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Doppeldrehschiebersteuerung für Gleichstromdampfmaschinen Die Erfindung
betrifft eine Doppeldrehschiebersteuerung für Gleichstromdampfmaschinen mit 1-Iilfsauslaß.
Sie besteht darin, daß zwei gegenläufige, gleichachsig liegende Drehschieber vorgesehen
sind, die zur Regelung der Füllung gegeneinander axial, zur Regelung der Voreinströmung
und Umsteuerung gegeneinander peripheral verschiebbar sind. Der äußere Schieber
wird von der Antriebswelle des inneren Schiebers über ein Wendegetriebe angetrieben,
dessen Umkehrräder umsteuerbar sind. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, die
Voreinströmung und Umsteuerung mittels eines einzigen Regelorganes zu regeln. Diese
Bauart des Schiebers macht es möglich, den äußeren Schieber zugleich für den Hilfsauslaß
zu benutzen. Die Steuerung ist in gleicher Weise sowohl für einfach wirkende als
auch für doppelt wirkende Maschinen verwendbar.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise an einer einfach
wirkenden Gleichstromdampfmaschine mit zwei Zylindern veranschaulicht.
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Abb. i ist ein waagerechter Schnitt durch die Achse der Schieber.
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Abb. 2 ist ein Schnitt nach Linie A-B der Abb. i.
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Abb.3 ist ein Schnitt nach Linie C-D in Abb. i.
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Abb. .4 bis 6 zeigen den Einfluß einer peripheralen Verstellung des
Schiebers auf die Voreinströmung und Umteuerung. Abb. 7 zeigt die Anwendung der
Steuerung bei einer doppelt wirkenden Maschine.
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Die Zylinder i und 2 stehen am oberen Ende durch je eine Öffnung 3
mit dem Schiebergehäuse 4. in Verbindung, das die beiden Drehschieber 5 und 6 aufnimmt:
Der äußere Schieber 6 ist in dem äußeren Gehäuse 4. nur drehbar gelagert, während
der innere Schieber 5 in dem äußeren Schieber drehbar und axial verschiebbar gelagert
ist. An dem äußeren Schieber 6 ist zu diesem Zweck an dem einen Ende eine Büchse;
mittels Schrauben 8 befestigt, die in einem Kugellager 9 des Gehäusedeckels
1o läuft. Ebenso ist am anderen Ende des Schiebers 6 eine Büchse 1i mittels Schrauben
12 befestigt, die in einem Kugellager 13 des geteilten Getriebegehäuses 14
läuft. Die Büchsen 7 und i i sind mit einem Lagerfutter 15 bzw. 16 für die Lagerzapfen
17 bzw. 18 des inneren Schiebers 5 ausgestattet. An dem Lagerzapfen 18 greift
ein Hebel r9 an, mittels dessen der innere Schieber in der Achsenrichtung verschoben
«-erden kann.
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Die beiden Schieber 5 und 6 haben etwa in der Mitte zwischen den beiden
Zylindern i und a durch Aussparungen 2o, 21 auf ihrem Umfang Verbindung mit einem
Ringkanal 22, in den die Frischdampfleitung einmündet. Die Aussparungen 2o des inneren
Schiebers 5 stellen die Verbindung mit einem Hohlraum 23 des inneren Schiebers her,
der an den beiden Enden je eine Öffnung 2.4 hat, die mit
Öffnungen
25 des äußeren Schiebers 6 die Dampfzuführung zu den Zylindern i und 2 steuern.
Die zugehörigen Öffnungen 2,I, 25 der beiden Schieber sind um i8o° gegeneinander
versetzt. Die Form der Öffnungen 24, 25 ist in der Abwicklung gemäß ebb. ,4 bis
6 wiedergegeben.
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Die Abdichtung der Schieber 5 und 6 gegeneinander und gegen das Gehäuse
4. erfolgt durch Metalldichtungsringe 26. Die Packung des inneren Schielters 5 wird
zwischen einer Wand 27 des Schiebers 6, einem Distanzring 28 und den Lagerbüchsen
und z z festgespannt. Die Packung des äußeren Schiebers 6 liegt fest zwischen einer
Wand 29 des Gehäuses 4, einem Distanzring 30 und einem Deckel 31.
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Die beiden Schieber werden von einer geineinsamen Antriebswelle 32
angetrieben, die ihre Bewegung durch eine Kette 33 o. dgl. von der Kurbelwelle erhält.
Die Welle 32 ist in dein Getriebegehäuse 14 in Kugellagern 34 gelagert und durch
ein Wendegetriebe 35 mit einer Welle 36 gekuppelt, die in dem gleichen Gehäuse in
einem Kugellager 37 gelagert ist. Auf der Welle g2 sitzt ein Stirnrad 38, das mit
einem auf dem Lagerzapfen 18 des inneren Schiebers 5 sitzenden Zahnrad 39 in Eingriff
steht. Das. Zahnrad 39 liegt zwischen der Lagerbüchse 16 und einem Drucklager 4o;
das von einer am Rahmen 14 befestigten Büchse 41 getragen wird. Der Lagerzapfen
18 hat Längsnuten 42, um das Zahnrad 39 mit dem Zapfen 18 bei Drehung zu kuppeln
und eine Verschiebung des Zapfens gegenüber dem Zahnrad zuzulassen.
