DE172109C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

'Vorliegende Erfindung betrifft eine Umsteuerung für Dampfmaschinen, insbesondere für Lokomotiven mit besonderen Einlaß- und Auslaßschiebern, die durch besondere Kulissen. angetrieben werden, und bezweckt, den Hub des Einlaßschiebers zu verringern, ohne den Hub des Auslaßschiebers zu vermindern und dadurch die Kompression zu vergrößern.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, ίο daß die Kulissen durch einen gemeinsamen Hebel umgelegt, werden, welcher bei der Bewegung von einer End- zur Mittelstellung nur die Stellung der Einlaßschieberkulisse beeinflußt, dagegen bei weiterer Bewegung in derselben Richtung mittels eines Gleitkopfes, welcher auf dem zweiten Teil des Weges des Umsteuerhebels mitgenommen wird, . beide Kulissen umlegt.

In der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Fig. ι ist eine Seitenansicht einer Lokomotive mit der Steuerung gemäß vorliegender Erfindung.

Fig. 2 ist eine Ansicht der Steuerung mit teilweisem Schnitt eines der Lokomotivzylinder.

Fig. 3 ist.ein Grundriß dazu.
Fig. 4 ist ein Grundriß der Schiebergleitflächen mit den Ein- und Auslaßöffnungen. Fig. 5 ist eine Ansicht der Ein- und Auslaßschieber von oben.

Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch den Schieberkasten.

Fig. 7 ist ein Querschnitt dazu.

Fig. 8 ist ein Grundriß des Einlaß- und

Fig.. 9 des Auslaßschiebers.

Fig. 10 ist eine Kante des Auslaßschiebers in größerem Maßstab.

Fig. 11 zeigt die innere Anordnung der Feststellvorrichtung in Arbeitsstellung.

Fig. 12 ist ein Grundriß dazu.

Fig. 13 zeigt dieselbe Anordnung wie Fig. 11 in der unwirksamen Stellung.

Fig. 14 ist ein Schnitt nach der Linie 14-14 der Fig. 11.

Fig. 15 ist ein Schnitt nach der Linie 15-15 der Fig. 11.

Mit ι ist der Zylinder der Maschine bezeichnet, der einen Schieberkasten 2 besitzt. 3 ist die Gleitfläche im Schieberkasten und 4,4 bezeichnen die Einlaßöffnungen in der Gleitfläche 3, welche zu den Kanälen 5, 5 führen, die am Vorder- und Hinterende des Zylinders endigen (Fig. 2). Die Kanäle 5 setzen sich nach aufwärts fort, endigen oben in Auslaßöffnungen 6, 6 nahe der Mitte der Gleitfläche 3 und gehen quer über dieselbe. Zwischen den Öffnungen 6 ist die übliche Öffnung 7, durch welche der ausgetretene Dampf an die äußere Luft gelangt, angeordnet. Der Einlaßschieber, welcher mit den Einlaßöffnungen 4 zusammenarbeitet, ist mit 8 bezeichnet und innen hohl, um den

Raum für die hin- und hergehende Bewegung des Auslaßschiebers 9 zu schaffen, welcher mit den Auslaßöffnungen 6 zusammenarbeitet und sie abwechselnd mit der öffnung 7 verbindet. Beide Schieber sind dadurch entlastet, daß ihre oberen Flächen frei von Druck gehalten werden. Der Einlaßschieber besitzt an den Rändern seiner oberen Flächen Vertiefungen 8^a, in welchen Dichtungsleisten 8*

ίο angeordnet sind. Der Auslaßschieber besitzt an seiner oberen Fläche eine ähnliche Vertiefung Qf- mit Dichtungsleisten g^b. Alle Leisten der Schieber werden gegen den Deckel des Schieberkastens durch Spiralfedern g^c gedrückt, die in den Vertiefungen unter den Leisten liegen. Auf diese Weise werden über den Schiebern Räume gebildet, zu welchen der Dampf keinen Zutritt hat. Wenn jedoch irgend ein Durchsickern über den Schiebern stattfindet, so gelangt der Dampf zu der Ausströmöffnung 7 durch die Kanäle g^d, die sich durch jeden der Schieber erstrecken.

