist der Dampfdruck an diesen Enden bestrebt, dem bei dem Rückhub des Kolbens eintretenden Richtungswechsel des Kurbelzapfendruckes entgegenzuwirken und so den Lagerdruck immer in der gleichen Richtung zu halten, und kann durch entsprechende Bemessung der Fläche dieser Enden dieser Gegendruck beliebig gestaltet werden.

Bei der in Fig. 1 gezeichneten Bauart ist zwischen den Rohren 5 und 6 der Hochdruckkolbenstange eine Kammer 67 angeordnet; eine ähnliche Kammer befindet sich auch zwischen den Rohren 19 und 20 der Niederdruckkolbenstange. Diese Kammern sind geschlossen und bilden Luftisolierungskammern, um die Leitung von Wärme in dem Inneren jeder Kolbenstange nach dem Auspuff raum an der Außenseite zu verhindern und dadurch die Leistungsfähigkeit der Maschine zu erhöhen.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Schiebersteuerung für Kraftmaschinen, gekennzeichnet durch eine mit einem Kolben versehene, mit der Dampfhaube in Verbindung stehende und mit Einlaß- und Auspufföffnungen versehene hohle Kolbenstange, innerhalb welcher ein mit Bezug zum Kolben beweglicher, sich nahezu mit der Schnelligkeit des letzteren bewegender Schieber angeordnet ist, welcher aus einer an beiden Seiten offenen Hülse besteht, so daß der Schieber in jedem Falle ausbalanciert ist.

2. Schiebersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Schiebers eine als Absperrventil dienende Hülse angeordnet ist, durch welche der Punkt der Dampfabschneidung beliebig geändert wird, und welche durch einen Geschwindigkeitsregler betätigt werden kann, um den Punkt der Dampfabschneidung selbsttätig zu regeln, wobei beide Ventile ausbalanciert werden.

3. Schiebersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Kolbenstange an ihrem äußeren Ende offen und an einem Punkte jenseits der Einlaßöffnungen geschlossen ist, wodurch auf die

Kolbenstange ein beständiger Druck ausgeübt wird, welcher das Bestreben hat, eine Umkehrung des auf die Lager ausgeübten Druckes zu verhindern.

4. Ausführungsform der Schiebersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einer Hülse bestehende Schieber die Kolbenstange umgibt und in Aussparungen des Kolbens gelagert ist, wobei die als Absperrventil dienende Hülse innerhalb der hohlen Kolbenstange angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.