DE170591C

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Publication number: DE170591C
Application number: DENDAT170591D
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Description

PATENTAMT.

KLASSE

Die vorliegende Erfindung betrifft hauptsächlich den äußeren Antrieb der Verteilungsorgane für durch Dampf, Druckluft usw. angetriebene Umsteuerungsmaschinen.
Bei den am meisten gebräuchlichen Umsteuerungen (von Heusinger, Allan, Stephenson, Gooch, Klug usw.) wird als Verteilungsergan ein einfacher Muschelschieber verwendet. Um hiermit kleine Füllungen zu erzielen, muß der Schieberhub klein und der zugehörige Voreilungswinkel groß sein. Die Folgen hiervon äußern sich in schlechter Dampfverteilung, großen Schieberabmessungen und dadurch bedingten großen schädlichen Räumen, großem Dampf verbrauch, erhöhtem Kraftverbrauch für den Steuerungsantrieb und wesentlich stärkeren Abmessungen der Steuerungsteile.

Um diese Nachteile zu beseitigen, hat man

ao versucht, Doppelschieber als Verteilungsorgane zu verwenden und dieselben so anzutreiben, daß die kleinste Füllung beim größten Hub des Grundschiebers erreicht wird. Die bekannten Steuerungen dieser Art haben jedoch keine Verbreitung finden können, hauptsächlich wegen schlechter Dampfverteilung (Voreilungswinkel zu klein oder = o), oder zu kleiner Maximalfüllung oder auch infolge umständlicher Wirkungsweise und Bedienung.

Bei der vorliegenden Erfindung sind diese Nachteile beseitigt. Zu diesem Zweck wird der Grundschieber derart angetrieben, daß der Schieberhub und der zugehörige Voreilungswinkel gleichzeitig den Wert Null besitzen und von diesem Werte an (mit abnehmender Füllung) stetig zunehmen, während der Expansionsschieber eine um 90⁰ oder ungefähr 90° voreilende Bewegung erhält. Durch diese Anordnung des Antriebes wird erreicht, daß die Dampf verteilung besonders bei den kleinen Füllungen äußerst günstig und der Dampfverbrauch sehr gering wird. Da außerdem die Schieberhübe bei den kleinen Füllungen am größten sind, wird bei dieser Steuerung noch der große Vorteil erreicht, daß die Schieberabmessungen und somit auch die Dampfkanäle, die schädlichen Räume, der Kraftverbrauch für die Schieberbewegung und die Abmessungen der Antriebsteile wesentlich geringer werden.

Fig. ι stellt als Beispiel einer solchen Umsteuerung eine Ausführungsform für eine Lokomotive dar.

Der mittels der Schiene 1 am Hebel 2 der Umsteuerwelle 3 aufgehängte Hebel 4 erhält seine Bewegung einerseits im Punkte 5 vom Exzenter 6 und andererseits im Punkte 7 vom Kreuzkopf 8. Die um den festen Punkt 10 schwingende Kulisse II wird im Punkte 9 vom Hebel 4 angetrieben. Der Punkt 9 ist so ausgebildet, daß der Hebel 4 sich darin verschieben und gleichzeitig drehen kann. Von der Kulisse 11 aus wird mittels der Teile 12, 13 und 14 der Grundschieber 15 angetrieben. Der Expansionsschieber 16 er-

Claims

hält durch das Gestänge 17, 18 und 19 seine (in diesem Falle) gleichbleibende Bewegung vom Kreuzkopf 8 aus.

Die Wirkungsweise -dieser Steuerung ist folgende:

Das Exzenter 6 hat einen Voreilumgswinkel &= 0°, und die vom Kreuzkopf abgeleitete Bewegung ist gleichwertig mit der ^; Bewegung eines mit δ — 90 ° Voreilungswinkel aufgekeilten Exzenters. Sämtliche auf der einen oder anderen Seite des Punktes 5 befindlichen Punkte erhalten somit eine zusammengesetzte Bewegung, die aber ebenso wie bei jeder anderen Kulissensteuerung stets durch ein einziges Exzenter, das sogenannte. Mittelexzenter, ersetzt werden kann. Der Voreilungswinkel dieses Exzenters nimmt infolge des größeren Einflusses .der Bewegung des Punktes 7 mit der Entfernung des Punktes 5 vom Drehpunkt 9 zu, wie aus der Form der in Fig. 3 dargestellten Scheitelkurve 07654321 zu ersehen ist. Dieses Diagramm ist im Verhältnis zu den Schiebern 15 und 16 in doppelter Größe gezeichnet.

Die Relativbewegung zwischen dem Grund- und dem Expansionsschieber wird durch die Scheitelkurve 5°, S⁷, S⁶, S⁵, S\ S^s, S², S¹ dargestellt. Diese Kurve ergibt sich aus der i ersten Scheitelkurve durch parallele Verschiebung derselben um den Betrag s des halben Expansionsschieberhubes.