Der Einlaßschieber 8 wird durch die hin- und hergehenden Bewegungen einer hohlen Stange 10 bewegt. Diese Stange arbeitet in einer in der Schieberkastenwand angeordneten Stopfbuchse 11 und ist mit dem Einlaßschieber verbunden. Der Auslaßschieber wird durch eine Schieberstange 14 in hin- und hergehende Bewegung versetzt, welche in der hohlen Stange 10 und in einer Stopfbuchse 15 arbeitet, die an dem äußeren Ende der hohlen Schieberstange vorgesehen ist. Die hohle Schieberstange 10 ist an ihrem äußeren Ende ferner mit einem Rahmen 16 verbunden, an dessen anderem Ende ein zweiarmiger Hebel 17 angreift, der eine Welle 18 besitzt, die in einer Platte 19 gelagert ist. Die Schieberstange 14 ist mit einem zweiarmigen Hebel 20 verbunden, der auf einer Welle 21 sitzt, die ebenfalls in der Platte 19 gelagert ist. Die Verbindung wird zweckmäßig durch einen Schlitz und einen Verbindungsstift.20^a hergestellt. Die Hebel 17 und 20 sind an ihren unteren Enden mit Steinen 22 und 23 versehen, welche in entsprechenden Kulissen 24 und 25 gleiten. Die Kulisse 24 ist an einem gekrümmten Arm 26 eines auf einer Welle 27 angeordneten Kniehebels angehängt, dessen anderer Arm 28 sich nach oben erstreckt und gelenkig mit einer Stange 29 verbunden ist, welche an ihrem anderen Ende mit der Umschaltstange 30 vereinigt ist. Der Aufhängepunkt der Kulisse 25 ist mit den Armen 31 eines auf der Welle 32 sitzenden Kniehebels verbunden, dessen anderer Arm 33 gelenkig mit einer Stange 34 verbunden ist, welche an ihrem anderen Ende mit einem Gleitkopf 35 vereinigt ist, der zu seiner hin- und hergehenden Bewegung auf einer Führung 36 sitzt und die Feststellvorrichtung enthält, die weiter unten beschrieben wird. Die Länge der Arme 28 und 33 der Kniehebel, welche zum Heben der Kulissen dienen, steht im Verhältnis 2 : 1 aus Gründen, die weiter unten erklärt werden.

Um den Kulissen 24 und 25 die gewünschte Bewegung zu erteilen, sind zwei Exzenter 37 und 38 auf der Treibachse 39 und entsprechende Exzenterringe 40 und 41 angeordnet. Die Gelenkstangen 42 und 43 verbinden dementsprechend die oberen und unteren Enden der Kulisse 24 mit den beiden Exzenterringen 40 und 41, und ähnliche Stangen 44 und 45 verbinden die oberen und unteren Enden der Kulisse 25 mit denselben Exzentern. Infolge dieser Anordnung erteilen die beiden Exzenter 37 und 38 den Kulissen 24 und 25 gleichzeitig eine hin- und hergehende Bewegung in entgegengesetzter Richtung.

Der Gleitkopf 35, welcher für seine gleitende Bewegung auf der Führung 36 angeordnet und mittels der Stange 34 mit dem Arm 33 des Winkelhebels, durch welchen die Kulisse 25 gehoben und gesenkt wird, verbunden ist, enthält eine Feststellvorrichtung, welche selbsttätig in Tätigkeit tritt, wenn der Gleitkopf 35 durch Bewegung des Umschalthebels 46, an welchem die Stange 30 angebracht ist, nach dem einen Ende der Führung 36 bewegt wird. Die Stange 30 besitzt einen Rahmen 47 (Fig. 12), welcher den hohlen Gleitkopf 35 umgibt und auf eine beträchtliche Entfernung genügende Bewegung gestattet, ohne mit dem Gleitkopf in Berührung zu kommen. Ein Bolzen oder Stift 48 erstreckt sich quer durch den Gleitkopf 35 und ist an dem Rahmen 47 und der Stange 30 befestigt. Für die Bewegung des Bolzens oder Stiftes 48 in dem Gleitkopf 35, ohne den letzteren zu verschieben, ist ein Schlitz 49 an jeder Seite des Gleitköpfes vorgesehen.

