DE29705C - Neuerungen an Expansions-Regulirapparaten. (Abhängig von den Patenten Nr. 1919 und 11062.) - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

MTENTSCHRIFT

KLASSE 14: IDämpfmaschinen,

Abhängig von den Patenten No. 1919 und 11062. Patentirt im Deutschen Reiche vom 8. December 1883 ab.

Der in der Patentschrift No. 1919 beschriebene Expansions-Regulir- und Absperr-Apparat mit Corlifsmechanismus und die aus ihm hergeleitete Präcisionssteuerung für Dampfmaschinen mit zwei getrennten Einlafsorganen (s. auch Patentschrift No. 16171) wird aufser durch die Vereinigung des Präcisionsmechanismus mit dem Regulator zu einem Ganzen auch durch das in beiden Constructionen steckende Auslösungsprincip gekennzeichnet, was durch die Aufnahme des Wortes »Corlifsmechanismus« in den Titel des Patentes besonders zum Ausdruck gelangt ist.

Die . auf beiliegender Zeichnung dargestellte Construction besitzt ebenfalls . die, Eigenschaft der Vereinigung des zwei getrennte Einlafsorgane oder ein einziges Einlafsorgan bethätigenden Präcisionsmechanismus mit dem Regulator zu einem Ganzen; die Construction des Präcisionsmechanismüs weicht indefs. wesentlich von den in den vorhin citirten Patentschriften beschriebenen und dargestellten Constructionen ab. Der Mechanismus ist zwangläufig, sowohl die Eröffnung wie der Schlufs der Einlafsorgane erfolgt mit kinematisch fest vorgeschriebenen Geschwindigkeiten! Die Gelenkverbindung des Mechanismus ist in Fig. 4 dargestellt. ,

Ein ebenes System wird gezwungen, sich mit einem Punkt fin einem Kreisbogen um c zu bewegen, mit einem anderen Punkt in einem Kurbelkreis um B. ' Bei einer vollen Bewegung des letzteren Punktes (um 360⁰) im Kurbelkreise beschreibt der Punkt e des Systems die geschlossene Curve 0- und die auf einem um e mit dem Radius e t geschlagenen Kreisbogen befindlichen Punkte die in der Figur gezeichneten Curven αβγδε.ζ. Der erwähnte Kreisbogen schneidet die Curven derartig, dafs nach unten zu immer längere Stücke nach links liegend abgeschnitten werden.-

Wenn der Mechanismus aus der.gezeichneten Lage, wie der Pfeil bei B andeutet, in Bewegung gesetzt wird, so .· beginnen sämmtliche Punkte auf. dem Kreisbogen um e ihre links liegenden Curvenenden zu. beschreiben. Die Zeit, welche vergeht, bis die Punkte wieder den Kreisbogen passiren, ist eine verschiedene und eine um so gröfsere, je tiefer der Punkt, eine um so kleinere, je höher der Punkt gelegen ist. Diese bemerkenswerte Eigenschaft des gezeichneten Mechanismus ist nun in vorliegenden Constructionen zur zwangläufigen Eröffnung und Schliefsung eines Dampfeinlafsorganes verwendet worden. . .

Denkt man sich im Punkte t am Ende eines die Linie e t deckenden und um den Punkt e des zwangläufig bewegten Systems drehbaren Hebels eine Regulatorstange angeschlossen, so erhält das Ende e der Stange dieselbe zwangläufige Curvenbewegung wie der darunterliegende Punkt e des Systems. · . ·

: Dadurch, dafs der Regulator mit wachsendem Ausschlag das Ende t im gezeichneten Kreisbogen durch das System führt, wird jeder Punkt desselben für die Bewegung des Einlafsorganes dienstbar gemacht.

. Die gezeichnete Lage des Mechanismus entspricht dem Moment der Eröffnung.

Da, wie vorhin erwähnt, sämmtliche Punkte auf dem Kreisbogen in diesem Moment ihre Bewegung nach links beginnen, andererseits, also bei noch nicht begonnener Bewegung, es möglich ist, den Punkt t durch den Kreisbogen zu bewegen, ohne dafs eine Bewegung des Einlafsorganes stattfindet, so erhellt hieraus, dafs <ier Mechanismus die für eine Expansionssteuerung wichtige Eigenschaft constanter Voreröffnung hat. Jede andere durch t geführte, die Curven α bis ζ schneidende Systembahn hat diese Eigenschaft nicht.

Statt der Kreisbogenführung des Punktes t mittelst eines Gegenlenkers kann auch eine Nuthführung angewendet werden. Es ist dann die Kreisbahn als Nuth ausgeführt, in welcher der die Bewegung auf das Einlafsorgan übertragende Zapfen vom Regulator verschoben wird.

