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Expansionsdrehschieber. Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehschiebersteuerung
für Dampfmaschinen und besteht zunächst aus einem Drehschieber, bei welchem der
zylindrische Grundschieber, der auf der mit gleicher Drehzahl wie die Maschine sich
drehenden Schiebenvelle angeordnet ist, mit dem äußeren ringförmigen Teil der als
Schieberspiegel dienenden Vorder-und Hinterflächen auf dem äußeren ringförmigen
Teil der Schieberkastenspiegel gleitet, in welchen die Kanäle nach den beiden Seiten
des Zylinders münden, während zwischen jedem der beiden inneren ringförmigen 'Geile
der Schieberspiegel und der Schieberkastenspiegel scheibenförmige Expansionsschieber
angeordnet sind, die sich zusammen mit dem zylindrischen Grundschieber drehen.
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Bei diesem Schieber wird der Dampf nach beiden Seiten des Kolbens
in den Zylinder durch Kanäle geführt, die von der zylindrischen Oberfläche des Grundschiebers,
welche von einem Raum umgeben ist, der mit der Frischdampfzufuhr in -Verbindung
steht, nach dem inneren ringförmigen Teil der beiden Schieberspiegel führen und
dort als Teil einer ringförmigen Fläche mit einer Länge entsprechend der größten,
für den Zylinder gewünschten Füllung ausmünden. Diese Mündungen liegen gegenüber
gleichgeformten öffnungeri in den Expansionsschiebern. In diesen Öffnungen der Expansionsschieber
sind radiale Stege angebracht, die be; Verdrehung der Expansionsschieber gegenüber
dem zylindrischen Grundschieber -zwecks-Veränderung_ der Füllung die Kanäle in diesen
mehr oder weniger schließen und dadurch .die von den Schieberkastenspiegeln zum
Zylinder führenden Kanäle kürzere oder längere Zeit geöffnet halten.
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Der Dampfauslaß aus dem Zylinder erfolgt durch Kanäle, welche in dem
äußeren, ringförmigen Teil der Schieberspiegel diametral gegenüber den Mündungen-
der Einlaßkanäle angeordnet und genau wie diese geformt sind; die Länge dieser Auslaßöffnungen
wird bestimmt- auf Grund der Dauer des Auslasses. Diese Auslaßöffnungen wirken zusammen
mit den vom Schieberkastenspiegel zum Zylinder und zum Auslaß führenden Kanälen
und halten diese während der Dauer des Auslasses geöffnet. Dabei dient der innere,
d. h. der der Schieberwelle am nächsten liegende Teil der von den Schieberkastenspiegeln
zum Zylinder führenden Kanäle ausschließlich für die Dampfzufuhr, während der äußere
Teil der Mündung dieser selben Kanäle ausschließlich für den Dampfausläß dient.
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Als weiteres Merkmal kann der. Drehschieber der vorliegenden Erfindung
aus zwei auf der Schieberwelle angeordneten und ineinandergeschobene-n Teilen bestehen,
die durch eine Feder auseinander gegen die zugehörigen Expansionsschieber und gegen
die Sehieberkastenspiegel gedrückt werden. Außerdem können die die Spiegel bildenden
Stirnwände des Schiebers und somit auch die Spiegel der Expansionsschieber und des
Schieberkastens kegelförmig sein.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf die Regelungsvorrichtung für
den oben beschriebenen
Dreliscbieber. Bei dieser Regelungsvorrichtung
hat jeder der beiden Expansionsschieber eine mit der Schieberwelle konzentrische
Hülse, in der eine schraubenförmige Nut angeordnet ist, in welche ein locken greift,
der in einer mit der Schieberwelle sich drehenden 'und in der Längsrichtung darauf
verschiebbaren Hülse befestigt ist, derart, daß durch Verschiebung der letztgenannten
Büchsen die Expansionsschieber gegenüber der Schieberwelle und also auch gegenüber
dem Schieber verdreht werden; demzufolge werden die Einlaßkanäle in den Schieberkastenspiegeln
durch die Einlaßöffnungen in dem Grundschieber und den Expansionsschiebern mehr
oder weniger geöffnet.
