DE177698C

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Publication number: DE177698C
Application number: DE1905177698D
Authority: DE
Filing date: 1905-05-20
Anticipated expiration: 1925-05-21

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 14df. GRUPPE

ROBERT LINDNER in DRESDEN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Mai 1905 ab.

Die rechtwinklige Verschränkung der Antriebskurbeln der Zwillingsdampfmaschine, insbesondere der Lokomotive, bedingt für sicheres Ingangsetzen der Maschine durch Antriebsdampf das Auslegen der Steuerung auf möglichst große Zylinderfüllung etwa o,8 des Kolbenschubes. Das Anziehen findet alsdann, wenn der Dampfzutritt nach dem einen Kolben durch den Verteilungsschieber gesperrt ist,

ίο durch den anderen Kolben bei dessen hierzu von der*Totlage ausreichend abstehender Kurbelstellung statt.

Für das Fahren reichen dagegen erheblich geringere Zylinderfüllungen bis zu etwa o,5

des Kolbenschubes aus. Nimmt man nun letztere für die voll ausgelegte Steuerung unter Verwendung des größten Schieberweges der zeitherigen, bis auf etwa 0,8 reichenden Füllung bei ebenfalls unveränderter Kulissenlänge an, so erlangt man für alle Fahrfüllungen wesentlich günstigere Steuerungs- und Dampfverteilungs verhältniss e.

Die nachstehend beschriebene Erfindung bezweckt diese Steuerungsverbesserung, -indem sie die für das Ingangsetzen der Maschine notwendigen größeren Zylinderfüllungen als Zylindernachfüllungen ermöglicht.

Es wird mit der Kulissensteuerung bezw. dem für die Dampfverteilung beim Fahren bestimmten großen Schieber ^ (Fig. 1) von. großer äußerer Deckung E ein zweiter kleiner Schieber ί (Fig. 2) mit kleiner äußere! Deckung e verbunden. Während bei der ge bräuchlichen Ausführung der Einströmungs· kanal (Fig. 1) bis zu etwa 0,8 Füllung durch den Hauptschieber 5" offen gehalten wird, schließt bei Anwendung eines mit der Steuerung verbundenen Nachfüllschiebers j für etwa 0,8 Füllung der Hauptschieber schon bei reichlich halber Füllung ab, und es wird hiermit eine Nachströmung in den Zylinder innerhalb aller Kolbenstellungen von reichlich halber bis nahezu voller Füllung ermöglicht. Zu vergleichen ist das Schieberschaubild Fig. 3, in welchem bedeuten: I (S). und II (s) die Kreise für die Wege der beiden auf gleiches lineares Voreilen α (gleichgroße Eintrittskanalöffnung bei Beginn des Kolbenschubes) eingestellten Schieber, E und e die äußeren Deckungen des großen und des kleinen Schiebers. Aus diesem Schaubild ist zu ersehen, daß der Eintrittskanal durch den großen Schieber in der Kurbellage F, dagegen durch den kleinen Schieber erst später, in F₁, hiermit zugleich auch da abgeschlossen wird, wo der große Schieber von kleiner innerer Deckung den Dampfaustritt freizugeben beginnt. - ■

Dieser Nachfüllschieber ist bei jeder Kulissensteuerung anwendbar.

Bei Steuerungen mit nur einem Exzenter, ζ. B. der Heusinger-Steuerung, oder keinem Exzenter (Joy) ist der Voreilwinkel unabhängig von der äußeren Schieberdeckung stets gleich Null. Die Voreilung des Schiebers wird hier ganz dessen äußerer Deckung ent-, sprechend durch den vom Kreuzkopf der Kolbengradführung bewegten- (Voreil-) Hebel ν (Fig. 13) hergestellt. Danach hat man den kleinen Nachfüllschieber s von kleiner äußerer Deckung an den Voreilhebel ν des Hauptschiebers S mit großer äußerer Deckung derart zwischen den Gelenken der Hauptschieberstange und der Schieberschubstange einzu-

hängen, daß sein Ausscliub um die Differenz der äußeren Schieberdeckungen beider Schieber kleiner ist als der Ausschub des Hauptschiebers. Die äußere Deckung des Nachfüll-Schiebers ist so groß zu wählen, daß dieser Füllungen bis 0,8 des Kolbenschubes und darüber, jedenfalls zweckmäßig bis zu der Kolbenstellung ergibt, in welcher der Hauptschieber den Dampf austritt freigibt.