Behufs Erreichung des constanten Voreilens, was indefs nur dahin zu verstehen ist, dafs der Anhub des Expansionsorgans (wie auch die, Stellung des Regulators sein mag) stets bei einer bestimmten Kurbelstellung beginnt, ist es wünschenswerth, aber nicht gerade nothwendig, die Führung des Systerripünktes / in einer Kreisbahn um den Punkt e vorzunehmen. Es können Fälle eintreten, insbesondere wenn man gleiche lineare Voreröffnung für die todten Punkte anstrebt, wo eine Führung in anderer Bahn sich nothwendig macht.

Fig. ι stellt die constructive Ausbildung des Mechanismus und seine Bethätigung durch den Regulator in einem Expansionsapparat dar, der zwei getrennte Einlafsorgane bewegt.

Der Mechanismus ist doppelt ausgeführt; jeder der beiden Theile wirkt für sich auf ein Einlafsorgan.

Der sich nach links erstreckende Mechanismus deckt sich mit dem in Fig. 4 dargestellten und ist im Begriff, bei einer Drehung im Sinne des eingezeichneten Pfeiles das Einlafsventil (welches hier als Repräsentant irgend eines Einlafsorganes gelten mag) zu öffnen, während der nach rechts sich erstreckende Mechanismus in einer (passiven) Mittellage sich befindet.

Für die Bewegung des Ventils wird nur der in Fig. 4 links vom Kreisbogen liegende Theil der Curven ausgenutzt, während der rechts liegende für die Bewegung des Ventils von keiner Bedeutung ist. Um nach Schlufs des Ventils den ungestörten Rückgang (Todtlauf) des Mechanismus ermöglichen zu können, mufste ein Ausschubglied angewendet werden. Ferner ist auch bei der vorliegenden Construction, wie bei zwangläufigen Ventilsteuerungen allgemein üblich, jedes Ventil durch eine besondere Spannfeder belastet, durch deren überschüssigen Druck der Schlufs der drückenden Flächen stets erhalten bleibt.

Wie bei dem gleichartig angeordneten, zwei Ventile betätigenden Proell'sehen Expansions-Regulir-Apparat mit Auslöse- (Corlifs-) Mechanismus steht der Regulator zwischen den beiden Ventilen auf der Mitte des Dampfcylinders, auf einem zweibeinigen. Ständer montirt, wie Fig. 3 zeigt. In dem Ständer ist eine horizontale Welle B gelagert, die durch geeignete Räderübersetzung von der Maschine genau dieselbe Umdrehung erhält, wie sie die Kurbelwelle macht. Zwischen den beiden Ständerfüfsen sind die beiden Excentermechanismen montirt. Von denselben erhält der eine E₁, Fig, 3, seine Bewegung direct von der Welle B, der andere ε₂ dagegen indirect mittelst der drei konischen Räder ^₁ r₀ r₂, von denen gleichzeitig das mittlere r₀ zum Antrieb des Regulators dient. Es dreht sich hiernach das Excenter ε₂ entgegengesetzt wie das Excenter E₁, was für die vollkommen conforme Bewegung der Ventile nach 180° Kurbeldrehung durchaus nöthig ist. Die Ständerfüfse haben wechselseitig je einen angegossenen Lappen A₁ A₂ mit Zapfen, auf welchen die Stütze / gesteckt ist. Dieselbe greift mittelst einer Zapfenpfanne an die Excenterstange an und giebt derselben die nach Fig. 4 nothwendige zwangläufige Führung. Im äufsersten Punkt e der Excenterstange ist ein Gegenlenker o, Fig. 2, angeschlossen, der am anderen Ende mittelst des Zapfens d das Ausschubglied g aufnimmt. Dasselbe geht durch ein Prisma mit Zapfen a, der in den die Eröffnung und den Schlufs des Ventils bewirkenden 'Winkelhebel W gesteckt ist.

Der Moment des Anhubes des Ventils kann mittelst der Muttern m auf dem Ausschubglied verändert werden. Diese Muttern haben aufserdem den Zweck, einen etwa mit der Zeit durch Abnutzung eintretenden todten Gang für die rechtzeitige Eröffnung des Ventils unwirksam zu machen.· In diesem Falle hat dann· ein Aufwärtsdrehen der Muttern zu erfolgen.

Der links liegende "Mechanismus zeigt in Fig. ι die Druckübertragung vom Ausschubglied auf das Ventil, der rechts liegende Mechanismus den Todtlauf, währenddessen das Ventil durch die gespannte Schraubenfeder s und den auf ihm lastenden Dampfdruck im Sitz erhalten wird. An die Zapfen d der Gegenlenker sind beiderseits die nach dem Regulator führenden Stangen angebolzt, welche an ihrem oberen Ende an einen vom Regulator getragenen Manschettenring angehängt sind. Je nach der Stellung, welche der Regulator einnimmt, wird nun genau, wie aus der Fig. 4 ersichtlich, ein früherer öder späterer Schlufs des Ventils je nach der jeweilig in Betracht kommenden Curve im Excentermechänismus bewirkt.

