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Entlastungsvorrichtung für Drehschieber von Kraftmaschinen. Die Erfindung
bezieht sich auf Kraftmaschinen, die durch Dampf, Wasser, Gas, Preßluft oder ein
anderes unter Druck stehendes Mittel betrieben werden und einen Drehschieber besitzen,
um das Betriebsmittel unmittelbar in die Zylinder oder in Ringnuten des Gehäuses
und von dort in die Kanäle eines oder mehrerer einfach oder doppelt wirkender Zylinder
einzulassen.
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Gemäß der Erfindung wird der Druck auf den Drehschieber durch einen
Entlastungskolben ausgeglichen, der auf derselben Welle, durch welche dem Drehschieber
seine Bewegung erteilt wird, so, gelagert ist, daß, er sich nicht drehen, aber in
dem Schiebergehäuse achsial bewegen kann.
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Im nachfolgenden sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in Anwendung
bei stehenden Maschinen beschrieben, sie können selbstverständlich aber auch bei
liegenden -Maschinen angewendet werden.
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Abb. i zeigt eine einfach wirkende Maschine in einem senkrechten Schnitt,
Abb.2 in Draufsicht; Abb. 4 zeigt eine doppelt wirkende -Maschine in senkrechtem
Schnitt, und Abb.3 zeigt in Draufsicht einen Schiebersitz für eine doppelt wirkende
Maschine nach Abb. ,4.
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Eine Platte 3 nimmt an ihrer Unterseite die vier Zylinder d., da,
4.b und .M` (Abb. i und 2) auf. In manchen Fällen ist es angebracht, nur zwei Zylinder
zu benutzen. Die Zylinder d, da, 4.b und 417 können auch an der Oberseite der Platte
3 befestigt werden. Die Platte besitzt Ausnehmungen io, um ihr Gewicht zu verringern,
und einen Schieberspie.-gel i i. An dem oberen Teil ist das Gehäuse 9 befestigt.
Die Platte 3 besitzt eine Anzahl von Löchern 13 zum Zuführen des Betriebsstoffes,
der in das Gehäuse 9 durch ein Rohr 12 eintritt, nach einem der Zylinder d. bis
d.c.
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Das Gehäuse 9 der einfach wirkenden -Maschine (Abb. i und 2) nimmt
in einer mittleren Üffnung den Ausgleichskolben 15 auf, der eine ringförmige Ausnehmung
16 besitzt, um an Gewicht zu sparen. Der untere Teil des Gehäuses 9 besitzt eine
Ausnehmung von solchem Durchmesser, daß der untere Teil des Drehschiebers darin
sich frei drehen kann und gleichzeitig ein dichter Abschluß erzielt wird. Die Stirnfläche
des Drehschiebers gleitet auf dem Spiegel i i und besitzt drei Löcher (in Abb. i
ist das Loch 2o zu sehen), «-elche nach der oberen Fläche des Schiebers schräg zulaufen
können, sowie drei Ausnehmungen (in Abb. i ist Ausnehmung 23 zu sehen), die das
Betr iebsinittel nach seiner Arbeitsleistung abführen, und zwar über das Rohr 27
(Abb. d.) nach der Außenluft.
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Die Anzahl der Einlaßöffnungen 2o und der Auslaßöffnungen 23 kann
natürlich auch vergrößert werden. Die Anzahl der Auslaßöffnungen ist stets ebenso
groß wie die Anzahl der Kanäle zum Einlassen des Betriebsstoffes in die Zylinder.
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Der Drehschieber 1.8 ist auf dem mittleren Bolzen oder Zapfen 8 angebracht,
der einen Kopf 28 besitzt und durch den mittleren Teil des Ausgleichskolbens 1 5
geht. Die Befestigung des Drehschiebers auf der Achse 8 erfolgt mittels eines Stiftes
31 (Abb. i und q.), der durch eine Nabe des Schiebers 18 und die Achse 8 geht. Auf
der Achse 8 ist mittels Nut und Feder ein Stirnrad 32 heb- und senkbar angeordnet,
mittels dessen die Achse 8 und der Schieber 18 gedreht «erden. Zwischen der Unterseite
des Rades 32 und der Oberseite des Ventilgehäuses 9 oder des Ausgleichskolbens 15
ist ein Kugellager 33, 34 vorgesehen. Eine Mutter 35 auf dem Gewindeteil der Achse
8 begrenzt die Aufwärtsbewegung des Kolbens 15.
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Mit dem Zahnrad 32 steht in Eingriff ein Zahnrad 37 (Abb. d.) der
Welle 7. Das Übersetzungsverhältnis zwischen den Rädern 32 und 37 ist 2 : i. Der
Kolben 15 ist an seiner Unterfläche etwas kleiner als die Oberfläche des Drehschiebers
18 und auf der Spindel 8 lose gelagert, so daß er sich mit dieser nicht dreht. Er
kann sich nur heben und senken entsprechend dem Druck im Innern des Gehäuses 9.
Bei einer Erhöhung dieses Druckes hebt sich der Kolben, bis die Oberfläche des Stirnrades
32 mit der Unterfläche der -Mutter 35 zur Berührung kommt. Bei abnehmendem Druck
fällt der Kolben 15 auf die Nabe des Drehschiebers 18. Bei dieser Anordnung kann
der Drehschieber sich ohne Rücksicht auf den Druck im Gehäuse frei mit möglichst
wenig Reibung drehen.