Aus dem Diagramm ist zu .ersehen:
i. daß die Steuerung etwa 95 Prozent Füllung gibt,
2. daß die Dampfverteilung bei den kleinen Füllungen ebenso günstig ist wie bei den normalen Betriebsmaschinen und
3. daß die Kanäle bei der kleinsten Füllung am meisten geöffnet werden.

Der beschriebene Antrieb ist nicht nur für Doppelschieber, sondern mit gleichem Erfolg auch für jede andere Art von Verteilungsorganen, z. B. Kolben und Drehschiebern, Ventilen usw., verwendbar. Bei auszulösenden Verteilungsorganen werden, ebenso wie bei der beschriebenen Doppelschiebersteuerung, die kleinen Füllungen durch die veränderliche Relativbewegung zwischen einerseits von der Kulisse und andererseits von einem um 90⁰ oder ungefähr 90° voreilenden Punkte bewegten Teilen erzielt, indem durch diese Relativbewegung ein Auslösen der betreffenden Verteilungsorgane bewirkt wird.

Als Beispiel für eine solche Ausführung mit auslösbaren Verteilungsorganen dient die in Fig. 4 dargestellte Umsteuerung.

Von einem geeigneten Punkte 20 der Exzenterstange 21 (oder auch direkt vom Exzenter .selbst) wird mittels der Schiene 22, des Winkelhebels 23 und der Stange 24 auch bier dem Punkte 7 des Hebels 4 eine um 90⁰ oder ungefähr 90⁰ voreilende Bewegung erteilt. Die Bewegungen der Kulisse werden daher ähnlich wie bei der Anordnung nach Fig. I.

Der Antrieb der seitlich vom Zylinder angebrachten Ventile erfolgt, wie aus der Zeichnung ersichtlich, in bekannter Weise von der Kulisse aus. Um das Einlaßventil E (Fig. 5) auszulösen, ist am Ende der Schwinge 25 ein als Winkelhebel ausgebildeter Mitnehmer 26 im Punkte 27 drehbar angebracht. Von Punkt 7 aus wird mittels der Stange 28 die um 30 drehbare Schwinge 29 angetrieben, die also ihre äußersten Stellungen bei den Totlagen der Kurbel einnimmt. Durch diese Schwinge wird das Ende 31 des Mitnehmers 26 niedergedrückt, und die hierdurch erfolgte Drehung derselben bewirkt ein Auslösen des Ventiles. Bei dieser Anordnung kann genau dieselbe Dampfverteilung wie bei der Ausführung nach Fig. 1 erzielt werden.

Bei den beiden beschriebenen Ausführungen sind die zur Erzielung eines veränderlichen Voreilungswinkels der Kulisse dienenden Bewegungen von bestimmten, in der Beschreibung näher angegebenen Punkten abgeleitet und nachher in geeigneter Weise zusammengesetzt.

Da jedoch bei richtiger Wahl der Ableitungsrichtung bekanntlich jeder Punkt, der eine geschlossene Kurve beschreibt, z. B. Exzenter, Kurbel, Teile der Pleuel- und Exzenterstangen usw., als Antrieb für eine Bewegung mit beliebigem Voreilungswinkel mehr oder weniger geeignet ist, so werden, je nachdem die für den Antrieb erforderlichen Bewegungen von dem einen oder anderen Punkte der Maschine abgeleitet werden, die verschiedensten Ausführungsformen dieser Steuerung möglich, um dasselbe Ziel zu erreichen, nämlich einerseits die Kulisse so anzutreiben, daß der Voreilungswinkel mit zunehmendem Ausschlag des Kulissensteines zunimmt, und andererseits durch die veränderliche Relativbewegung zwischen Grund- und Expansionsschieber (bezw. zwischen den entsprechend bewegten Teilen) die Größe der Füllung beeinflussen zu können.

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Pa te nt- A ν spruc he:

ι. Expansionssteuerung für durch Dampf, Druckluft usw. angetriebene Maschinen, bei welcher mit abnehmender Füllung der Hub des Voreilungsorganes bezw. des Grundschiebers zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Hub und der zugehörige Voreilungswinkel gleichzeitig den Wert Null annehmen und von diesem Werte ab stetig zunehmen.

2. Steuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Zwischenhebels (4 in Fig. 1) vom Kreuzkopf (8) und von einem um ο ° voreilenden Exzenter (6) eine Bewegung mittelbar oder unmittelbar auf eine festgelagerte Kulisse (11) und von dieser auf das Verteilungsorgan übertragen wird.

3. Steuerung nach Anspruch 1 für Maschinen mit Ausklinksteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Hebels (4 in Fig. 4) anstatt vom Kreuzkopf (8) durch eine im gleichen Sinne wirkende, von der Exzenterstange oder deren Exzenter mittels Winkelhebels (23) abgeleitete Bewegung erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.