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Ventilsteuerung für Dampfmaschinen, insbesondere Dampflokomotiven
Die Erfindung betrifft eine Ventilsteuerung für Dampfmaschinen, insbesondere Dampflokomotiven,
mit zusammen mit der Steuerwelle umlaufenden und auf dieser verschiebbaren Steuerhülsen
für Ein- und Auslaß.
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Erfindungsgemäß sind die beiden Steuerhülsen auf der Steuerwelle getrennt
angeordnet und mit einer selbsttätigen Kupplungseinrichtung versehen, welche die
Steuerhülse für den Einlaß mit derjenigen für den Auslaß beim Umschalten der Steuerung
von Vor- und Rückwärtsgang und umgekehrt verbindet und so die Mitnahme der Auslaßsteuerhülse
bis in die dem Vor- oder dem Rückwärtsgange entsprechende Stellung bewirkt.
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Durch diese besondere Anordnung der Steuerhülsen wird ein besonderes
Steuergestänge für die Auslaßsteuerhülse überflüssig und eine gedrängtere Ausführung
des Steuerungsgehäuses möglich.
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Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist
auf der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Querschnitt durch die
Kurvenscheibe für den Querschnitt mit den dazugehörigen Steuerungshebeln für die
Ventile.
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Abb. 2 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht des ganzen
Getriebes mit den Hübkurvenscheiben für Ein- und Auslaß.
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Abb. 3 zeigt eine Draufsicht auf dieses Getriebe. Abb. ¢ zeigt eine
Vorderansicht der Hubkurv enscheibe für den Auslaß mit den dazugehörigen Ventilhebeln,
und Abb. 5 zeigt eine schematische Anordnung des Hebelgestänges für die Verschiebung
der Einlaßhubkurvenscheiben, während Abb.6 eine schematische Darstellung der Übertragungszahnräder
gibt.
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Auf der Welle A sitzen zwei Hubkurvenscheiben bzw. -zylinder B und
C (Abb. 2 und 3). Von diesen steuert die Hubkurvenscheibe B die Einströmventile,
die Scheibe C die AusströmventÜe.
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Wie bekannt, wird durch die Trennung der Bewegung der Auslaßventile
von jener der Einlaßventile erreicht, daß Vorausströmung und Kompression stets zum
gleichen Zeitpunkte beginnen, wie groß oder wie klein auch immer die Füllung des
Zylinders ist. Man -erhält also im Gegensatz zur Schwingensteuerung erheblich völligere
Dampfschaulinien.
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Die Einströmventile D und Di werden' in bekannter Weise durch Kniehebel
E und El nach Abb. i bis 3 bewegt, deren eines Ende, kürzerer Schenkel, mit dem
Rädchen oder der Rolle F und El versehen ist. Die Hubkurvenscheibe B besteht aus
mehreren Kurvenscheiben für verschiedene Füllungen und für Vorwärts-und Rückwärtsfahren
und ist in einem Stück derart hergestellt, daß die linke Hälfte (Abb. 2 und 3) für
Vorwärtsfahren, die rechte Hälfte
für Rückwärtsfahren bestimmt ist.
Die Hubkurvenscheibe B ist in bekannter Weise auf der Welle A drehbar und längsverschiebbar
angebracht. Zu diesem Behufe ist die Welle A entsprechend abgeflacht (Abb. x bis
3), und zwecks Verschiebung ist die HubkurvenscheibeB durch den Ring mit Seitenzapfen
G umfaßt, und die Rollen an den Seiten sind entsprechend abgeschrägt, um dadurch
das Auflaufen und den Übergang der Rollen über die Schrägflächen der Hubkurvenscheibe
B in sicherer Weise zu bewirken. Bei der Drehung der WelleA mit der Einströmhubkurvenscheibe
B dreht sich der Ring G nicht mit. Die Schubstangen H und HI (Abb. 2) greifen mit
ihrem einen Ende die Seitenzapfen des Ringes G und mit dem anderen Ende den Hilfssteuerwellenhebel
R (Abb. 5) an, welcher in gelenkiger Verbindung mit der Hauptsteuerwelle steht.
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Ist die Steuerung auf Mitte gestellt, so bleiben die Einströmventile
vollständig geschlossen.
