DE217807C

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Publication number: DE217807C
Application number: DENDAT217807D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-JV! 217807-KLASSE \4d. GRUPPE

WILLIAM WEIR in CATHEART, Glasgow. Ventilsteuerung für direkt wirkende Maschinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Oktober 1908 ab.

Vorliegende Erfindung hat eine Ventilsteuerung für direkt wirkende Maschinen mit Federbelastung der Ventile für die Öffnungsbewegung zum Gegenstande. Maschinen genannter Art finden beispielsweise ihre Anwendung zum Antrieb von Pumpen, Luftkompressoren u. dgl. Bei den bekannten Maschinen solcher Art wird das Ventil umgesteuert, sobald der Druck der von der Kolbenstange aus zusammengedrückten Feder den auf dem Ventil ruhenden Druck des Treibmittels überwindet. Ist hierbei der auf dem Ventil lastende Druck verschieden groß, so machen sich beträchtliche Abweichungen im Beginn des Hubes bemerkbar, da die Entspannung der Feder früher oder später erfolgt, je nachdem der Druck ein höherer oder niedrigerer ist. Ist außerdem der auf dem Ventil ruhende Druck ein sehr großer, so muß die Feder äußerst kräftig und von besonderer Größe ausgeführt werden.

Diese Übelstände sollen durch die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende und im folgenden ausführlicher beschriebene Ventilsteuerung vermieden werden.

In der Zeichnung zeigen

Fig. ι bis 5 den gemäß der Erfindung eingerichteten, mit vier paarweise angeordneten Ventilen ausgestatteten Dampfverteilungskasten, Fig. 6 zeigt eine direkt wirkende Pumpe, welche mit der vorliegenden Ventilsteuerung ausgestattet ist.

Fig. 7 bis 9 zeigen eine Ausführungsform der Steuerung, bei welcher die vier Ventile, in Paaren einander gegenüberliegend, angeordnet sind.

Fig. 10 und 11 zeigen eine Ausführungsform mit vier in einer Linie angeordneten Ventilen, deren Bewegung durch eine Daumenwelle erfolgt, und

Fig. 12 und 13 zeigen eine Ausführungsform mit vier in einer Linie angeordneten Ventilen, die durch eine hin und her gehende Stange oder Platte bewegt werden.

Bei einem teller artigen Ventil mit konischem oder flachem Sitz wirkt bei geschlossener Lage der Dampfdruck auf der ganzen oberen Fläche des Ventües. Wenn dieses Ventil durch irgendwelche Mittel von seinem Sitz abgehoben wird, so findet eine annähernde Entlastung des Ventils dadurch statt, daß der Druck des Treibmittels auch auf die untere Seite des Ventils wirkt, abzüglich des auf den Schaftquerschnitt des Ventües wirkenden Druckes. Es ergibt sich hieraus, daß nachdem das Ventil in äußerst geringem Maße etwa durch einen Anschlag von der Kolbenstange aus angehoben und dadurch annähernd entlastet ist, eine geringe Federspannung genügt, um das Ventil vollständig zu öffnen.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher vier tellerartige Ventile A, A¹, B, B¹, wie sie bei Gasmotoren üblich sind, innerhalb des Dampfverteilungskastens C angeordnet sind.

Fig. ι zeigt einen senkrechten, durch die Ebene der beiden Ausströmungsventile B, B¹ gelegten Schnitt.

Fig. 2 zeigt einen wagerechten, oberhalb der Ventile durch den Dampfkasten gelegten Schnitt,

Fig. 3 einen wagerechten Schnitt unterhalb der vier Ventilkegel.

Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt, welcher in diagonaler Richtung durch die Ebene des Eintrittsventiles A¹ und des Ausströmurigsventiles jB¹ geführt ist.

Fig. 5 zeigt einen anderen diagonal geführten Schnitt durch die Ebene des Ausströmungsventils B und des Eintrittsventils A.-- - - -

ίο Der Dampfkasten C (Fig. 6) ist als ein besonderes Gußstück an dem Hauptzylinder D befestigt, zu welchem Zwecke er einen mit einem Anschlußflansch E versehenen Stutzen besitzt. In diesem Stutzen des Dampfkastens C sind Kanäle J¹ und H¹ (Fig. 3) vorgesehen, durch welche der Dampf in das obere bzw. untere Ende des Dampfzylinders C eintritt.

