DE30378C - Kolbensteuerung für Dampf- und andere Maschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 27. Mai 1884 ab.

Die Construction der vorliegenden Steuerung,' welche für Maschinen jeder Gröfse und für jede Anzahl Pferdestärken in verticaler, horizontaler und in anderer Lage angewendet werden kann, ist aus Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung, welche einen verticalen Querschnitt des Cylinders mit der Steuerung darstellt, ersichtlich. In dem Cylinder A befindet sich der Kolben C mit zwei Ansätzen FF' und der Kolbenstange -D, welche durch je eine Stopfbüchse im oberen und . unteren Deckel geführt ist. Der Cylinder ist mit den cylindrischen Eingangs- bezw. Ausgangsöffnungen g und g' versehen.

. B ist ein kleinerer cylindrischer Raum, welcher durch die Oeffnungen g und g' mit dem Hauptcylinder in Verbindung steht und aufserdem die cylindrische Eingangsöffnung α und die Ausgangsöffnungen h und h' für den Dampf u. s. w. und schliefslich die Schmierlöcher i und V hat. Die Oeffnungen h und h' liegen gerade gegenüber von g bezw. g'. In diesem kleineren, cylindrischen Räume bewegt sich der ebenfalls cylindrische Kolbenschieber E hin und her.

Dieser Kolben E wird aus einer genau cylindrisch gedrehten und abgeschliffenen Metallstange von entsprechender Länge wie folgt hergestellt: Er erhält eine centrische Bohrung b in. der Richtung der Längsachse und auf der der Cylinderwand zugekehrten Seite zwei Bohrungen c und c', sowie auf der entgegengesetzten Seite die beiden Bohrungen d und d' zum Einlassen des Dampfes aus dem Einströmrohr a. Alle diese Bohrungen oder Kanäle stehen in der Verbindung, die aus der Zeichnung zu ersehen ist. Der Zwischenraum e zwischen d und d' liegt genau in der Mitte von E und die Oeffnung α genau in der Mitte von B. An den Schmierlöchern bei r ist der Kolben E ausgekehlt, um die Reibung zu vermindern. Man kann aufserdem die Reibungsfläche von E noch bedeutend vermindern durch passend angebrachte Aushöhlungen, wenn nur der nöthige Verschlufs festgehalten wird. Der Kanal b ist an seinem oberen und unteren Ende bis zu den Querkanälen c und c' durch die Schrauben der beiden Stangen m und m' geschlossen. Zur Vermeidung der Lösung und Drehung dieser Schrauben sind die Zapfen s und s' eingelassen.

Sowohl die Kanäle oder Bohrungen des Hauptcylinders A (g und g') und des kleinen cylindrischen Raumes B (a h h') als auch die des Steuerkolbens E [d d' b c c) haben genau denselben Durchmesser, können also mit einem Bohrer hergestellt werden. Ferner sind die Entfernungen q und q' von den inneren Deckelflächen des Cylinders A bis zu den Kanälen g und g', sowie die Entfernungen f und f an den Enden des Kolbens E und schliefslich die Strecke e zwischen d und d' nicht nur unter einander gleich, sondern auch gleich dem Durchmesser der soeben erwähnten Oeffnungen oder Kanäle g g' h h' α b d d' c c'. Es ist dies nicht durchaus erforderlich, soll jedoch" vortheilhaft sein; agg' hh' müssen immer denselben Durchmesser haben; die Entfernungen eff q q' müssen ebenfalls stets unter einander gleich sein und mindestens gleich dem Durchmesser der Kanäle agg'hh', können jedoch auch etwas gröfser als dieser Durch-

messer sein. Diese Entfernungen eff q q' und der Durchmesser von agg'hh' können aber gröfser als der Durchmesser von h c c' d und d' sein.

Ferner können selbstverständlich die Entfernungen eff q q' gröfser als α g g' h h' und d d' b c c' sein, wenn alle diese Kanäle einen gleichen Durchmesser haben.

Es ist aus der Zeichnung zu ersehen, dafs der Weg, den der Steuerkolben E zu machen hat, gleich der Entfernung q' plus dem Durchmesser der Oeffnung g' ist.

Der Kolben E steht durch die schon erwähnten Stangen m und m', welche in Fig. ι eine cylindrische Form haben, mit den Querbalken H und H in fester Verbindung. Am entgegengesetzten Ende dieser Balken befindet sich in Fig. i, ebenfalls mit denselben verbunden, die Führungsstange G, so dafs der Kolben E, die Stangen m m', die Balken HH' und die Stange G einen rechteckigen Rahmen bilden, welcher die Bewegung von E mitmacht.

Zur Vermeidung der Drehung des Kolbens E um seine Achse, sowie der runden Führungsstange G sind die Enden der Stangen m und m' und der Stange G mit den fest daran sitzenden quadratischen Klötzen k und k' bezw. / und /' in die Balken H und H eingelassen und an denselben vermittelst der Schraubenmuttern η ο η' ο' bezw. η.-, ο., und η₃ O₃ befestigt.

