DE2121C - Ventilsteuerung für einfach und doppelt wirkende hydraulische Kolbenmaschinen mit regulirbarem Beaufschlagungsquantum - Google Patents

Description

1877.

— M 2121 A/r ι-· /1Klasse 88

HENRY DAVEY in LEEDS.

Ventilsteuerung für einfach- und doppeltwirkende hydraulische Kolbenmaschinen mit regulirbarem

Beaufschlagungsquantum.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 30. October 1877 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Construction von Ventilen zum Reguliren des Zu- und Abflusses des Wassers in hydraulischen Maschinen.

Fig. ι bis 3 der beiliegenden Zeichnungen zeigen die Construction und Anwendung einer Ventileinrichtung bei einer' einfach wirkenden hydraulischen Maschine.

Fig. ι zeigt einen Längenschnitt der Maschine und Fig. 2 und 3 zeigen je einen Längenschnitt und einen Querschnitt der Ventileinrichtung im vergröfserten Mafsstabe. ,

Der Cylinder A ist mit Stiefel- oder Differentialkolben B versehen, dessen vordere ringförmige Fläche beständig dem Drucke des Wassers unterworfen ist, das von einer Röhre b zugeleitet wird; die hintere Fläche dagegen ist abwechselnd dem Wasserdrucke unterworfen und von demselben entlastet durch die Wirkung der Ventile in dem Gehäuse C.

Dieses Gehäuse ist von cylindrischer Form, von gröfserem Durchmesser vorn als in der Mitte, und bei c mit einem Ventilsitze versehen. Bei c^l steht es mit dem vorderen ringförmigen Raum des Cylinders A, bei c² mit dem hinteren Raum, und bei c^% mit dem Entweichungskanal α und Röhre a^l in Verbindung. In dem vorderen Theile des Gehäuses C befindet sich ein Kolben Ό, an dessen Stiel ein Scheibenventil d befestigt ist, das auf dem Ende des hohlen Kolbens d^l aufsitzt. Dieser Kolben bewegt sich in dem mittleren Theile des Gehäuses und sitzt auf dem Sitze c auf. c⁴ ist ein Kanal, der an drei Stellen, c^s, c⁶ und c⁷, mit dem Gehäuse C in Verbindung steht. In demselben befindet sich ein Hahn c⁸, der durch den Hebelarm f⁹ und Stange c¹⁰ von dem Kolben B aus bewegt wird, indem die Stange cⁱ⁰ zwei Anstofsstifte hat und durch das Ohr b^l auf dem Kolben B geht. Wenn der Hahn c⁸ in der bei Fig. 2 angedeuteten Stellung sich befindet, steht das vordere Ende des Gehäuses vermittelst der Kanäle c"¹ und c'° mit dem Entweichungskanal in Verbindung, so dafs die vordere Seite des Kolbens D entlastet ist, während dessen hintere Seite dem Drucke unterworfen bleibt. Der Kolben D wird daher vorwärts bewegt, und da das daran befestigte Ventil d auf d' aufsitzt, wird auch letzteres von seinem Sitze bei c weggezogen, wodurch nun der Wasserdruck durch die Kanäle c^ä und c³ vom hinteren Theile des Cylinders abgelassen wird. Indem somit der Kolben B hinten entlastet ist, wird der vorn herrschende beständige Druck den Rückgang des Kolbens B bewirken. Gegen Ende dieses Hubes wird durch das Anstofsen des Ohres b¹ an den hinteren Stift der Stange cⁱ⁰ der Hahn so gedreht, dafs die Verbindung zwischen c¹ und f⁵ abgeschnitten, und (vermittelst des seitlichen Ausschnittes des Hahnes) die Verbindung zwischen c° und c¹ hergestellt wird. Hierdurch wird die vordere Fläche mit demselben Druck belastet, der auf der hinteren Fläche herrscht, so dafs er im Gleichgewicht ist, und infolge dessen wird der auf das vordere Ende des Kolbens d¹ und auf das Ventil d wirkende Druck die Rückbewegung der beiden Kolben bewirken, so dafs dⁱ wieder bei c aufsitzt.

