DE307873C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 307873 KLASSE 14/. GRUPPE

£>tpl..3ng. KURT LIGNIEZ in MANNHEIM.

Einlaßsteuerung für Kolbenkraftmaschinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Dezember 1917 ab.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Einlaßsteuerung für Kolbenkraftmaschinen, bei der das Abschlußorgan durch Drosselung des treibenden Mittels bewegt wird und aus einer Feder (Membrane) besteht. Von den bekannten Federsteuerungen unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand durch die unmittelbare Einstellung der Feder durch die Daumenscheibe der Steuerwelle und durch die

ίο eigenartige Verwendung einer rechteckigen Federplatte mit dreieckförmigen Ausschnitten. Die Erfindung bezweckt, die Kräfte, die auf den Regler rückwirkend und hemmend wirken, teils herabzusetzen, teils ganz zu beseitigen und dadurch die Anwendung eines verhältnismäßig schwachen Reglers zu ermöglichen. Gleichzeitig wird durch die unmittelbare Einstellung der Feder durch die Daumenscheibe eine denkbar weitgehende Vereinfachung erzielt, die besonders bei doppeltwirkenden Maschinen zur Geltung kommt.

Bei den selbsttätigen Steuerungen trifft beim öffnen die bewegte Masse des Einlaßorgans mit einem Stoß gegen den Steuerdaumen und übt dadurch eine stoßartige Rückwirkung auf den Regler aus. Die Wirkung des Stoßes ist abhängig einerseits von der Federkraft, andererseits von der Größe der bewegten Masse. Im offenen Zustande der Einlaßsteuerung dauert die Rückwirkung der Feder, die mit einer gewissen Vorspannung am Steuerdaumen anliegt, als ruhende Belastung weiter fort. Die Feder sucht den Steuerdaumen im Sinne einer Hub Vergrößerung zu verdrehen.

Diese ruhende Belastung kann durch passende Abmessungen des Steuerdaumens unschädlich gemacht werden. Wenn die Daumenscheibe einen genügend großen Durchmesser erhält, wird der Anzug des keilförmig gestalteten Umfangs so gering, daß durch die Reibung zwischen Daumen und Feder sowie durch die Reibung in den Lagern der Steuerwelle eine Selbsthemmung der Bewegung eintritt. . , '

Soll der Regler bei offener Steuerung die Feder auf kleinere Füllung einstellen, so muß er nicht nur diese Reibung, sondern auch noch die Federkraft selbst überwinden. Hierzu ist ein Regler von gewöhnlichen Abmessungen nicht imstande. Der Regler muß , daher zur Verstellung des Steuerdaumens diejenigen Zeitabschnitte wahrnehmen, während welcher die Feder geschlossen ist. Bei beispielsweise 50 Prozent Füllung und 180 minutlichen Umdrehungen ist dies bei einer doppeltwirkenden Maschine eine über die andere Viertelumdrehung der Fall. Diese kleinen Zeitabschnitte von je ¹Z₁₂ Sekunde Dauer stehen dem Regler für die Verdrehung der Steuerwelle zur Verfügung. Es ist einleuchtend, daß die Steuerwelle in diesen kurzen Zeitabschnitten vollkommen frei von irgendwelchen Hemmungen sein soll.

Bei den bekannten Federsteuerungen trifft dies nicht zu; sie bedienen sich zur Einstellung des Hubes noch Zwischenglieder, nämlich eines Fängers mit Hilfsfeder. Hierbei muß sowohl die Reibung zwischen Fänger und Daumen,

als auch die Reibung zwischen dem Fänger und seiner Führung überwunden werden, und zwar bei doppeltwirkenden Maschinen je zweimal. Der Regler muß infolgedessen erst eine

gewisse Überschreitung der Tourenzahl annehmen, um die nötige Energie zur Überwindung dieser Widerstände zu entfalten. Die Regelung wird- dadurch unempfindlich.

Die vorliegende Erfindung löst diesen Teil

ίο der Aufgabe durch die unmittelbare Einstellung der Feder durch .die Daumenscheibe der Steuerwelle, wodurch während der kleinen zur Verfugung stehenden Zeitabschnitte die Steuerwelle für die Verdrehung vollkommen freigegeben wird.

Der zweite Teil der Aufgabe besteht in der Abschwächung der eingangs erwähnten stoßartigen Rückwirkung auf den Regler. Stöße und Erschütterungen heben bekanntlich die Wirkung von Reibungskräften auf und setzen im vorliegenden Falle trotz .der erwähnten Selbsthemmung den Steuerdaumen der Rückwirkung der Feder aus. Infolgedessen muß sowohl die Federkraft als auch die bewegte Masse der Feder tunlichst herabgesetzt werden. Diese Bedingung erfüllt der Erfindungsgegenstand durch die neue Anwendung einer rechteckigen Einlaßfeder mit dreieckförmigen Ausschnitten.