Die Ventile A und A¹ (Fig. 2) sind die Dampfeinströmungsventile und die Ventile B und B¹ die Ausströmungsventile. Die Ventile A und B bilden die Dampf ein- bzw. Ausströmungsventile für das obere Ende des Hauptzylinders und die Ventile A¹ und B¹ die Dampfeinströmungs- bzw. Ausströmungsventile für das untere Ende des Zylinders. Sämtliche Ventile sind mit Spindeln A², A³, B², B^s versehen, welche durch Hülsen A*, A⁵, .B⁴, B⁶ dampfdicht hindurchgeführt sind.
Oberhalb der Dampfventile A und A¹ befindet sich die Dampfkammer F, an welche

■■'■■·.■■ sich ein Dampfeinlaßkanal F¹ anschließt. Unterhalb der Ventile B und B¹ liegt die Ausströmungskammer G, an die sich der A^isströmungskanal G¹ anschließt. Von der Unterseite des Dampfventils A¹ erstreckt sich, wie ^: aus Fig. 4 zu ersehen ist, ein Kanal H in diagonaler Richtung über das Ausströmungsventil B¹ und geht in das untere Ende des Zylinders durch den Kanal H¹ über, welcher in dem Stutzen £ vorgesehen ist. Ein weiterer Kanal / ist vorgesehen, welcher von der Unterseite des Ventils A- über die Oberseite des Ventils B führt. Dieser Kanal / befindet sich in Verbindung mit dem oberen Ende des Hauptzylinders durch den in dem Stutzen E vorgesehenen Kanal J¹.

K bezeichnet eine in Lagern K¹ ruhende Welle, an welcher zwei zueinander parallele Hebel L, U starr befestigt sind, die unter den Ventilspindeln derart liegen, daß bei ihrer Drehung mit Welle K als Drehachse das eine Ende der Stangen L und U auf die Ventilspindeln A³ und B² hebend einwirkt, während zu gleicher Zeit das andere Ende der Stangen sich von den unteren Enden der Ventilspindeln A² und B³ entfernt. Die Stangen L und L¹ sind mittels eines Gelenks W an eine Stange P angeschlossen, welche die einstellbaren Muttern W¹, W² trägt.

Die Stange P (Fig. 6) erstreckt sich durch einen an der Kolbenstange N der Maschine befestigten Anschlagarm O hindurch, innerhalb dessen eine die Stange P umgebende Schraubenfeder Q untergebracht ist. Diese liegt zwischen den die Stange P umschließenden Gleithülsen R, R¹, wobei das Ganze durch eine oben in den Anschlagarm eingeschraubte Kappe 5 festgehalten wird.

Die Wirkungsweise der Steuerung ist folgende: Während des Hubes der Maschine bringt der an der Kolbenstange N sitzende Anschlagarm O die Hülse R¹ in Anschlag mit der an der Stange P sitzenden Mutter Tf¹, wobei die Feder Q zusammengepreßt wird. Unmittelbar vor Hubende gelangt der innere Teil R³ der Hülse R, während sich die Feder Q in vollständig zusammengedrückter Lage befindet, in Berührung mit dein inneren Teil R² der Hülse R¹, so daß die Stange P aufwärts bewegt wird und sich die Stangen L und U um Welle K als Drehachse drehen. Hierbei werden die vorher geschlossen gewesenen Einlaß- bzw. Ausströmungsventile A und B¹ von ihren Sitzen ein wenig angehoben und hierdurch nahezu entlastet, worauf die Ventile durch die Wirkung der Feder Q 'vollständig geöffnet werden. Zur selben Zeit wird den vorher geöffnet gewesenen Ventilen A¹ und B gestattet, sich zu schließen, indem die Enden der Stangen L und L¹ von den unteren Enden der Spindeln B² und A³ zurücktreten.