Die Balken HH' haben in der Mitte die Oeffnungen ρ und p' von etwas gröfserem Durchmesser als der der Kolbenstange D, so dafs letztere frei hindurchgleitet. Schliefslich sind die in entsprechender Entfernung von einander auf der Kolbenstange D vermittelst Klemmschrauben, durchgehender Bolzen oder dergleichen befestigten, verstellbaren oder festsitzenden Anschlagscheiben JV und JV' zu erwähnen.

Fig. 2 stellt die Steuervorrichtung mit zwei einander gegenüberstehenden Steuerkolben dar. Die Construction der Steuerkolben ist dieselbe wie in Fig. i, mit dem einzigen Unterschiede, dafs die vier Stangen der Kolben einen quadratischen statt eines kreisförmigen Querschnittes haben. Die kantigen Klötze, welche in die beiden Querbalken in Fig. ι eingelassen sind, können hier wegfallen.

Fig. 3 ist die obere Ansicht der Fig. 2, aus welcher die Form der Querbalken HH ersichtlich ist.

Die Wirkungsweise der Steuerung ist folgende: In Fig. ι ist der Moment dargestellt, in welchem die Anschlagscheibe TV' den Rahmen /' k' kl mit dem Kolben E in seine unterste Lage hinabgestofsen hat. Der bei a einströmende Dampf kann den Weg durch den Kanal d\ die Kanäle b und c und die Oeffnung g (in der Richtung der gezeichneten Pfeile) unter die untere Kolbenfläche nehmen und den Kolben C so lange in die Höhe treiben, bis die Anschlagscheibe JV den Balken H trifft und somit die Umstellung des ganzen Steuerrahmens bewirkt. Bis letzteres geschieht, nimmt der über dem Kolben befindliche Dampf den durch die Pfeile angedeuteten Weg durch den Kanal g', um die Stange m' herum und durch die Oeffnung h' nach aufsen, in die Atmosphäre, in den Condensator oder dergleichen. Während der Umstellung des Kolbens E ist die Zwischenlage desselben, in welcher nämlich durch die Fläche / die Oeffnung g, durch die Fläche e die Oeffnung a und durch die Fläche/' die Oeffnung g' vollständig geschlossen .werden, von Wichtigkeit. In dieser Lage ist, wie ersichtlich, das Einströmen des Dampfes für eine kurze Zeitdauer unterbrochen; es ist somit verhindert, dafs der Dampf gleichzeitig ober- und unterhalb des Kolbens C in den Cylinder A eindringen kann. Ein Stehenbleiben des Kolbens E in dieser Zwischenlage soll, abgesehen von dem Beharrungsvermögen der mit dem Kolben verbundenen Tlieile, auch deshalb unmöglich sein, weil die Dichtigkeit der auf einer Seite des Kolbens C befindlichen Dampfmenge eine bedeutend gröfsere ist als die auf der anderen Seite noch übrig gebliebene kleinere Menge. Durch die Expansion dieser Dampfmenge wird· der Knopf bis zur vollständigen Umstellung des Steuerkolbens weiter getrieben, bis die Oeffnung c^[ vor die Oeffnung g' zu liegen kommt, d vor a, die Oeffnung h' geschlossen wird und g und h frei werden. Der einströmende Dampf nimmt jetzt den Weg adb c' g' in das Innere des Cylinders A und treibt den Kolben herunter, während der unter dem^ selben befindliche Dampf durch g um m herum und durch h nach aufsen entweichen kann, bis der Knopf JV' die Umschaltung von neuem bewirkt u. s. w. _;

Die Stangen m und m' dürfen in den Deckeln nicht luftdicht schliefsen, damit die geringe Quantität Dampf, welche sich bei der Zwischenlage des Kolbens E zwischen seiner Endfläche und dem betreffenden Deckel befindet, wenn auch mit einem gewissen Widerstände, entweichen kann. Durch diesen Widerstand wird der Anprall der Kolbenflächen gegen die Deckelflächen ein elastischer und gemäfsigter. Bei verticaler Lage des Cylinders ist es zweckmäfsig, enge Kanalchen oder Oeffnungen an dem unteren Deckel anzubringen, um dem sich ansammelnden Condensationswasser beim Anprall des Kolbens einen Ausweg zu geben. Ein Herabsinken des Steuerkolbens bei verticaler Lage durch das eigene Gewicht (welches übrigens leicht durch ein Gegengewicht ausgeglichen werden kann)

Claims (3)

1. wird aufser durch die Reibung auch dadurch verhindert, dafs der unten ausströmende Dampf gegen die untere Kolbenfläche drückt.