In dem Innern des Gleitkopfes 35 ist ein Feststellblock 50 mit senkrechter Gleitbewegung in Führungen 51 in der Mitte des Gleitkopfes angeordnet. Dieser Block 50 ist an seiner Unterseite mit einem Vorsprung 52 versehen, welcher eine kleine Rolle 53 enthält, die auf der Führung 36 gleitet, um die Reibung des Vorsprunges zu verringern, wenn no der Gleitkopf 35 vor- und rückwärts auf der Führung bewegt wird. Der Block 50 wird im normalen Zustand durch eine Feder 54 heruntergedrückt, die in einer Öffnung 55 des Blockes sitzt und sich mit ihrem oberen Ende gegen einen Ansatz 56 stützt, der auf der hinteren Wandung des Gleitkopfes vorgesehen ist (Fig. 15). Seitlich von dem Block 50 sitzen kleine Winkelhebel 57 auf Wellen 58, welche Hebel mit annähernd wagerechten Armen 59 versehen sind, die in Augen 60 endigen und in eine Vertiefung

des Blockes 50 eingreifen. Jeder Winkelhebel besitzt ferner einen annähernd senkrechten Arm 61, der eine Aushöhlung 62 zur Anlage an den Stift oder Bolzen 48 besitzt. Wenn eine der Aushöhlungen 62 mit dem Stift 48 in Eingriff kommt, wird der betreffende Winkelhebel in die in Fig. 13 dargestellte Stellung bewegt und der Block 50 in dem Gleitkopf gehoben. Steht jedoch der

ίο Stift 48 nicht in Eingriff mit einem der Winkelhebel 57, so wird der Block 50 durch die Feder 54 heruntergedrückt und der Vorsprung 52 tritt mit einem der zwei Schlitze oder Vertiefungen 63 in Eingriff, die zu diesem Zweck in der Führung 36 vorgesehen sind. Diese Vertiefungen 63 sind in der Führung 36 dazu angeordnet, daß, wenn der Vorsprung 52 mit einer Vertiefung in Eingriff steht, der Gleitkopf an der Grenze seiner Bewegung nach dem einen Ende der Führung zu angelangt sein muß (Fig. 11).

Der Gleitkopf 35 besitzt zwei unter Federdruck stehende Bolzen 64, die an beiden Enden desselben angeordnet sind und in die in der Führung ^6 angeordneten Löcher 65 eintreten können (Fig. 11). Jeder Bolzen 64 besitzt nach oben sich erstreckende Stifte, welche die Stange 66 gelenkig mit den Bolzen 64 verbinden. Die Abmessungen der Bolzen 64 sind derartig, daß, wenn die Stange 66 in ihrer ganzen Länge über die Schlitze 49 gehoben wird, die Bolzen 64 in den Gleitkopf zurückgezogen werden und mit keinem der Löcher 65 in Eingriff treten.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Angenommen, die Teile befinden sich in der in Fig. 1 dargestellten Lage. Der Umsteuerhebel 46 befindet sich in der senkrechten Lage in der Mitte seiner Bewegung, der Einlaßschieber macht keine Bewegung in dem Schieberkasten und befindet sich über den Einlaßöffnungen 4 (Fig. 6). Die Maschine steht dann still. Soll dieselbe in einer Richtung in Bewegung gesetzt werden, so wird der Umsteuerhebel nach der einen oder anderen Richtung bewegt, so daß der Einlaßschieber seinen vollen Hub ausführen kann und die größte Dampfmenge dem Zylinder bei jeder Bewegung des Schiebers zugeführt wird. Wenn der Umsteuerhebel vorwärts bewegt wird, werden sich die Stange 30, der Rahmen 47, . die Stange 29 und der Arm 28 des Winkelhebels ebenfalls vorwärts bewegen. Die Kulisse 24 wird gesenkt werden, so daß der Stein 22 an das Ende derselben gelangen wird und der größte Hub dem Rahmen 16 durch den Hebel 17 erteilt wird und der Einlaßschieber 8 seinen vollen Hub ausführt.