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Die beschriebene Maschine wirkt in folgender Weise.
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Das Betriebsmittel tritt durch das Einlaßr ohr 12 in das Gehäuse 9
und von diesem durch einen der Einlaßkanäle in einen der
Zylinder
4. bis 4.c. Die Stellung des Drehschiebers bestimmt, welcher der Zylinder in Tätigkeit
ist.
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Das Betriebsmittel hebt bei seiner Expan-sion In dem Gehäuse
9 den Entlastungskolben 15, bis er durch die :Mutter 35 der Venliispin(lel 8 in
seiner Bewegung gehemmt wird. Da die Fläche des Kolbens geringer ist als die Fläche
des Schiebers 18, so wird der Druck auf diesen annähernd ausgeglichen und damit
Drehung mit möglichst wenig Reibung erzielt. Die Hauptlast wird von dem Kugellager
zwischen Kolben 15 und Stirnrad 32 aufgenommen. Der Drehschieber 18 wird von dein
Rad 32 auf der Welle 8 bewegt, die sich beide drehen, während der Kolben 15 sich
nur auf und ab bewegt.
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In Abb. 3 und .I ist eine doppelt wirkende Maschine gezeigt, deren
beide Zylinder .4o und 4.1 an Vorsprüngen 4.2, 43 der Grundplatte i befestigt sind.
Ein Vorsprung .L..1. ist für einen Block .I5 vorgesehen, in welchen eine Anzahl,
beispielsweise vier, ringsum laufender Nuten 46, .47, 48, .I9 und eine mittlere
Öffnung So angebracht sind, die mit dem Auslaßrohr 27 in Verbindung steht. Die Triebwelle
51 ist bei dieser Anordnung am oberen Teil der Ständer 2 gelagert. An jedem Ende
der Welle 51 ist außerhalb der Ständer 2 eine Scheibe 52 mit einem Zapfen 53 angebracht,
mit welchem die gegabelte Stange 54 verbunden ist, die an das Ende der Kolbenstange
55 ängelenkt ist, welche in einer Führung 56 an den Ständern 2 gleitet. Am unteren
Ende der Stangen 55 befinden sich die Kolben 57 von üblicher Bauart. Die beiden
Zylinder besitzen Kanäle 58, 59, 6o, 61, und zwar zwei für jeden Zylinder, durch
welche der Betriebsstoff abwechselnd nach dem einen oder anderen Ende jedes Zylinders
eingeführt wird.
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Die Kanäle 58 und 59 in dem Zylinder d.o stehen mit den Kanälen 4.6
und 4.8 und die Kanäle 6o und 61 des Zylinders 4.1 mit den Kanälen 47 und 4.9 in
Verbindung. An bestimmten Stellen des Blockes 45 sind horizontale Verbindungen mit
den UmfangsnUten .46, 47, .I8 und .49 geschaffen. Drei vertikale Kanäle 62 stehen
mit der Nut 4.6 durch drei Kanäle 63 in Verbindung, von denen einer auf der Zeichnung
dargestellt ist, während drei vertikale Kanäle 64 mit der Nut .I8 durch drei Kanäle
65 in Verbindung stehen. Die Umfangsnuten :47 und :I9 sind an drei vertikale Einlaßkanäle
66 durch ähnliche (nicht dargestellte) Leitungen nach dem Kanal 65 angeschlossen.
Das Treibmittel geht nach seiner Arbeitsleistung aus dem Zylinder .Io durch den
Kanal 59 nach der Umfangsnut 4.8 und von da nach dem Kanal 6.4 durch die Verbindung
65 und den Auslaßkanal 23 des Drehschiebers nach dem Auslaß So. Die Einlaßkanäle
62 (Abb. 4) lassen das Treibmittel durch die Öffnung 2o im Schieber 18 in einen
Kanal eintreten, welcher mit der Ringnut .I6 in Verbindung steht. Zwei untere Öffnungen
an Stellen, die etwa 12o° voneinander entfernt sind, lassen das Treibmittel durch
die drei Einlaßöffnungen in dem Drehschieber nach dem Zylinder eintreten. Wenn die
Auslaßkanäle des Drehschiebers über die vertikalen Kanäle in dem Block zu stehen
kommen (Abb. 3), so werden diese vertikalen Kanäle als Auslaßkanäle benutzt. In
der gezeichneten Stellung des Kolbens 57 in dem Zylinder 40 steht der Kanal 59 mit
der Ringnut .I8 in Verbindung, und das austretende Mittel bewegt sich in dieser
Nut, bis es die Öffnungen 65 erreicht. Alsdann kann es über die drei Kanäle 64.,
von denen nur einer auf der Zeichnung dargestellt ist, nach dein oberen Teile des
Blokkes gelangen, wenn die Auslaßkanäle 23 des Drehschiebers sich über den Kanälen
64 befinden. In diesem Falle befindet sich also ein Auslaßkanal über einem vertikalen
Kanal 64, so daß das austretende Mittel über den vertikalen Kanal So nach dem Auslaßrohr
27 gelangen kann. Entsprechende Kanäle 66 und 67 (Abb. 3), deren Länge sich nach
den Nuten 47 und 49 richtet, werden ebenso benutzt, um zunächst das Treibmittel
in den Kanal 4.7 einzulassen und das austretende Treibmittel durch die Nut 49 und
die Öffnungen in dein Block in die vertikalen Kanäle 66 abzuführen.