DE387919C - Schiebersteuerung fuer Dampfhaemmer - Google Patents

Description

• Schiebersteuerung für Dampfhämmer. Bei Dampfhämmern tritt der Übelstand in Erscheinung, daß der Unterdampf dem Niederwerfen des Bärs, da er erst während der werfenden Gewichts- und Oberdampfwirkung und durch dieselbe zum Entweichen gebracht wird und sein Abdampfweg ihn beim Entweichen nicht hinreichend entdrosselt, in nicht unbeträchtlichem Maße entgegenarbeitet. Ohne diese gegenarbeitende M il kung des Unterdampfes würde man mit derselben Oberdampfenergie offenbar eine höhere Hammerwirkung oder dieselbe Hammerwirkung mit einer geringeren Oberdampfenergie -erzielen können.
• Hierin liegt eine Aufgabe, welche die vorliegende Erfindung löst. Und in der Art der Lösung dieser Aufgabe liegt die Lösung einer zweiten Aufgabe gleichzeitig mitbegründet, nämlich der, daß die Frischdampf- und Abdampfwege nicht mehr M and an M and liegen, wodurch die Abkühlung des Frischdampfes durch den Abdampf vermieden und auch die darin liegende Behinderung der Entspannung des Abdampfes beseitigt wird.
• Endlich bedingt die Lösungsart noch die Wirkung, daß beim Heben des Bärs ein Teil des entweichenden Oberdampfes durch Verhinderung des Entweichens im Zylinder zurückgehalten wird, wo er, durch weiteres Sichheben des Kolbens zusammengepreßt, nach Art einer Feder elastisch den Hub begrenzt und damit den Zylinderdeckel vor dem Durchschlagen schützt. Man spart also die übliche Anordnung der schützenden Federn. Der zurückgebliebene zusammengepreßte Oberdampf bietet sodann noch den wärmewirtschaftlichen Vorteil, daß er beim darauffolgenden Niederwerfen des Bärs, ehe der Frischdampf über den Kolben tritt, eine niederwerfende M irkung auf den Kolben ausübt, die zu seiner Pressung vorher aufgewendete Arbeit also für die eigentliche Nutzarbeit des Hammers zurückgewonnen wird.
• Auf der Zeichnung ist eine Einrichtung nach der Erfindung beispielsweise in einer Ausführungsform dargestellt.
• Abb. x ist ein Senkrechtschnitt durch den Zylinder und die Steuerung, Abb. a ein Senkrechtschnitt durch die Steuerungseinrichtung in vergrößertem Maßstabe, wobei zur Ermöglichung dieses vergrößerten Maßstabes der mittlere Teil, wie die Bruchlinien andeuten, fortgelassen ist.
• Es ist in den Abbildungen a der Grundkörper, j welcher das Zylindergehäuse b mit der Haupt-` Bohrung c und der Steuerungseinrichtung trägt, ! d der Zylinderdeckel, e der Kolben mit der den Bär tragenden Stange, f der Oberdampf-; kanal, g der Unterdampfkanal, h die Frisch dampfzuführung mit dem Raum, von welchem aus der Frischdampf in den Oberdampfkanal f oder in den Unterdampfkanal g gelangt, i die Steuerstange, welche den oben als Oberdampfsteuerungskolben k, unten als Unterdampfsteuerungskolben l ausgebildeten Steuerschieber trägt, und es sind schließlich m die Körper, mittels welcher der als Kolben ausgebildete Steuerschieber an der Steuerstange i befestigt ist und welche in einfachster weise noch dazu dienen, den Frischdampfraum h von den (von dem Frischdampfraum h aus gesehen hinter den Körper m verlaufenden und ins Freie führenden) Abdampfwegen z hinreichend getrennt zu halten, d. h. nicht w and an M and liegen zu lassen.