Der Gleitkopf 35, welcher sich an dem vorderen Ende der Führung 36 in Fig. 1 befindet, wird von dieser Bewegung des Umschalthebels 46 nicht berührt, da der Bolzen 64 an dem hinteren Ende des Gleitkopfes beständig in Eingriff mit der in der Führung vorgesehenen Öffnung steht. Wenn indessen der Umschalthebel, nachdem derselbe vorwärts bewegt worden ist, wieder rückwärts nach dem anderen Ende geschwungen wird, oder wenn er anstatt der Vorwärtsbewegung aus der Stellung Fig. 1 rückwärts bewegt wird, um die entgegengesetzte Bewegung der Maschine hervorzubringen, wird der Stift 48 sich in den Schlitzen 49 rückwärts bewegen und in die Aushöhlung 62 des Gelenkhebels 57 treten. Letzterer wird auf seiner Welle 58 gedreht und der wagerechte Arm 59 wird aufwärts bewegt, wobei derselbe den Block 50 gegen den Widerstand der Feder 54 hebt, bis der Anschlag 52 aus der Vertiefung 63, in welcher er sich befindet, herausgezogen wird. Zu gleicher Zeit wird die Bewegung des Stiftes 48 unter der Stange 66 die Hebung des hinteren Endes dieser Stange verursachen, und der an dem hinteren Ende der Stange angebrachte Bolzen 64 wird nach oben aus dem Loch 65, mit dem er vorher in Eingriff war, herausgezogen. Das Zurückziehen des Anschlages 52 und des Bolzens 64 aus den Öffnungen in der Führung 36 tritt ein, sobald der Umsteuerhebel den mittleren Punkt seiner Schwingung durchlaufen hat. Hierauf wird der Gleitkopf 35 rückwärts auf der Führung 36 mit der Stange 30 laufen, bis der Hebel 46 das Ende seiner Bewegung erreicht, in welchem Augenblick der Bolzen 64 an dem vorderen Ende der Stange 66 in Eingriff mit dem vorderen Loch 65 kommt und selbsttätig in dieses einfällt, auf diese Weise den Gleitkopf 35 gegen eine weitere Bewegung sichernd. Die Bewegung des Gleitkopfes 35 von dem einen Ende der Führung 36 nach dem anderen während der Schwingung des Hebels 46 von dem Mittelpunkt seiner Bewegung nach seinem hinteren Ende veranlaßt die Stange 34, sich in demselben Maße rückwärts zu bewegen, und der Arm 33 des von der Welle 32 getragenen Winkelhebels wird in einem ebenso großen Bogen wie der Arm 28 des Winkelhebels auf der Welle 27 während der ganzen Schwingung des Hebels 46 gedreht, da die Arme 28 und 33 ein Längenverhältnis 2 : ι besitzen.

Aus der Beschreibung ist ersichtlich, daß der Stift 48 während der einen Schwingungs- .115 hälfte des Hebels 46 von dem einen Ende seiner Bewegung nach dem anderen sich längs des Schlitzes 49 frei bewegen wird, ohne dem Gleitkopf 35' eine Bewegung zu erteilen, und daß während der anderen Schwingungshälfte des Hebels 46 der Gleitkopf 35 sich mit der Stange 30 rückwärts bewegen wird. Es sei

noch bemerkt, daß die eine Hälfte der Schwingung des Hebels 46 von einem Bewegungsende zu seiner Mitte ohne Einfluß auf den Gleitkopf 35 ist, daß aber die andere Hälfte seiner Bewegung dem Gleitkopf 35 und dem Winkelhebel oder Arm 33, der mit dem Gleitkopf durch die Stange 34 verbunden ist, eine genügende Bewegung erteilt, um die Kulisse 25 zu heben, so daß sich die Stellung des Steines 23 von dem einen Ende der Kulisse nach dem anderen zu ändert, wodurch eine vollständige Bewegungsumkehr des Austrittsschiebers hervorgerufen und demselben der größte Hub in einer Richtung erteilt wird.

Wenn der Gleitkopf 35 die Rückwärtsgrenze seiner Bewegung erreicht hat und der ' Hebel 46 sich vorwärts nach der Mitte hin zu bewegen beginnt, um den Hub des Einlaßschiebers zu verringern, wird der Block 50 durch die Wirkung der Feder 54 heruntergedrückt, der Anschlag 52 wird in eine der Öffnungen 63 eintreten und die Wirkung der Bolzen 64 bei dem Festhalten des Gleitkopfes 35 in seiner Stellung unterstützen.

Solange der Gleitkopf 35 feststeht, wird der Kulisse 25 keine Bewegung" erteilt, um die Stellung des Steines 23 zu verändern, und infolgedessen findet keine Veränderung des Hubes des Austrittsschiebers statt.

Kurz zusammengefaßt ist die Verbindung des Umschaltehebels 46 mit den Kulissen 24 und 25 eine derartige, daß die Kulisse 24 durch die vollständige Schwingung des Hebels von vorn nach hinten auf- und abbewegt wird. Da aber die Kulisse 25 nur während der Bewegung des Hebels 46 von der Mitte ihrer Schwingung nach dem einen Ende zu bewegt wird, so wird der Kulisse 25 keine Bewegung durch den Hebel erteilt, während dieser sich von einem Ende seiner Bewegung nach der Mitte zu bewegt.