In Fig. ι deckt sich in der tiefsten Stellung des Regulators der Gegenlenker mit der Linie e t, Fig. 4. Es ist dies indefs nicht Unbedingt nöthig. In jeder anderen Lage nimmt der Gegenlenker eine von ei verschiedene

Richtung an» In Fig. 4 sind noch zwei Lagen des Gegenlenkers, welche von e nach den Curven β und 'b führen, einpunktirt. Die denselben entsprechende höchste und mittlere Lage des Regulators veranlafst etwa Y₃₀ (Minimal-) Füllung und ¹J₃ Füllung, während bei tiefster Lage des Regulators etwa ²/₃ Füllung erzielt wird. Diese Werthe variiren je nach den Abmessungen, welche man dem Mechanismus ■giebt, und dem Verhältnisse, in welchem die einzelnen in Betracht kommenden Werthe zu einander stehen.

Eine besondere Eigenschaft des Mechanismus ist noch folgende: Wegen der endlichen Länge der Pleuelstange sind die Cylinderfüllungen beim Hingang des Kolbens kleiner und beim Rückgang desselben gröfser als die mittleren, für eine unendlich lange Pleuelstange berechneten oder dem Kreisdiagramm entnommenen Füllungen. Die Länge der Regulatorstange bestimmt auf jeder Seite die Füllung. Eine ungleiche Länge derselben giebt eine ungleiche Füllung im Cylinder. Justirt man die Stangen hinsichtlich ihrer Längen so, dafs für den Kolbenhub, für welchen die Füllung kleiner ist als die mittlere, der Mechanismus gröfsere Füllungen giebt, was allein durch eine gröfsere Länge der Regulatorstange erzielt wird, so riat man auf beiden Seiten nahezu gleiche Füllungen, und eine eingehendere Untersuchung zeigt, dafs diese angenäherte Gleichheit für jede Regulatorstellung existirt.

In der Eröffnungsperiode des Ventils gelangt ein nicht unerheblicher Rückdruck auf den Regulator, weswegen derselbe eine diesem entsprechende Energie besitzen mufs.

Für die vorliegende Construction ist als sehr geeignet ein vierkugeliger Regulator nach Pr ο el 1-schem System befunden worden, wiewohl auch andere Regulatorconstructionen, falls sie nur passend gewählt werden, zweckmäfsig Verwendung finden können. Der Proell'sche Regulator eignet sich aber wegen seiner grofsen Energie und Gedrungenheit vorzüglich im vorliegenden Falle. Er gestattet auch die bequeme Unterbringung eines Flüssigkeitskataraktes in der Urne, dessen Einstellung von aufsen besondere Eigenthümlichkeiten aufweist.

An den Kopf des Regulators ist von unten eine Hülse s, Fig. 1, geschraubt, deren unterer Rand als Kataraktkolben in die gefäfsartig ausgedrehte Urne hineinreicht. Von oben gehen durch den Kopf die beiden Schräubchen //, welche in der gezeichneten Stellung gerade zwei seitliche Oeffnungen χ verschliefsen (s. Fig. 1 und 7). Durch diese Oeffnungen tritt aber die Flüssigkeit im Katarakt von einer Seite nach der anderen Seite des Kolbens über. Durch die Stellung der Schräubchen / hat man es somit in der Hand, den Uebertritt der Flüssigkeit so zu bremsen, als es zur Verhütung eines beträchtlichen Springens des Regulators infolge plötzlich auftretenden Rückdruckes und zur Herbeiführung einer ruhigen Bewegung des Regulators nöthig ist.

Eine Abart des eben beschriebenen Apparates ist in Fig. 8 und. 9 dargestellt. Dieser modificirte Apparat ist bestimmt, nur ein Expansionsorgan, aber bei jedem Kolbenhub einmal zu bethätigen, nach Analogie des im Patent No. 1919 und den Zusatz-Patenten No. 16171 und No. 18695 beschriebenen ^und dargestellten Expansionsapparates. In diesem Falle arbeitet also an der Maschine ein Expansionsorgan mit einem Vertheilungsorgan zusammen. , Der Excentermechanismus ist ebenfalls doppelt ausgeführt. Ebenso wie in dem früher beschriebenen Apparat erhält das eine Excenter indirect durch drei konische Räder ^ri f"o ^ri> ^von denen das mittlere r₀ auch hier gleichzeitig den Regulator antreibt, eine dem anderen Excenter entgegengesetzte Bewegung. Jeder Excentermechanismus, der bis auf seine etwas abweichende Lage zum Ständer des Apparates vollkommen demjenigen des ersten Apparates, Fig. 1, gleicht, wirkt auf einen besonderen Winkelhebel W, der indefs, am Ständer des Apparates gelagert, mit seinem horizontalen Schenkel nach innen führt. Beide Schenkel greifen in einen gemeinschaftlichen Kopf R einer Stange, die nach dem Expansionsorgan führt, und oberhalb des Kopfes in einer die Ständerfüfse verbindenden Brücke geführt ist. Ueber derselben befindet sich die Mutter oder ein Bund, auf welchen, im Falle das Expansionsorgan ein Schieber oder Hahn ist, die Stange aufschlägt und ihre Hubbegrenzung findet.