• Im Bewegungsbereich der Steuerkolben k und L sind in das Gehäuse b die Büchsen n und o eingelassen, längs deren Innenwandungen die Kolben k und l gleiten, welche die umlaufenden, an den Oberdampfkanal f bzw. den Unterdampfkanal g anschließenden Aussparungen und q als ringförmige Räume von den Gleiträumen für die Steuerkolben k und l trennen und welche schließlich mit auf den Umfang verteilten Löchern r, s, t zur Verbindung der Buchseninnenräume mit den Ringräumen und q, d. h. mit den Dampfkanälen f und g, versehen sind. In den Unterdampfsteuerkolben l sind dann noch zur Schaffung eines zusätzlichen Abdampfweges die Löcher u, auf den Umfang gleichmäßig verteilt, vorgesehen. In dem Vorhandensein dieses zweiten Ausweges für den Unterdampf besteht ein Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung.
• Der oberste T eil des Zylinders c ist mit der Buchse v versehen, deren Innenwand mit der ! Innenwand des übrigen Zylinders die Gleitwand für den Kolben e bildet. Sie trennt den an den Kanal f anschließenden Aussparungsraum w von dem inneren Zylinderraum, wobei zur Verbindung dieser beiden Räume miteinander für den Durchtritt des Dampfes die Löcher x in ihr vorgesehen sind. Tiese Löcher x sind nun so tief gelegt, daß der nach oben bewegte Kolben e über sie weggleitet und damit den Oberdampfkanal f vom obersten Teil des Zylinderraumes c absperrt. Hierbei gekommt, wenn inzwischen der Unterdampf bereits so weit entdrosselt ist, daß er nicht mehr nennenswert entgegenarbeitet.
• I er zeitliche Abstand zwischen dem Beginn der Entdrosselung und dem Beginn des Frischdampfeintiitts in den Obeidampfkanal hat offenbar ein @ inken des Hauptkolbens e, bevor der Frischdampf über ihn treten kann, zur Folge. Es ist bereits auseinandergesetzt, daß die Mündungslöcher x des Oberdampfkanales f, w vom Kolben e in seiner höchsten Lage überdeckt werden, daß also beim Hochwerfen des Kolbens e durch den Unterdampf ein Oberdampfrest am Entweichen gehindert und durch den weitergehobenen Kolben zusammengepreßt wird. V iid nun der Unterdampf entdrosselt, so sinkt der Kolben e mit dem Bär offenbar nicht nur unter Mirkung des Bärgewichtes, sondern auch unter der des Druckes des Oberdampfrestes, so daß eine zu dem Gewicht hinzutretende Oberdampfwirkung schon vorhanden ist, ehe der Frischdampf zutreten kann; vom zur Verfrgung stehenden Muifweg geht also der Obei dampfwii kung durch das spätere Eintreten des Frischdampfes nichts verloren, um so weniger, als die Frischdampfzufuhr genau in dem Augenblick einsetzen kann, in welchem der Arbeitsvorrat des Oberdampfrestes verbraucht ist, d. h. im Augenblick der Freigabe der Löcher x durch den Kolben e, sofern die Steuerungskolben k und L nicht allzu langsam weiter aufwärts bewegt werden, nachdem die Löcher s und t bereits nach denn unteren Abdampfweg z geöffnet worden sind.
• Der beim Hinaufwerfen des Kolbens e schließlich am Entweichen gehinderte Oberdampfrest erspart, wie oben schon angedeutet, übrigens j auch die übliche, den Kolbenhub weich begrenzende Federanordnung, da der Kolben e den Dampfrest komprimiert, womit seine kinetische Energie aufgezehrt wird, ehe er den Zylinderdeckel y erreicht. ! l,ie bauliche Ausgestaltung der Steuerung nach der vorliegenden Erfindung geht auch im übrigen - sieht man über die Schaffung des zweiten Abdampfweges durch die Löcher t und u hinaus - darauf aus, eine möglichst schnelle und vollständige Entdrosselung des Unterdampfes zu gewährleisten, und zwar dadurch, daß der Steuerkolben selbst nicht als Teil des Abdampfweges benutzt wird, wie das bisher üblich ist, die Fortsetzung und Vereinigung der beiden Abdampfwege vielmehr vom Steuerungskolben völlig getrennt gehalten ist und daher in jedem Fall von so großem Querschnitt sein kann, als zur vollständigen Entdrosselung jeweils notwendig erscheint, was bei der baulichen Verknüpfung mit dem Steuerkolben zu unförmlichen, die Steuerungsbewegung erschwerenden Ausmaßen der letzteren führen müßte. Ein weiterer Vorteil der Iren nung der Abdampfwege von dem Steuerkolben ist darin zu sehen, daß die Abdampfwege nicht mehr w and an w and mit dem Frischdampfraum lt liegen, mithin die Abkühlung . des Frischdampfes durch den Abdampf und die Erhitzung des Abdampfes durch den Frischdampf vermieden werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schiebersteuerung für Dampfhämmer, dadurch gekennzeichnet, daß im Schieberspiegel (o) für den Unterdampfkanal (g) mindestens zwei Reihen Durchbohrungen (s und t) vorgesehen sind, die durch ebenfalls mindestens zwei nach dem Auslaßkanal (z) öffnende Schieberkanten (Unterkante des Schieberteiles l und obere Kanten seiner Durchbohrungen u) gesteuert werden.
