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Schwingdaumensteuerung für doppeltwirkende Kolbendampfmaschinen, insbesondere
Lokomotiv-Dampfmaschinen Die Erfindung -betrifft die besondere Ausbildung einer
Schwingdaumensteuerung iür doppeltwirkende Kolbendampfmaschinen, insbesondere Lokomotiv-Dampfmaschinen,
bei der die Ventile der beiden Zylinderenden gleichachsig und der Schwingdaumen
zwischen den Ventilspindeln angeordnet ist.
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Das Neue besteht darin, daß der seitlich versetzte Schwingdaumen beim
Beginn des Ventilanhubes sich flach oder mit geringer Wölbung der Stirnfläche der
Ventilspindeln anschmiegt, so daß beim Beginn des Anhebens der Ventile unter Abwälzung
beiddx Flächen deren Berührungspunkt rasch auf die der Achse des Schwingdaumens
abgelegene Seite der Gegenfläche verlegt wird und dadurch beim Beginn des Ventilanhubes
für diesen ein langer Hebelarm zur Verfügung steht, worauf beim weiteren Anhub des
Ventils der Berührungspunkt wieder nach der Achse hin zurückwandert. Diese eigenartige
Wirkungsweise der Steuerung bringt den-Vorteil eines raschen Anhubes der Ventile
mit sich.
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Auf der -Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Steuerung
dargestellt. Es zeigt Abb. i ein Hubdiagramm der neuen Steuerung. Abb. 2 ist ein
Längsschnitt durch den Steuerkasten einer Lokomotiv-Dampfmaschine nach Linie A-B-C-1?
der Abb.3, so daß links die Einlaßseite, rechts die Auslaßseite gezeigt ist. Abb.
3 ist ,ein wagerechter Schnitt durch den Steuerkasten nach Linie E'-F der Abb. 2.
Abb. q. zeigt eine wei,-tere Ausführungsform der Steuerung, im Schnitt.
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In den einzelnen Schnittern. sind hierbei gleich verschiedene Ausführungsformen
der Ventilspindeln und ihrer Schlußvorrichtungen veranschaulicht.
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Es ist i der Dampfzylinder, auf welchem ein Steuerkasten 2 aufgesetzt
ist. In diesen Kasten tritt bei 3 Dampf in die Einl.aßkammer 3' ein, der dann durch
die geöffneten Einlaßventile q. und die Einlaßkanäle 5 zu dem Zylinder gelangt.
Der entspannte Dampf gelangt durch den Auslaßkana16, das geöffnete Auslaßventil7
in den Abdampfsammelraum 8' und strömt aus diesem durch den Stutzen 8 ab. , Ferner
ist im Steuerkasten noch eine Kammer 9 angeordnet, die von einer schwingenden Steuerwelle
i o durchsetzt ist. Auf ihr -sind im Innern der Kammer 9 Schwingdaumen i i und 12
befestigt, gegen die sich unmittelbar die Kopfflächen der Einlaßventilspindeln 1,3'
bzw. der Auslaßventilspindeln 1q. stützen (Abb.2 und g). Die Kopfflächen der Ventilspindeln
und die Umflächen der zu ihnen seitlich versetzten Daumen i i und 12 sind so ausgebildet,
daß bei der Schwingung der Steuerwelle i o, und zwar beim Beginn - des Ventilanhubes
die Daumen i i und 12 sich flach oder mit geringer Wölbung der Stirnfläche der Ventilspindeln
anschmiegen (Abb. i). Bei fortschreitendem Anheben
der Ventile wälzen
sich die beiden Flächen gegenseitig ab, wobei ihr Berührungspunkt 13' rasch auf
die der Achse des Schwingdaumens abgelegene Seite der Gegenfläche verlegt wird.
Dadurch wird erzielt, daß beim Beginn des Ventilanhubes für diesen ein langer Hebelarm
zur Verfügung steht, was wieder große und sehr rasche Ventilhübe zur Folge hat.