ίο Bei den Kulissensteuerungen mit zwei Exzentern (Stephenson, Allan, Gooch) müssen für die Füllungseinschränkung bei hierzu unverändert beizubehaltenden Exzenterscheiben die Exzenterwinkel der Vergrößerung der äußeren Schieberdeckung entsprechend vergrößert werden, z. B. von gewöhnlich etwa 30⁰ bis zu etwa 45 °. Da aber der Nachfüllschieber von kleiner Deckung umgekehrt der Verminderung des Voreil winkeis (unter gewöhnlich

30⁰) bedarf, so ist zur Wiederverminderung der Voreilung für den Nachfüllschieber für diesen ein besonderer Voreilhebel V₁ (Fig. 14) anzuwenden, dessen unteres Ende wie der Voreilhebel der Einexzentersteuerung, ζ. Β.

der Heusinger-Steuerung, vom Kreuzkopf der Kolbengradführung und dessen oberes Ende von dem Gelenke der hier direkt an die Hauptschieberstange angeschlossenen Schieberschubstange, oder von einem diesem Gelenke gleichlaufenden Punkte· (Fig. 4) bewegt wird.

Ausführungsformen für die Verbindung des kleinen Nachfüllschiebers j mit dem großen Hauptschieber 5" sind in den Beispielen Fig. 4 bis 11 dargestellt.

Die Fig. 4 bis 8 gelten für eine Allan-Steuerung mit Übertragungswelle w von dem innen liegenden Steuerungsantrieb A (Fig. 4) nach dem außen liegenden, kolbenförmigen Hauptschieber 5¹. Neben letzterem ist der ebenfalls in Kolbenform dargestellte Nachfüllschieber s angeordnet, der durch einen besonderen, mit dem HauptschieberGebel gleichlaufenden Hebel h und durch einen an diesem Hebel aufgehängten und mit dem Kreuzkopf K verbundenen Voreilhebel V₁ seinen Antrieb erhält.

_ In der Fig. 5, die einen Schnitt nach der Linie 1-2-3-4 in Fig. 4 darstellt und die Kurbel in Totlage zeigt, und in dem wagerechten Schnitt in Fig. 6 des Schieberkastens haben bei voll ausgelegter Steuerung beide Schieber unter gleichem linearen Voreilen die Dampfeintrittskanäle d und i für den Hubanfang des Kolbens geöffnet, während in Fig. 7 (nahezu senkrechte Kurbellage) der große Schieber 6" den Dampfeintritt d versperrt, der kleine Schieber j den Eintrittskanal i, wie für das Ingangsetzen der Maschine notwendig, für Nachfüllung frei läßt. Diese Nachfüllung endigt in der in Fig. 7 punktierten Lage der Kurbel, bei welcher, wie Fig. 8 zeigt, der . Hauptschieber den Kanal d für den Dampfaustritt öffnet.

Die Fig. 9 bis 11 gelten für eine Heusinger-Steuerung . mit Kolbenschieber, wobei der Nachfüllschieber j in den Hauptschieber 5" eingebaut und zugleich an den Voreilhebel ν des letzteren angehängt ist. Für den Dampfdurchlaß nach dem Kolben ist der Hauptschieber 5" mit besonderen Durch laßöffnungen i versehen.

In der Totlage der Kurbel (Fig. 9) ist der aus der Mittelstellung zurückgelegte Weg des großen Schiebers E + α und der des kleinen Schiebers e -\- a. Es^- sind sonach beide Schieber um die gleiche Voreilung gegen die Eintrittskante des Kanales d verschoben. Beim Drehen der Kurbel in die senkrechte Lage wirkt der Hilfsschieber nicht auf den Dampfeintritt, öffnet ihn aber in der Nähe jener Kurbellage noch ehe der große Schieber schließt. Fig. 10 zeigt den Abschluß des Hauptschiebers S. In der Kurbelstellung (Fig. 11) bei 0,8 bis 0,9 des Kolbenschubes beendigt der Hilfsschieber die Dampfnachfüllung und beginnt der Hauptschieber den Dampfaustritt zu öffnen. Bei der entsprechenden Kurbellage vermag die Kurbel der anderen Maschinenseite die Drehbewegung sicher aufzunehmen. Der Hilfsschieber bedarf keiner Muschel für den Dampfaustritt, da letzterer durch den Hauptschieber erfolgt. ,