2. 2. Steuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbohrungen (s und t) im Schieberspiegel (o) zu den öffnenden Kanten des Schieberteiles (L) und seiner Durchbohrungen (u) derart angeordnet sind, daß beim Öffnen des Unterdampfkanales (g) nach dem Auslaßkanal (z) die Durchbohrungen (s und t) nacheinander freigegeben werden.
3. 3. Steuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die den Unterdampfkanal (g) für den Einlaßkanal (h) öffnende Schieberkante (Oberkante des- Schieberteiles l) so zu den Durchbohrungen im Schieberspiegel liegt, daß bei Zulaß von Dampf zum Heben des Bärkolbens (e) nur eine Gruppe der Durchbohrungen (s) im Schieberspiegel (o) freigegeben wird. q..
4. Steuerung nach den Ansprüchen i, 2 oder 3 mit einem in seinem mittleren Teil eingeschnürten Kolbenschieber, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischdampfverteilungsraum (h) im Bereich des eingeschnürten Teiles des Kolbenschiebers angeordnet ist und die Leitungen (z) für die Abführung des Abdampfes ins Freie an Räume anschließen, die sich an den Enden des Kolbenschiebers befinden.
5. 5. Steuerung nach Anspruch q, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Hohlraum des Kolbenschiebers durch Buchsen (m), die gleichzeitig zur Aufnahme der Steuerstange (i) und zur Befestigung des Schiebers (k, l) dienen, nach den Abdampfwegen (z) hin abgeschlossen ist. langt die Mutter des Kolbens e in die Aussparung y des Zylinderdeckels d. Man beachte zunächst die Gestaltung der Löcher. x, s und t, welche in umlaufenden Lochreihen angeordnet sind, wie die vier Zusatzabbildungen zu Abb.2 erkennen lassen. Die in einer Lochreihe angeordneten Löcher r sind oben geradlinig, unten dagegen kreisförmig begrenzt. Die Löcher s bilden zwei Lochreihen, deren obere sich aus vergleichsweise sehr kleinen Löchern und untere aus großen, den Löchern y an Größe gleichen Löchern zusammensetzt, wobei die untere Grenze der Löcher der oberen Reihe in gleicher Höhe liegt, wie die obere Grenze der Löcher der unteren Lochreihe und die Löcher der unteren Lochreihe unten geradlinig und oben kreisförmig begrenzt sind. Eie Löcher t bilden zwei Lochreihen nach Art und Größe wie die Löcher s, doch sind hier die kleineren Löcher in einer Reihe unterhalb der Reihe der großen Löcher angeordnet, wobei die Form der großen Löcher kreisförmig oder wie die Löcher y mit geradlinigem oberen Verlauf ausgebildet sind. Für die folgende Darstellung sei die zuletzt erwähnte Ausführungsform der Löcher t vorausgesetzt. Die Löcher u im Kolben l sind oben und unten geradlinig ausgebildet. In der Hauptabbildung z sind die Löcher s und t im schnitt mit senkrechten Durchmessern dargestellt, welche gleich sind den Summen der senkrechten Durchmesser der großen und der zugehörigen kleinen Löcher. Die Grenzlinien zwischen den großen und kleinen Lochreihen sind punktiert angedeutet. Zu beachten ist ferner die Ausbildung der beiden Kolben k und L nach ihren Längsaus- , dehnungen, nach der Höhenlage der Löcher u I im Kolben 1, verglichen mit der Höhenlage der oberen und der unteren Kante dieses Kolbens, der Abstand der unteren Kante des Kolbens k von der oberen Kante des Kolbens 1 bei gegebenem Abstand der Löcher r, s, t von einander und gegebenen senkrechten Durchmessern der Löcher. Diese Abstands- und Größenverhältnisse sind so, daß bei der Aufwärtsbewegung der