Es ist somit der Entweichungskanal c^s geschlossen; nachdem durch die Weiterbewegung von D und d letzteres von seinem Sitze auf dⁱ entfernt wird, gelangt der in dem mittleren Räume des Gehäuses beständig herrschende Druck durch d^l und c~ in das hintere Ende des Cylinders A, und der Kolben B macht somit wieder seinen Hub nach vorwärts. Gegen Ende dieses stöfst b* gegen den vorderen Stift von c¹⁰, und der Hahn c⁸ wird somit wieder in die bei Fig. 2 angedeutete Stellung gedreht.

Eine andere Einrichtung dieses Ventilapparates ist in Fig. 4 angedeutet.

Die Construction und Wirkungsweise desselben ist die nämliche wie oben beschrieben, und die Theile sind mit den nämlichen Buchstaben bezeichnet; es sind nur die Kanäle C¹C²C³ und die Zuleitungs- und Ableitungsröhren b und a etwas anders angeordnet. Die Stange cⁱ⁰ ist in diesem Falle an dem Kolben B befestigt.

Fig. 5 zeigt im Grundrifs und zum Theil im Schnitt die Anwendung einer Modification dieser Ventileinrichtung auf ein Paar hydraulische Maschinen, welche vermittelst Kurbel e e und Schubstangen eine Trommel E zum Aufwinden drehen.

Anstatt dafs das Ventil ei und das hohle Kolbenventil ei' durch den Wasserdruck auf einen daran befestigten Kolben bewegt werden, wird in diesem Falle d vermittelst einer Stange d~ von Excentern e' bewegt, die auf der Axe der Trommel E befestigt sind.

Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht und Fig. 7 einen Grundrifs eines Paares von hydraulischen Maschinen, die eine Kurbelaxe bewegen, wovon jede Maschine zwei Cylinder A A' hat, in welchen sich ein gemeinsamer Pumpenkolben B bewegt, der in der Mitte vermittelst Schubstange b³ mit der Kurbel e ² verbunden ist.

Jeder Cylinder hat im Ventilgehäuse C dieselbe Ventileinrichtung, wie bei Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde, indem der Kolben D an der oberen Fläche abwechselnd dem Wasserdruck unterworfen und von demselben entlastet wird; zu diesem Zwecke wird das Wasser durch das Röhrchen F zugeleitet, das vermittelst des Hahnes f mit drei Kanälen abwechselnd mit der Speiseröhre b und mit einer Ableitungsröhre in Verbindung gebracht wird.

Der Hebelarm /' des Hahnes wird von Daumen auf einer Stange f- bewegt, die durch Hebel /³ und Stange f vom Excenter /⁵ auf der Kurbelaxe ihre Bewegung erhält.

Bei diesen Maschinen ist es öfters erwünscht, die Kraft, ähnlich wie bei Dampfmaschinen, durch früheres oder späteres Abschneiden des Wasserzuflusses zu reguliren.

Zu diesem Behufe ist im vorliegenden Falle die Einrichtung getroffen, wie sie aus der vergröfserten Ansicht bei Fig. 6a ersichtlich ist.

Es ist nämlich, statt eines zweiten auf der Stange/- festsitzenden Daumens, um die Drehung des Hahnes f zum Abschlufs des Wasserdruckes zu bewirken, an der Stange ein Gleitstück g angebracht, das mit der Stange hin- und herbewegt wird, aber zugleich vermittelst der mit einem Gelenk versehenen Stange g' und Hebelarm g'¹ mit dem Schwungkugel-Regulator G verbunden ist, so dafs bei zu raschem Gange der Maschine durch den Regulator das Stück g in seiner Führung auf /² gehoben wird. Durch die Abschrägung der Seite des Gleitstücks g wird somit bewirkt, dafs dieses früher in Berührung mit dem Hebelarm f¹ kommt und dadurch der Wasserzuflufs früher von dem hydraulischen Cylinder A abgeschnitten wird. Bei zu langsamem Gange wird g gesenkt und somit das Wasser später abgeschnitten.

Um zu verhindern, dafs beim Abschneiden des Wasserzuflusses, ehe der Kolben seinen Hub vollendet hat, ein leerer Raum in den Cylindern gebildet wird, ist der Cylinder mit einer Zweigröhre und Ventil II versehen, das mit einem Wasserbehälter B' in Verbindung steht.