Die Function des Excentermechanismus auf der einen Seite stört diejenige des anderen Mechanismus auf der anderen Seite nicht im geringsten. Beide Winkelhebel W haben eine conforme Bewegung. Wenn auf der einen Seite der Anhub erfolgt, geht auf der anderen Seite der Winkelhebel todt mit, wobei das Prismenstück α auf dem Ausschubglied g eine eigene, dem Todtlauf desselben entgegengesetzte Bewegung annimmt.

Entsprechend der Ventilbelastung mittelst Federdruckes oder Gewichtes ist auch hier im Sinne des in Fig. 8 unten eingezeichneten Pfeiles eine Schlufskraft anzubringen, oder es kann auch bei genügender Länge des Ausschubgliedes g letzteres am äufsersten Ende mit einem Bund versehen und zwischen diesen und das Prismenstück α eine Schraubenfeder gesteckt werden, welche ebenfalls durch die Winkelhebel W auf die Stange V eine nach unten gerichtete Kraft ausüben würde. Die Construction des Regulators ist genau diejenige des ersten Apparates, ebenso die Beeinflussung der Excentermecha-

nismen durch denselben, wie aus Fig. 8 zur Genüge hervorgeht.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   An dem in der Patentschrift No. 1919 beschriebenen Expansions-Regulir-Apparat die folgenden Aenderungen: :

   i. Die Ersetzung des im Patent-Anspruch i. aufgeführten Corlifsmechanismus (unter Weglassung der Absperrvorrichtung) durch den in Fig. i, 2, 4, 5 und 8 dargestellten zwangläufigen Excentermechanismus, welcher der in der Patentschrift No. 11062 im Anspruch 2. aufgeführten Kniegelenkkupplung mit umgelegtem Knie (Fig. 2 der zu genannter Patentschrift gehörigen Zeichnungen) im wesentlichen entspricht, jedoch die Aenderung zeigt, dafs statt des dort zum Antriebe des Steuergetriebes direct benutzten Excenters A hier ein Excenter angewendet wird, dessen Stange in einem mittleren Punkt t durch einen Lenker i t auf einem Kreisbogen geführt wird und an ihrem Ende e mit dem Gegenlenker 0 verbunden ist, welcher an Stelle der bei der Kniegelenksteuerung vorhandenen, das Kniemittelgelenk G (Patentschrift^: No. 11062) bewegenden Excenterstange tritt. Ferner sind die an letzterer angeordneten, die Ausschaltung besorgenden Bufferscheiben p q (Patentschrift No. 11062) ersetzt durch das" gleichem Zweck entsprechende Ausschubglied g, welches dem zweiten Arm des Kniehebels (der am Ende durch ein Gelenk II mit der Ventilstange verbunden' ist, Patentschrift No. 11062) entspricht und mittelst Prisma mit Zapfen a auf den Winkelhebel W behufs Bewegung der Ventilstange einwirkt. Die durch Zapfen d verbundenen Gegenlenker 0 und Ausschubglied g sind durch den an d vorhandenen· .Zapfenfortsatz b mittelst der Lenkstange % an die Regulatorhülse H angeschlossen. _: „ Die Anwendung dreier Winkelräder r_xr_ür^ zur Erzielung einer entgegengesetzten Be^: wegung der beiden vorbeschriebenen zwangläufigen Excentermechanismen derart, dafs das mittlere Rad r₀ gleichzeitig den Regulator antreibt. . . .'''....

   Die Ersetzung des in der Patentschrift No. 1919 beschriebenen Luftkataraktes am Regulator durch einen Flüssigkeitskatarakt; mit der Anordnung der durch den Kopf des Regulators gehenden Schräubchen pp zur Regulirung des Uebertrittes der Flüssigkeit, welche durch die Oeffnungen χ in dem vom unteren Rande der Hülse ί ge,-bildeten Kataraktkolben hindurchgeht, in dem in der Regulatorurne untergebrachten Katarakte K, welche Schräubchen pp von aufsen verstellbar sind.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.