   Die Anschlagscheiben N und N' sind in solcher Entfernung von einander an der Kolbenstange D zu befestigen, dafs die Umstellung erfolgt, bevor der Kolben C die innere Cylinderdeckelfläche erreicht hat und dafs die in Fig. ι und 2 gezeichnete Berührung der Cylinderdeckel nicht stattfindet.

   Um das Geräusch des Anschlagens zu vermindern, kann zwischen der Anschlagscheibe und der betreffenden Balkenfläche eine Kautschuk-, Leder- oder Filzscheibe, wie auf der Zeichnung bei N' angedeutet, auch eventuell noch eine Feder angebracht werden.

   Wie bereits früher erwähnt, kann der Durchmesser der Ventilkanäle d d' b c c' kleiner sein als der der Cylinderbohrungen α g g' h und h', in welchem Falle die Entfernungen eff und q und q¹ unter einander gleich und wenigstens ebenso grofs als der Durchmesser von α g g' h und h' sein müssen, jedoch am vortheilhaftesten noch gröfser als letzterer sein können. Durch diese Verschiedenheit der Bohrungsdurchmesser und Entfernungen soll erreicht werden:

   ι. dafs der Abschlufs des einströmenden Dampfes oder dergleichen in der Zwischenlage des Steuerkolbens ein absolut sicherer ist und
2. 2. dafs der Dampf durch eine gröfsere Oeffnung ausströmt, als durch welche er in den Cylinder eindringt.

   Als ein günstiger Umstand wird ferner hervorgehoben, dafs der Dampf in directem Strom in den Cylinder A eintritt, sich also in keiner Weise störend im Steuercylinder ausbreitet. Ferner ist es vortheilhaft, dafs durch die Hindurchführung der Kolbenstange nach beiden Seiten die eingeführten Dampfmengen oberhalb und unterhalb des Kolbens, sowie die Druckflächen genau dieselben sind. Obgleich ein Schwungrad nicht erförderlich ist, kann ein solches doch an einem oder beiden Enden der Kolbenstange angebracht werden; auch die Anbringung eines Regulators, einer Kesselpumpe (durch die Kolbenstange direct getrieben) u. s. w. ist nicht ausgeschlossen.

   Man kann auch in Fig. 1 an Stelle der Führungsstange G, der Balken H und H' und der Anschlagscheiben N und N' zur Umstellung des Steuerkolbens E an der Kolbenstange D oben und unten je eine verstellbare oder' feste, grofse, über m und m' ragende Anschlagscheibe oder Nase mit Führungsstange zur Vermeidung der Drehung anwenden, auch die Umstellung in Fig. 1 und 2 durch an den Querbalken H und H' befestigte oder verstellbare, in Stopfbüchsen durch die Cylinderdeckel hindurchgehende Stifte bewirken, gegen welche alsdann der Kolben anschlägt; es ist jedoch beides unvortheilhaft.

   Die Vortheile der vorliegenden Anordnung sollen in den geringen Herstellungskosten und der Raumersparnifs, sowie in der Festigkeit, Dauerhaftigkeit und Unzerbrechlichkeit der einzelnen Theile liegen.

   Pate ν τ-An Sprüche:

   1. Eine Ventilsteuerung an Cylindern, deren Kolben durch Dampf, Gase oder Flüssigkeiten getrieben werden, welche aus folgenden Theilen besteht:

   a) einem Steuerkolben von kreisförmigem oder anderem Querschnitte und entsprechender Länge, welcher in der Richtung seiner Achse mit der Centralbohrung b und mit den seitlichen Bohrungen d und d', c und c' versehen ist;

   b) den Zugstangen m und m', welche, die Bohrung b an den beiden Seiten bis zu den Oeffnungen c und c' verschliefsend, fest mit dem Steuerkolben E durch Schrauben und Zapfen oder in anderer Weise verbunden sind;

   c) den Balken H und H\ die durch Schraubenmuttern oder in anderer Weise an den Enden der Zugstangen m und m' und an der Führungsstange G, wie in Fig. 1 dargestellt ist, befestigt sind und in ihrer Mitte die Bohrungen ρ und p' haben, durch welche die Kolbenstange D frei hindurchgeht;

   d) den an der Kolbenstange D in den entsprechenden Entfernungen von einander fest oder verstellbar angebrachten Anschlagscheiben N und N',

   2. Die Ersetzung der Führungsstange G durch einen zweiten Steuerkolben von gleicher Form, Fig. 2.
3. 3. Die Ersetzung der Balken H und H\ der Führungsstange G und der Anschlagscheiben N und N' durch zwei auf der Kolbenstange D verstellbar oder fest sitzende grofse Anschlagscheiben oder Nasen mit Führungsstange oder der Anschlagscheiben N und N'' durch in das Innere des Cylinders A eindringende Stifte, welche an den Balken H und H' befestigt sind und gegen welche die Kolbenflächen stofsen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.