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Die Ausströmventile DZ und D3 werden in ähnlicher Weise wie die Einströmventile
durch Kniehebel E2 und E3 (Abb. 3 und q.) bewegt. Die auf der Welle A verschiebbare
und mit ihr sich drehende Auslaßhubkurvenscheibe C (Abb. 2, 3 und q.) setzt sich
aus zwei aus einem Stücke bestehenden und durch einen zylindrischen Mittelteil C3
(Abb. 2, 3 und q.) voneinander getrennten Kurvenscheiben zusammen, von welchen die
linke, Cl, bei Vor- und die rechte, C2, bei Rückwärtslauf der Lokomotive zur Wirkung
kommt. Wird die Steuerung auf Mitte gestellt, dann ist auch die Auslaßkurvenscheibe
in Mittelstellung, in welcher die Auslaßventile offen bleiben. Bei Verkleinerung
der Füllung unter 5 °/o, gleichgültig, ob bei Vor- oder Rückwärtsfahren der Lokomotive,
muß mit der Einströmhubkurvenscheibe B gleichzeitig auch die Ausströmhubkurvenscheibe
C entsprechend demFahrsinne auf derWelle A verschobenwerden. Um dies zu ermöglichen,
dient der Mitnehmer j (Abb. 2 und 3), welcher die Auslaßhubkurvenscheibe C derart
umfaßt, daß derselbe an ihrer Drehung nicht teilnimmt, sondern auf der Welle A mit
der Auslaßhubkurvenscheibe C verschoben werden kann. Die direkte Verschiebung des
Mitnehmers j wird durch die Einströmhubkurvenscheibe B bewerkstelligt. Zu diesem
Zweck ist die Einlaßhubkurvenscheibe B an ihrem freien, linken Ende mit einem konischen,
kreisförmigen, nach außen vorspringenden Bund K (Abb. 2 und 3) versehen, welcher
bei der Steuerungslage für 5 (1/o Füllung genau in die obere und untere Mitnehmerschenkelvertiefung
einschnappt. Der Mitnehmer j ist U-förmig ausgebildet, und seine horizontalen, frei
schwebenden, gegen Drehung entsprechend seitlich geführten Schenkel sind federnd
ausgebildet. Durch das Zwischenschieben des Bundes K zwischen die Mitnehmerschenkel
gehen die letzteren auseinander. Bei den Füllungen von etwa 2o °/o für Vor-oder
Rückwärtsfahren der Lokomotive kommt der vorerwähnte Bund K erst in leise Berührung
mit den Mitnehmerschenkeln, und bei weiterer Verkleinerung der Füllung unter 2o
°/o gleitet der Bund K auf den sanft gegen die Horizontale geneigten Mitnehmerschenkelschrägflächen,
wo-"durch die Mitnehmerschenkel auseinandergetrieben werden. Je nach demFahrsinne
derLokomotive muß die Einströmhubkurvenscheibe B samt dem Bunde K bald nach links,
bald nach rechts verschoben werden, demgemäß sind die Schrägflächen der Mitnehmerschenkel
für beide Verschieberichtungen ausgebildet. Entsprechend der Bundform sind in der
Mitte zwischen den entgegengesetzt verlaufenden Schrägflächen der Schenkel in diesen
Vertiefungen vorgesehen. Wird die Verkleinerung der Füllung bis einschließlich 5
°/a getrieben, so hört auch der Bund K auf den Schrägflächen der Mitnehmerschenkel
auf zu gleiten und schnappt in die obere und untere Mitnehmerschenkelvertiefung
ein. Durch die eigene Mitnehmerschenkelkraft kommen die Schenkel nach erfolgter
Einschnappung des Bundes K in die Schenkelvertiefungen in ihre ursprüngliche normale
Lage zurück. Damit sind also die Einlaßhubkurvenscheibe B und der Mitnehmer
J
samt der Auslaßhubkurvenscheibe C kraftschlüssig verbunden. Wird die Steuerung
von 5 % auf Nullfüllung gestellt, so verschiebt sich dabei die Auslaßhubkürvenscheibe
C mit der Einlaßhubkurvenscheibe B so lange, bis die erstere ihre Mittelstellung
einnimmt, in welcher der zylindrische Mittelteil C3 den Kniehebelrollen gegenüber
sich befindet.
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Um ungewollte Verschiebungen der Auslaßsteuerhülse C in entkuppeltem
Zustand zu vermeiden, ist eine selbsttätig wirkende Sperrvorrichtung f (Abb. 2)
vorgesehen, welche nur mit einem gewissen Kraftaufwand überwunden werden kann. Tritt
Kupplung ein, so wird diese Kraft von den Schubstangen bzw. Steuerwellen geliefert.
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An der Getriebewand sind ferner Anschläge für die Steuerhülse C vorgesehen,
durch die der Weg der letzteren begrenzt und die Entkupplung beim Überschreiten
bestimmter Füllungsgrade (z. B. 5 %) gesichert wird.
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Da in der Mittelstellung der Steuerung die Ein- und Ausströmhubkurvenscheiben
in ihren Mittelstellungen sind, so sind die Ein- und Auslaßventile völlig außer
Tätigkeit, und zwar bleiben die Einlaßventile geschlossen und die Auslaßventile
offen. Ebenso ist es möglich, den Mittelteil C3 der Auslaßhubkurvenscheibe C für
den geschlossenen Zustand der Auslaßventile und den Mittelteil der Einlaßkurvenscheibe
B (Rollenlaufebene 21 bzw. 2z'-, Abb. 2 und 3) für
den offenen Zustand
der Einlaßventile auszubilden. Dadurch, daß die Auslaßventile in der Mittelstellung
der Steuerung offen bleiben, ist eine Druckausgleichvorrichtung völlig entbehrlich.