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Der hier beschriebene Drehschieber mit der zugehörigen Regelung bietet
gegenüber den bisher gebräuchlichen Maschinen init_ sich hin und her bewegenden
oder schwingenden Steuerungsorganen wesentliche Vorteile: Der Schieber der vorliegenden
Erfindung kann in beliebiger Lage angebracht werden, in Übereinstimmung mit der
geeignetsten Lage- der von der. Kurbelwelle angetriebenen Schieberwelle. Die sehr
einfache Regelungs- und Umsteuerungsvorrichtung ermöglicht. es außerdem, die Regelung
der Füllung, das Absperren des Dampfes und die Umsteuerung der lIaschine mittels
eines einzigen Hebels zu betätigen, so daß also die Bedienung der 1Iaschine außergewöhnlich
einfach wird.. Die Drehbewegung des Schiebers trägt ferner dazu bei, daß die Einlaß-
und Auslaßl;änäle sich schnell öffnen und schließen: für die gute Dampfzufuhr ist
dies von großer - M'ichtigkeit und erhöht zusammen mit der geringen und gleichmäßigen
Abnutzung und der leichten Schmierung des ganz entlasteten Schiebers die Nutzleistung
der -Maschine.
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An Hand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
für eine stehende Dampfmaschine erläutert werden.
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Fig. i ist ein senkrechter Querschnitt durch den Schieber und den
Schieberkasten.
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Fig.2, 3 und 4 sind Ansichten auf die Schieberspiegel des Grundschiebers,
der Expansionsschieber- und des Schieberkastens.
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In den Figuren ist io die Schiebenvelle, auf der der Schieber angeordnet
ist, der in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel aus zwei Teilen i i und 12 besteht.
Die drehende Bewegung der Schieberwelle wird auf den Schieber übertragen durch ein
auf der Schieberwelle befindliches Vierkant 13, (las in gleichgeformte Aussparungen
des Schiebers greift. Die Stirnwände des zylindrischen Grundschiebers bilden die
Spiegel dieses Schiebers und sind in dem hier angedeuteten Beispiel kegelförmig.
Diese Schieberspiegel ruhen mit .dein äußeren ringfßrinigen Teil gegen die Schieberkastenspiegel
15 und mit dem inneren ringförmigen- Teil 14. gegen die scheibenförmigen (hier kegelförmigen)
Expansionsschieber 16, die ihrerseits auf dem inneren ringförmigen Teil der Schieberkastenspiegel
15 gleiten. Der Schieberkasten selbst besteht aus einem Gehäuse 17, an dein ein
Stutzen 18 - für die Frischdampfzufuhr angebracht ist, und welches an der Vor- und
Rückseite abgeschlossen wird durch Deckel i g, welche die Spiegel 1 5 tragen.
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Während der Schieber i i, 12- unmittelbar von der Schieberwelle 1o
gedreht wird, wird jeder der Expansionsschieber 16 gedreht durch Vermittlung- einer
auf der Schieberwelle angeordneten Hülse 2o, welche durch einen Kei12i von der Schieberwelle
mitgenommen wird. Die Hülsen 20 sind in der Längsrichtung auf der Welle io verschiebbar,
derart, daß die in diesen Hülsen befestigten Keile -21 sich in \üfen 22 der Schieberwelle
bewegen können. Auf jeder dieser--beiden-Hülsen 2ö ist konzentrisch eine -Hülse
23 .angeordnet, die ein Ganzes mit dem Expansionsschieber 16 bilden. Bei Verschiebuni-__
der-Hülse 2o über die Schieberwelle gleitet diese Hülse in der Hülse 23 des @@pänsiönsscliiebers.
Letztere hat eine schraubenförmige Nut ad., in die ein in der Hülse 2o befestigter
'-Nocken 25 greift. Durch diesen Nocken wird die Drehbewegung der Hülse 2o "(also
auch von der Schieberwelle io) auf den Expansionsschieber 16 übertragen, derart,
daß der Grundschieber i i, 12 und die beiden Expansionsschieber 16 die gleiche Anzahl
-Um- -drehungen wie die Schieberwelle io machen.
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Durch Verschiebung der Hülse 2o auf der Schieberwelle. i .o wird der
--\-locken 25 die Hülse 23 des Expansionsschiebers gegenüber der- Hülse 20 verdrehen.