Kolben k und 1 die Unter- i kante des Kolbens 1 zunächst die kleinen Löcher t (durch gestrichelte Linien angedeutet) öffnet und erst, wenn sie die großen Löcher t erreicht, die Öffnung der Löcher s durch die Löcher u beginnt. In dieser Höhenlage hat die Unterkante des Kolbens k noch einen gewissen Abstand von der unteren Grenze der Löcher r, die sich demnach nach dem Frisch dampfraum h erst zu öffnen beginnen, wenn die Löcher s und t bereits in einem beträcht- i lichen Querschnittsmaß nach dem unteren Abdampfweg z geöffnet sind. Der durch den Zuführungsstutzen hl in den Raum h zwischen den beiden Steuerungskolben k und 1 gelangte Frischdampf hat. bei-der-in der-- . Abb:- 2- dargestellten --Einstellung der Steuerkolben k und Z Zugang weder zu dem @ Unterkolben- noch zu dem. Oberkolbenraum. Hierbei sei angenommen;. der- Kolben .e. befinde, sich nicht, wie in Abb.-.-z dargestellt, im -unteren -Teil des Zylinders c, sondern sei kurz vorher durch Frischdampfzuführung zum Unterkolbenraum in die höchstmögliche Lage gehoben, in welcher sich das- Bärgewicht, der Unterkolben- , frischdampfdruck und der von dem Kolben e am Entweichen gehinderte zusammengepreßte Oberdampfrest gegenseitig im Gleichgewicht, den Kolben e mithin in der Schwebe halten. Die miteinander starr verbundenen Kolben k und l denke man sich nun aus der dargestellten Lage aufwärts bewegt. Es wird hierbei zunächst die untere Kante . des Unterkolbens l die untere Lochreihe der Löcher t erreichen und gleich darauf durch die kleinen Löcher t t und längs der Kolbenunterkante das Entweichen des Unterdampfes (zu dem unterhalb vorgesehenen Austritt z ins Freie) einsetzen können. In demselben Augenblick, wo die untere F Kante des Kolbens l die untere Grenzlinie der großen Löcher t überschreitet, überschreitet auch- die obere Grenzlinie der Löcher u die u tere Grenzlinie der Löcher s. ramit tritt eine außerordentlich schnelle Steigerung des n . Durchgangsquerschnittes für den entweichenden Unterdampf ein, die um so größer ist, als eben außer dem M eg durch die Löcher t noch der ein Hauptmerkmal der Erfindung darstellende zweite w eg durch die Löcher s und u -zur 4t irkung kommt und die untere Grenze der Löcher s sowie die oberen Grenzen der Löcher u geradlinig verlaufen. Es ist also für eine außerordentlich schnell auftretende weitestgehende Unterdampfentdrosselung gesorgt, ehe der Frischdampf in die Oberdampfleitung f dringen kann, denn, wie schon oben ausgeführt, erreicht die Unterkante des Kolbens k die untere Grenze der Löcher y erst, wenn die Löcher s und t bereits in einem sehr beträchtlichen Maße nach. dem unteren Abdampfweg z hin geöffnet sind. Beiläufig sei bemerkt, daß, betrachtet man die Steuerkolben etwa in der dargestellten Höhenlage zu den Löchern r, s, t, man die Unterkante des Kolbens k zweckmäßig um 11 etwa g cm tiefer unter die untere Grenze der Löcher y legt, als die obere Grenze der Löcher u unter der unteren Grenze der Löcher s liegt. Man erreicht damit bei größeren und großen Dampfhämmern und handbedienten Steuerungskolben der üblichen Übersetzung die bezweckte, unten näher erläuterte Steuerwirkung, d. h. eine so bemessene zeitliche Verschiebung zwischen dem Beginn der Unterdampfentdrosselung und dem Beginn der Oberdampfbeschickung, 121 daß -der Frischdampf noch gerade rechtzeitig und in voller Stärke zur Mirkung auf den Bär