An der Federplatte unterscheiden wir ihrer Bestimmung nach zwei Teile, nämlich erstens die eigentliche Feder von der Einspannungsstelle bis zum Einströmungskanal, zweitens die Abschlußplatte, das ist derjenige Teil der Feder, der sich über dem Einströmungskanal befindet und während der Füllung durch den Drosselungsdruck belastet wird.

Bekannt ist die Anwendung von Aussparungen in Federplatten von Pumpen- und Kompressorenventilen, zum Zwecke, eine doppelte Einströmung zu ermöglichen. Dieser Zweck wird auch bei dem vorliegenden Einlaßorgan der Federsteuerung erreicht. Durch die besondere Gestaltung der Ausschnitte kommt jedoch als hervorragende, neue Wirkung hinzu, daß der federnde Teil der Platte in eine sogenannte Dreieckfeder, einen Körper gleicher Biegungsfestigkeit, verwandelt wird.

Die Dreieckfeder biegt sich bekanntlich bei gleicher Materialbeanspruchung und gleicher Belastung an den Federenden wesentlich (im Verhältnis 3:2) mehr durch als die rechteckige volle Federplatte. Bei gleicher Federbelastung arbeitet somit die Dreieckfeder mit größeren Hüben als die volle Feder und leistet dementsprechend mehr. Die Federkraft ist bei der Dreieckfeder demnach verhältnismäßig klein. . Die Dreieckfeder verringert außerdem als Körper gleicher Biegungsfestigkeit durch die beste Ausnutzung des Materials die bewegte Masse in weitgehender Weise.

Ferner bilden die Aussparungen die sicherste Entlastung der Oberfläche der eigentlichen Feder gegen den Drosselungsdruck. Die Federkraft braucht also während der Füllung nur dem Druckunterschiede zwischen Ober- und Unterseite der Abschlußplatte, die sich über dem Kanal befindet, standzuhalten, wird mithin auf das geringste Maß beschränkt.

Alle diese verschiedenen Vorteile, die sich aus der eigenartigen Aussparung der Federplatte ergeben, nämlich doppelte Einströmung, großer Hub, sichere Entlastung und beste Materialausnutzung, wirken zusammen, die stoßartige Rückwirkung der Feder auf den Regler durch Herabsetzung der Federkraft und der bewegten Masse zu beseitigen oder doch zu vermindern.

Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. ι einen Längsschnitt durch einen doppeltwirkenden Zylinder einer liegenden Dampfmaschine,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Einlaßkanal,

Fig. 3 eine Ansicht auf die Feder von oben.

Der Dampf gelangt durch den Zuleitungsstutzen α in den Steuerkasten, in den die Feder δ eingebaut ist, und strömt durch die Aussparung η der Feder δ sowie an der Stirnseite der Feder δ vorbei durch den Kanal I in den Zylinder g ein. Der Hub der Feder δ wird unmittelbar durch die exzentrische Daumenscheibe d der Steuerwelle e vom Regler eingestellt. Der Dampf vergrößert beim Einströmen in den Zylinder g seine Durchflußgeschwindigkeit durch den Spalt h nach Maßgabe der zunehmenden Kolbengeschwindigkeit, so daß je nach der Einstellung des Spaltes h nach einer kleineren oder größeren Entfernung des Kolbens * aus seiner Totlage eine genügende Drosselung des Dampfes eintritt, um die Vorspannung der Feder δ zu überwinden und deren Abschluß herbeizuführen. Die Steuerwelle ist nunmehr vollkommen frei von jeder Belastung und kann daher leicht vom Regler verstellt werden. Gegen Ende des Hubes pufft der Dampf durch die bekannten, in der Mitte des Zylinders angeordneten, vom Kolben'/ gesteuerten Auslaßschlitze k und das bekannte, als Corlißhahn ausgebildete Hilfsauslaßorgan m aus. Der zurückbleibende Dampf wird nach Überschleifen der Auslaßschlitze k mindestens bis auf die Spannung des Eintrittdampfes verdichtet, so daß sich die Feder δ durch ihre Spannkraft wieder öffnet und das Spiel von neuem vor sich geht.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Einlaßsteuerung für Kolbenkraftmaschinen, bei der das Abschlußorgan durch Drosselung des treibenden Mittels bewegt wird und aus einer federnden Platte (Membrane) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (Membrane) (δ) unmittelbar durch den Daumen (d) der Steuerwelle (e) vom Regler aus eingestellt wird.
2. 2. Einlaßsteuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder aus einer rechteckigen Platte (δ) mit dreieckförmigen Ausschnitten (n) besteht.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.