Da die Feststellvorrichtungen in dem Gleitkopf 35 selbsttätig arbeiten, wenn derselbe das eine Ende seiner Bewegung erreicht, und den Gleitkopf festhalten, während der Hebel 46 in die entgegengesetzte Richtung bis zur Mitte seiner Bewegung geschwungen wird, so wird jede Veränderung in dem Hube des Auslaßschiebers vollständig verhindert. Der Hebel 46 wird hierbei zurückgeschaltet, nachdem die Maschine in Gang gesetzt ist und eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht hat. Da der Umschalthebel beim Anlassen der Maschine nach der einen Richtung immer ununterbrochen nach dem Ende seiner Schwingung zu bewegt und stufenweise nach der Mitte seiner Schwingung zurückgeschaltet wird, nachdem die Maschine' angefahren ist, so ist klar, daß der Auslaßschieber immer auf vollen Hub eingestellt bleibt, und die Verringerung des Hubes des Einlaßschiebers ist, während der Hebel zurückgeschaltet wird, nicht mit einer entsprechenden Verringerung des Hubes des Auslaßschiebers und daher mit keiner Drosselung des Austritts verbunden. Folglich wird, während der Betrag des zu dem Zylinder zugelassenen Dampfes bei jeder Veränderung des Hubes des Einlaßschiebers verringert wird, nachdem die Maschine angelassen ist, der Austritt nicht entsprechend verringert, und es wird der Bewegung des Kolbens unter dem Einfluß des frisch zugelassenen Dampfes viel weniger Widerstand dargeboten, als ihm bisher dargeboten wurde, wenn derselbe Schieber als Ein- und Auslaßschieber diente, indem bei kleinen Füllungen nicht die Kompression vergrößert wird.

Gemäß der Beschreibung wird der Hub des Ein- und Auslaßschiebers durch Hebelverbindüngen erzielt, es kann jedoch auch jede andere Anordnung dafür verwendet werden, ohne an dem Wesen der Erfindung etwas zu ändern.

Claims (4)

Patent-An Sprüche:

1. Umsteuerung für Dampfmaschinen, bei welcher der Ein- und der Auslaßschieber getrennt voneinander bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuerung durch einen Umschalthebel (46) bewirkt wird, welcher bei seiner Bewegung von einer End- zur Mittelstellung nur die Kulisse (24) des Einlaßschiebers (8) bewegt, bei weiterer Bewegung jedoch die Kulissen des Einlaß- und Auslaßschiebers umlegt, zum Zweck, beliebig kleine Füllungen zu erzielen, ohne Änderung der Kompression.

2. Umsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalthebel (46) unmittelbar durch eine Stange (30, 29) auf einen Winkelhebel (26, 28), der die Kulisse (24) des Einlaßschiebers (8) trägt, einwirkt und bei der letzten halben Bewegung des Hebels ein in seinen Endstellungen feststellbarer Gleitkopf (35) mitgenommen wird , welcher die Kulisse (25) des Auslaßschiebers (9) unter Vermittelung eines Winkelhebels (33) umlegt, so daß no erst in der letzten Hälfte der Bewegung des Umschalthebels (46) die Kulisse (25) um die volle Schwingungsweite bewegt wird.

3. Umsteuerung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Feststellens des Gleitkopfes (35) in seinen Endstellungen ein unter Federwirkung stehender Block (50) in demselben vorgesehen ist, welcher durch Winkelhebel (57) bewegt werden kann, deren Arme (59,61) durch einen an der Stange (30) vorge-

sehenen Stift (48) beim Bewegen des letzteren zwecks Umsteuerns so geschwungen werden, daß sie den Block (50) aus der Vertiefung heben, wodurch der Gleitkopf frei beweglich wird und der Stift (48) ihn mitnehmen kann.

4. Umsteuerung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks genaueren Feststeilens des Gleitkopfes (35) zwei unter Federwirkung" stehende Bolzen (64) vorgesehen sind, die durch eine Stange (66) miteinander verbunden sind, welche auf dem an der Stange (30) befestigten Stift (48) aufliegt und durch die Bewegung des letzteren in dem Schlitz (49) mit dem Teil gehoben wird, welcher am Ende der Bewegung des Stiftes (48) im Gleitkopf (35) liegt, so daß durch diese Bewegung der eine Bolzen (64) aus dem einen Loch (65) der Gleitbahn (36) ausgehoben wird, während am Ende der Bewegung des Gleitkopfes der zweite Bolzen (64) in das zweite Loch (65) eintritt, zum Zweck, bei der Verstellung der Einlaßschieberkulisse den Gleitkopf nicht wieder zurückzubewegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.