Die Dampfverteilung bei voll ausgelegter Steuerung und für im Hauptschieber laufende Nachfüllschieber ist im Schaubild Fig., 12 dargestellt. Es bezeichnen wieder I (S) den Hauptschieber-, II (s) den Nachfüllschieberkreis, E und e die äußeren Deckungskreise, α das lineare Voreilen beider Schieber. Ferner bezeichnet III den Kreis für den gegenseitigen Weg beider Schieber und c die Länge der Durchlaßöffnung i des Hauptschiebers S. Danach wird der Dampfeintritt in Kurbellage F durch den Hauptschieber geschlossen, die Nachfüllung durch den Hilfsschieber nach Maßgabe der schraffierten Fläche bereits vor F begonnen und in F₁ beendigt.

Gegen.die Steuerung ohne Nachfüllschieber (mit Füllungen bis 0,8) ist die Steuerung mit Nachfüllschieber bei einer kleineren Füllung (etwa 0,5) in gleichlanger Kulisse voll ausgelegt. Sie ist deshalb auch für jede geringere Füllung (z. B. 0,2) weiter als bei jener auszulegen. Durch diese weitere Verschiebung von der ungünstigsten Dampfverteilung im toten Punkte ergeben sich für die einzelnen Füllungsgrade verbesserte Dampfverteilungen, und es folgt weiter daraus, daß bei noch geringeren Füllungsgraden als bisher gefahren werden kann.

Da ferner die Leistung der Maschine mit der Verminderung des Füllungsgrades abnimmt,

so sind bei Verlegung der größten Zylinderfüllung von etwa 0,8 auf etwa 0,5 die Dampfzylinder unbeschadet des Reibungswiderstandes der Treibräder angemessen zu vergrößern.
Die Steuerung mit Nachfüllschieber ermöglicht hiermit die Anwendung größerer Zylinder als bisher zur Verminderung des Dampfverbrauches durch vermehrte Ausnutzung der Dampf dehnung.

Der Nachfüllschieber wirkt bei seiner kleinen Einströmöffnung nur beim Ingangsetzen der Lokomotive aus der Ruhe in die Bewegung innerhalb ¹Z₄ bis ¹Z₂ Radumdrehung. Der Nachfülldampf strömt hierbei langsam und bei den großen Zylindern bis zu einer für den Antrieb der Treibräder ausreichenden Spannung ein. Bei weiterer Raddrehung wirkt alsdann der vom Hauptschieber eingelassene Dampf, und mit zunehmender Kolbengeschwindigkeit findet infolge der Kleinheit der Eröffnung durch den Nachfüllschieber und den Widerstand des rückwirkenden Dehnungsdampfdruckes nur eine äußerst geringe, kaum nachweisbare Zuströmung von Dampf durch den Nachfüllschieber statt.

Claims

Patent-An Sprüche:

i. Kulissensteuerung, insbesondere für Lokomotiven, gekennzeichnet durch die Anordnung eines zur Füllungsvergrößerung beim Anlassen der Dampfmaschine dienenden Nachfüllschiebers (s), der nach Abschluß der Dampfzuströmung durch den Hauptschieber (S) diese ■ noch bis gegen Hubende gestattet.
2. Ausführungsform der Kulissensteuerung nach Anspruch 1 mit Voreilhebel, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachfüllschieber (s) mit dem Voreilhebel (v) verbunden ist.
3. Ausführungsform der Kulissensteuerung nach Anspruch 1 ohne Voreilhebel (z. B. als Allan-, Stephenson-, Gooch- usw. Steuerung), dadurch gekennzeichnet, daß der Nachfüllschieber (s) mit einem besonderen Voreilhebel (V₁) verbunden ist, der an der Hauptschieberstange oder in einem •mit dieser gleichlaufenden Punkte aufgehängt und unten an dem Kreuzkopf (k) der Kolbengradführung angeschlossen ist.
4. Ausführungsform der Kulissensteuerung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachfüllschieber auf einem besonderen festen Spiegel arbeitet.
5. Ausführungsform der Kulissensteuerung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch kennzeichnet, daß der Nachfüllschieber (s) im Hauptschieber (S) angeordnet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.