Infolgedessen werden also auch die Expansionsschieber 16 gegenüber dem Grundschieber
11, '12 verdreht werden. Hierdurch wird in sehr einfacher Weise eine Änderung -der
Füllung erzielt, wie aus nachstehendem liervörgeht.
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In den Fig. 2, 3 und .4 sind die Mündungen der verschiedenen Einlaß-
und Auslaßkanäle in den Spiegeln des Grundschiebers, der Expansionsschieber und
des Schieberkastens angedeutet.
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In Fig. i sind 26 die Einlaßkanäle des Grundschiebers, welche von
der zylindrischen Oberfläche des Schielfers nach dem inneren Spiegel i-. laufen
und dort in öffnungen 27 (Fig.2) ausnriinden, welche die Form eines 'i eiles einer
Ringfläche haben. Gegenüber (Miesen Ausmündungen der Einlaßkanäle in den. Grundschieberspiegeln
sind in den Expansionsschiebern 16 Einlaßöffnungen a8 angebracht, welche die gleiche
Form haberr'Zv ie :.
die zuerst genannten Üffnungen. Die Länge beider
Öffnungen kann in Übereinstimmung mit der größten verlangten Zylinderfüllung bestimmt'werden
; diese Längen sind bei dem hier angeführten Beispiel derart bemessen, daß für eine
bestimmte Stellung der Expansionsschieber gegenüber dem Grund= schieber während
des ganzen Kolbenhubes Dampf in die Zylinder treten kann. Die Öffnungen 28 sind
durch radiale Stege 281 unterteilt, die mit den Flächen der Expansionsschieber genau
gegen die -Spiegel des Grundschiebers und des Schieberkastens abdichten. Durch Verdrehung
der Expansionsschieber gegenüber dem Grundschieber «-erden sich die Öffnungen 27
und 28 mehr oder weniger bedecken und zusammen mit den von. den Schieberkastenspiegeln
nach den beiden Zylinderenden führenden Kanälen 29 die Dauer des Dampfeinlasses
in den Zylindern als die Füllung regeln. Dabei dient jeweils derjenige Steg 281,
der bei einer Verdrehung des Expansionsschiebers gegenüber dein Grundschieber ntit
der radialen Einlaßkante der -Öffnung 27 zusarninenfällt, als steuernde Kante für
den Beginn des Einlasses, während der Schluß des Einlasses durch die radiale Endkante
der Öffnung 28 im Expansionsschieber gesteuert wird. Die Verdrehung der Expansionsschieber
gegenüber dem Grundschieber erfolgt durch- die hier oben beschriebene Verschiebung
der Hülsen 2o auf der Sebieberwelle. -Bei der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Stellung
des Grundschiebers und der Expansionsschieber überdecken sich die Öffnun ,gen 27
und 28 nirgends, so -daß für diese Stellung der Expansionsschieber. kein Dampf in
den Zylinder treten kann. Der Schieber - dient in diesem Falle also eigentlich als
Absperrorgan.- Verdreht man die Expansionsschieber aus dieser Nullstellung für Vorwärtsgang
der Maschine gegenüber dein Grundschieber, so daß der Punkt i der Expansionsschieber
die Stelle des -Nullpunktes einnimmt, so werden die üffnungen 27 und 28 die Mündung
der Kanäle 29 so lange geöffnet halten, daß während 2 5 Prozent des Kolbenhubes
Dämpf in die Zylinder treten. kann. Bei Verdrehung des Punktes z bis zum Nullpunkt
wird die Füllung 5o Prozent, für 3 75 Prozent und für .I ioo Prozent betragen. In
diesem letzten Falle bleibt also der Kanal 29 durch die ()ffnungen 27, 28 während
des ganzen Kolbenhubes geöffnet. Die Stege 281 sind derart angeordnet, daß bei Verdrehung
der Expansionsschieber gegenüber dem Grundschieber die hier genannten Füllungsänderungen
für Vorwärtsgang erhalten - werden. Dieselben Stege können auch für Rück; ürtsgang
der 1Igschine verschiedene Füllungen bewirken. I#ür die oben angegebenen Füllungsänderungen
von -a5 Prozent, 5o Prozent usw. wären für 1tückwärtsgang noch weitere Stege anzubringen,
die jedoch in der Zeichnung fortgelassen sind. -Der Dampfauslaß erfolgt durch Kanäle
30, die an den äußeren - ringförmigen Schieberspiegeln im Grundschieber angeordnet
und ebenso geformt sind wie die YIiindungen 27 der Einlaßkanäle. Diese Kanäle 3o
liegen diametral gegenüber den Öffnungen 27 der Schieberspiegel derart, daß die
Ein- und Auslaßmündungen der Grundschieberspiegel konzentrische Flächen beschreiben.