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Die Ventilspindeln. 13 und rq. sind aus der Mittelebene der Steuerwelle
so weit nach der Seite versetzt, daß in der Schlußlage der Ventile die an den Ventilspindeln
sitzenden Wälzflächen in dieser -Mittelebene sich flach den Steuerflächen i ia und
11 b bzw. 12a und 12b an den Daumen anschmiegen, wie dies aus Abb.
i und Abb. 2 ersichtlich ist. Die Abb. i stellt hierbei ein Hubdiagramm für eine
der Einlaßspindeln dar. Die untere Hälfte zeigt den Abwälzvorgang bei verschiedenen
Anhüben der Ventilspindel, während die obere Hälfte die entsprechenden Ventilerhebungen
in der Schaulinie m-tt bei den verschiedenen Winkelausschlägen der Steuerwelle darstellt.
In der in Abb.2 gezeigten Anfangslage des Wälzhebels i i beginnt die Steuerfläche
i ia eben mit dem Anheben des Einlaßventils. Wie ersichtlich, ist die Wälzfläche
am Wälzhebel nur wenig gekrümmt, so daß er sich sanft auf der Gegenwälzfläche der
Ventilspindel 13 abwälzt. Da der Vorgang, wie ersichtlich, sich innerhalb
des Ventilspindeldurchmessers vollzieht, so erfolgt die Kraftübertragung zwischen
den Wälzflächen nahezu parallel zu den Achsen der Ventilspindeln, was sehr geringe
Sieitendrücke auf die Ventilspindeln ergibt. Ferner ist aus der Linie m-n
zu ersehen, daß die Ventilerhebungen schon vom Beginn des Eröffnens an rasch
ansteigen und daß daher gerade während dieser Periode eine dem Dampfdurchfluß günstige
Ventileröffnung stattfindet.
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In gleicher Weise wie die Einlaßventilspindeln sind auch die Auslaßventilspindeln
rq. aus der Mittelebene der Steuerwelle nach der anderen Seite hin versetzt angeordnet,
jedoch ist die das Auslaßventll anhebende Wälzfläche- des Wälzhebels so geformt,
daß sie in der in Abb.3 gezeigten. Mittelstellung das Auslaßvenfi17 bereits ein
wenig geöffnet hat, wenn das EinlaßveaixU q. gerade beginnt sich zu öffnen. Durch
diese Anordnung ergeben sich auch für die Steuerung der Auslaßventile die für die
Einlaßventile angegebenen Vorteile.
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Um die Wälzflächen der Steuerung in steter Berührung zu halten, können
die Ventilspindeln durch Feder-, Luft- oder Dampfdruck in Anlage nüt den Wälzhebeln
gehalten werden.
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Die Abb. 2 zeigt ein durch `Feder 26 be lastetes Einlaßventil13 und
ein Auslaßveatil rq., deren besonderer Anlegeschuh 2o durch einen Kolben 2 i vorgeschoben
wird, der seinerseits durch in Leitungen 22, 23, 2q., 25, 26 zugeführten Kesseldampf
bewegt wird.
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Bei der Bauart nach Abb. 3 ist für die in einer Büchse 28 gelagerte
Ventilspindel 14 des Auslaßventils 7 eine Feder 29 mit einem von ihr vorgeschobenen
Anlegekolben 31 vorgesehen. Die Büchse 28 wird gegen Herausdrücken nach hinten durch
Kappe 3o verhindert, die durch eine im Deckel 16 befindliche Druckschraube 33 auf
ihren Sitz aufgepreßt wird.
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'Die in Abb. 3 gezeigten weiteren Bauarten zeigen für das Auslaßventil
7 eine unter Federdruck stehende Ventilspindel 14 mit Pilzartig :erweitertem Anlegekopf,
für das linke Einlaßventil q. eine nach Art eines Differentialkolbens ausgebildete
Spindel 13 mit Dampfraum 35 und für das rechte Einlaßventil q; eine hohle, durch
Bohrung 37 mit Kesseldampf zu füllende Ventilspindel 13 mit zu ihr verschiebbaren
Spannkolben 36.
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Die Steuerungsveütile -der Dampfmaschine können daher in einer
der beschriebenen Bauarten ausgebildet sein.. -Das der Erfindung zugrunde liegende
Abwälzverfahren läßt sich auch durch Anordnungeines an. der Ventilspindel
13 befindlich6n Schuhes 38 (Abb. 5) durchführen.