Da nunmehr die Ventile, welche vorher geöffnet gewesen sind, eine geschlossene Lage, und die Ventile, · die vorher geschlossen waren, eine geöffnete Lage einnehmen, so findet eine Umsteuerung der Maschine statt, wobei der Kolben beginnt, sich in der entgegengesetzten Richtung zu bewegen. Wenn der Kolben am Ende seines Hubes angelangt ist, so tritt eine entsprechende Wirkung ein, sobald die Hülse R in Berührung mit der Mutter TF² gelangt.

Die geschlossenen Ventile halten zufolge des auf denselben lastenden Dampfdruckes während des Hubes der Maschine die Stangen L und U solange in der entsprechenden Lage, bis die nächste Umsteuerung stattfindet.

Aus den Fig. 7, 8 und 9 ist eine Einrichtung ersichtlich, bei welcher zwei Paare einander gegenüberliegender Ventile mit einer einzigen an die Welle K angeschlossenen Stange L zusammenwirken. Hierbei erfolgt die Bewegung der Stange L ebenfalls durch eine Stange P, die durch einen mit einer Feder ausgestatteten Anschlagarm der Kolbenstange in der vorher beschriebenen Weise hindurchgeführt ist.

In dem Dampf kasten (Fig. 9) sind zwei Verbindungskanäle F und G vorgesehen, durch welche eine Dampfzuführung über den oberen Teil der Dampfventile und eine Dampfausströmung unter den Dampfausströmungsventilen ermöglicht wird. Der Dampfverteilungs-

kasten ist an dem Hauptzylinder durch zwei Bolzen befestigt, welche durch Löcher T hindurchgeführt sind. Für die Dampfzuführung sind in jedem Ende des Hauptzylinders zwei Kanäle J¹ und H¹ vorgesehen. Die Dampfeintrittsventile liegen einander gegenüber, desgleichen die Ausströmungsventile; außerdem erstrecken sich die Ventilspindeln anstatt durch dampfdichte Hülsen durch Stopfbüchsen hindurch.

Die Fig. io und ii zeigen eine Einrichtung, bei welcher vier in einer Linie liegende Ventile durch eine mit Daumen V¹ und V versehene Daumenwelle K bewegt werden. Die Bewegung der Daumenwelle K erfolgt durch einen Hebel JJ, an welchen die Stange P angeschlossen ist, welche durch den in der beschriebenen Weise mit einer Feder ausgestatteten Anschlagarm der Kolbenstange hindurchgeführt ist.

Bei der aus den Fig. 12 und 13 ersichtlichen Einrichtung geschieht die Bewegung der vier in einer Linie liegenden Ventile durch eine hin und her gehende Stange L, welche Ausnehmungen V und F¹ besitzt. Durch die so an der Stange L entstandenen Erhöhungen und Vertiefungen erfolgt das Öffnen und Schließen der Ventile in derselben Weise, als wie mittels der in den vorherbeschriebenen Ausführungsformen in Anwendung gekommenen Däumenwelle bzw. der schwingenden Hebel. Eine bestimmte Hublänge wird dadurch erreicht,' daß man die Spannung der Feder geringer als die geringste Dampfbelastung der Ventile macht, wodurch verhindert wird, daß die Öffnung der Ventile erfolgt, bevor der Anschlagarm die öffnung der Ventile veranlaßt.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Ventilsteuerung für direkt wirkende Maschinen mit Federbelastung der Ventile für die Öffnungsbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Bewegung der Maschine zunächst eine Feder zusammengepreßt und dann ein Dampfeinlaß- und ein Dampfausströmungsventil zur Entlastung teilweise angehoben wird, worauf durch die Wirkung der zusammengepreßten Feder die vollständige Öffnung der Ventile erfolgt.

2. Ausführungsform der Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Ventilspindeln durch Hebel, Daumen oder schräge Flächen mittels einer Stange (P) erfolgt, welche durch einen von der Kolbenstange getragenen, mit Gleithülsen (R, R¹J und einer zwischen diesen angeordneten Feder (Q) versehenen Anschlagarm (0) hindurchgeht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.