Die Länge. des Kanals 30 wird in t@bereinstimmung mit der Breite des äußeren Teiles
des Kanals -29 im _#chieberkastenspiegel derart bemessen, daß dieser Kanal während
des ganzen rückgehenden Hubes für den Auslaß geöffnet bleibt.
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An beiden Seiten der Üffnung 29 befinden sich iln. Schieberkastenspiegel
15 Öffnungen 3 r, die durch- Stege 32 von dem Kanal 29 getrennt sind. Diese Öffnungen
31 liegen in gleicher Entfernung aus der Schiebermitte gegenüber den Aasmündungen
30 der Schieberspiegel und «-erden daher bei der Drehung des Grundschiebers
während der Auslaßperiode durch die Öffnungen 30 überdeckt. Da die Öffnungen
31 außerdem durch den inneren Raum 33 der Schieberkastendeckel in unmittelbarer
Verbindung mit den Öffnungen 34 der Abdampfleitung stehen, wird während des Auslasses
der Dampf aus dem Zylinder nacheinander durch die Kanäle 29, 30, 31 und durch-
den Rauin 33 nach der Abdampfleitung 3,4 entweichen können.
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Um die Abnutzung so gering als möglich zu machen, und um zu verhüten,
daß die Schieberspiegel dadurch undicht «-erden; kann der zylindrische Grundschieber
zweiteilig hergestellt werden, wobei die beiden Teile dann iiZeinandergeschoben-werden.
Im Innern des Schiebers ist dann eine Feder 35 angeordnet, welche die beiden Teile.i
i und 12 des Grundschiebers auseinander gegen die Schieberkastenspiegel drückt.
Dadurch wird erreicht, daß auch bei Abnutzung der Grundschieber gleichmäßig gegen
die Spiegel gedrückt wird. Uni zu verhüten, daß. Frischdampf aus dem Raum 36 in
das Innere 37 des Grundschiebers strömen kann, werden die beiden Schieberteile durch
federnde Ringe 38 gegeneinander abgedichtet. Die Schieberspiegel können im allgemeinen
flach sein, für die bessere Abdichtung sind sie in dein hier dargestellten Beispiel
kegelförmig.
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Die Regelung der Füllung durch den Schieber wird betätigt durch einen
Hebel, dessen Bewegung von einem willkürlichen Regelungsgestänge auf zwei lose auf
den
Hülsen 2o drehbare Ringe _(.5 übergebracht wird. Diese Ringe
sind zwischen zwei vorstehenden Rändern der Hülsen angeordnet. Durch Verdrehung
eines Hebels werden die beiden Ringe 45 die Hülsen 2o auf der Scliieberwelle io
verschieben, und damit die hier oben beschriebene-Verdrehung der beiden Expansionsschieber
i6 gegenüber dem Grund-Schieber bewirken. Durch Verdrehung des Hebels aus der Nullstellung
nach oben oder nach unten werden die Expansionsschieber aus ihrer -Nullstellung
in die eine oder andere Richtung gegenüber dem Grundschieber verdreht, je nachdem
die Maschine vorwärts oder rückwärts läuft. Gemäß der größeren oder kleineren Füllung
kann der Hebel mit Hilfe eines Zahnsegmentes, das am Gestell der Maschine befestigt
ist, in einer bestimmten Stellung festgehalten werden, die der jeweiligen Verdrehung
der Expansionsschieber für eine der angegebenen Füllungsgrößen entspricht.
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Bei Verbund- oder Dreifachverbundmaschinen sind Expansionsschieber
für die Mittel-und N iederdruckzylinder nicht erforderlich diese Zylinder haben
daher nur einfache rotierende Grundschieber, wie der Schieber 11, 12 des hier wiedergegebenen
Beispiels finit.entspreclIend angeordneten Kanälen. Ein besonderes Regelungsgestänge
ist für diese Zylinder daher nicht erforderlich.