So lange der Druck im Cylinder über dem Atmosphärendruck ist, bleibt das Ventil II geschlossen; sobald aber durch Abschneiden des Wassers der Druck im Cylinder unter den der Atmosphäre sinkt, öffnet sich das Ventil H, und es wird durch die Fortbewegung des Kolbens B Wasser aus dem Behälter U in den Cylinder gesaugt.

Fig. 8 zeigt im Längenschnitt die Einrichtung der früher beschriebenen Ventileinrichtung für eine doppeltwirkende hydraulische Maschine.

In diesem Falle sind an jedem Ende des Gehäuses C Kolben DD' angebracht, die mit den Scheibenventilen d d' verbunden sind, ebenso sind zwei Cylinderventile d" d³ angebracht, auf welche ei ei¹ aufsitzen, und die bei cc' ihre Sitze haben. Der mittlere Raum H des Gehäuses ist beständig mit Druckwasser gefüllt; zwei Kanäle h h' führen je nach einem Ende des hydraulischen Cylinders, und zwei andere Kanäle h - h ³ führen nach der Entweichungsröhre.

Zwei Kanäle /P k³ stehen je mit dem äufseren Ende eines der Kolben DD' in Verbindung, sowie auch mit einem Hahn k' mit drei Durchgängen, durch dessen Hin- und Herdrehimg das Druckwaüser abwechselnd von einem Seitenkanal in den einen Kanal eingelassen und aus dem anderen abgelassen wird.

Wird auf diese Weise z. B. das Wasser von D abgelassen, während es auf./?' zugelassen wird, so wird der in H wirkende Druck bewirken, dafs d'¹ auf c aufsitzt, und somit den Entweichungskanal /i~ schliefsen; ferner wird er d öffnen und somit das Druckwasser von II nach dem Kanal h fliefsen lassen, von wo es nach dem einen Ende des Cylinders gelangt. Zu gleicher Zeit wird er durch die Bewegung nach rechts von D' das Ventil d' schliefsen und somit die Verbindung zwischen H und dem Kanal /ι¹ abschneiden; endlich wird er d³ von seinem Sitze

wegschieben und somit das

andere Ende des Cylinders durch Kanal h' mit dem Entweichungskanal /i^s in Verbindung setzen.

Wird der Hahn k¹ gedreht, so wird, wie leicht ersichtlich, das Umgekehrte stattfinden.

Indem man bei dieser Einrichtung die Kolben DD', Hahn k' und Kanäle Ze³Ji³ wegläfst und die Stange K, welche die Ventile dd' verbindet, durch eine Stopfbüchse am Ende des Gehäuses gehen läfst und mit einem Excenter oder dergleichen verbindet, so können die Ventile vermittelst einer sich drehenden Axe bewegt werden.

Indem man den Theil des Stieles K zwischen den Ventilen ei ei¹ etwas verlängert, wird das eine von diesen etwas geöffnet werden, ehe das andere geschlossen wird, während d~ d³ beide auf ihren Sitzen aufsitzen.

Hierdurch wird bewirkt, dafs für eine kurze Zeit der nämliche Druck auf beiden Seiten des Kolbens der hydraulischen Maschine herrscht, welcher somit im Gleichgewichte gehalten ist, bis der Entweichungskanal geöffnet wird.

Claims (1)

1. Patent - Ansprüche:

   ι. Die Anwendung einer Ventileinrichtung, in welcher ein hohles cylindrisches Ventil und ein damit verbundenes Scheibenventil derart bewegt werden, dafs sie abwechselnd die

   Verbindungen zwischen! dem Cylinder und den Einlafs- und Entweichungskanälen öffnen und schliefsen.

   Die Anwendung einer Ventileinrichtung, in welcher ein Paar cylindrische Ventile und Scheibenventile dieEinlafs- und Entweichungskanäle zu beiden Enden des Cylinders abwechselnd auf- und zumachen, für doppeltwirkende hydrauliche Maschinen.

   Die Einrichtung von hydraulischen Maschinen, derart, dafs der Wasserdruck an irgend einem Theil des Hubes abgeschnitten werden· kann, indem während Vollendung des Hubes Wasser durch eine mit Ventil versehene Zweigröhre aus einem Behälter in den Cylinder eingesaugt wird.
   Alles wie beschrieben und gezeichnet.

   Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.