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Die Welle 36 trägt ein Zahnrad 43, das mit einem Zahnkranz 44 der
Büchse i i des äußeren Schiebers 6 in Eingriff steht.
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Das Wendegetriebe 35 besteht aus dem treibenden Kegelrad 45 der Welle
32, dem getriebenen Kegelrad 46 der Welle 36 und den Wendekegelrädern 47, deren
Lagerkörper 4.$ im Gehäuse 1.1. drehbar gelagert ist. Der Lagerkörper 48 ist mit
einem Hebel 49 verbunden (Abb.2), der eine Einstellung der Kegelräder 47 ermöglicht.
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Durch das Wendegetriebe 35 wird die Drehrichtung der Welle 32 im umgekehrten
Sinne auf die Welle 36 übertragen. Die beiden Rohrschieber 5 und 6 führen also eine
gegenläufige Bewegung zueinander aus, so daß die Dampfwege zu den Zylindern r und
2 durch die Öffnungen 24, 25 sehr rasch geöffnet und abgesperrt werden. Die Maschine
kann daher mit großer Drehzahl laufen.
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Werden die Kegelräder 47 mittels des Handhebels 49 verstellt, so verdreht
sich der äußere Schieber 6 gegenüber dem inneren Schieber 5, so daß der Zeitpunkt,
in dem die Öffnungen 24, z5 miteinander in Deckung kommen, sich ändert. Die Voreinströmung
-kann auf diese Weise geregelt werden. Wird die Voreinströmung so groß gestellt,
daß, der Kolben durch den Dampfdruck zurückgeworfen wird, so dreht sich der Lauf
der Maschine um, Diese Verhältnisse werden durch die Abb. 5 und 6 klargestellt.
In allen drei Abbildungen ist die Stellung der Öffnungen 24, 25 am Beginn der Dampfeinströmung
wiedergegeben, wenn also die- Öffnungen 24, 25' sich gerade berühren. Die waagerechte
Linie 0-0 entspricht der oberen Totpunktlage des Kolbens. Gemäß Abb. 4. erfolgt
die Einströmung genau in der oberen Totpunktlage des Kolbens. Die Voreinströmung
ist Null. Gemäß Abb.5 ist der äußere Schieber zu dein inneren so @ eingestellt,
daß die Kanäle 24, 23 sich übereinanderschieben, wenn -der Kolben um den dem Umfangsweg
v entsprechenden Betrag von der Totpunktlage. entfernt ist. Dieser Betrag v stellt
das Maß der Voreinströrnung dar. Gemäß Abb. 6 ist das Maß der Voreinströmung auf
den Betrag v' gewachsen. Die Dampfeinströmung erfolgt so früh vor der Totpunktlage
des Kolbens, daß der Kolben nicht mehr imstande ist, den Dampfdruck zu überwinden,
und seine Bewegungsrichtung umkehrt. Die Kurbelwelle und damit auch die Schieber
werden im umgekehrten Sinne angetrieben. Die Öffnung 25 des äußeren. Schiebers tritt
von der anderen Seite -mit der Öffnung 24 des inneren Schiebers in Berührung. Die
Öffnung beginnt bei der Stellung 25'. Das Maß der Voreinströmung für den Rückwärtsgang
ist jetzt durch den Betrag v' bestimmt.
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Die Füllungsregelung erfolgt durch eine axiale Verschiebung des inneren
Schiebers, die zur Folge hat, daß die Öffnungen 24 und 25 nur mit einem Teil ihrer
Breite in Deckung kommen.
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In Abb. 3 ist der Zustand wiedergegeben, kurz. bevor die Öffnung 25
des äußeren Schiebers 6 vor die Öffnung 3 des Zylinders tritt und die Öffnung 24
des inneren Schiebers 5 mit der Öffnung 25 des äußeren Schiebers in Deckung kommt.
Der Kolben 5o ist kurz vor seiner Totpunktlage. Der Dampf tritt im Augenblick der
Öffnung der Dampfwege auf dein Wege 24, 2.5, 3 in den Zylinder über. Sobald die
Öffnungen 24, ;25 völlig außer Deckung sind, hört die Dampfzuführung auf, der Dampf
expandiert und treibt den Kolben 5o arbeitleistend zurück. Der expandierte Dampf
strömt in der bei Gleichstromdampfn iaschinen üblichen Weise durch Öffnungen 5 i
in die Abdampfleitung 52.
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Diese Schieberkonstruktion gibt die Möglichkeit, den bei Gleichstromdampfmaschinen
üblichen Hilfsauslaß für den von dem Arbeitspiel der Zylinder zurückgelassenen Abdampf,
der
bei dem nächsten Hochgang des Kolbens komprimiert wird, zu steuern. Zu diesem Zweck
ist die COffnung 3 des Zylinders durch einen Kanal 53 erweitert (Abb. i ), der bei
dem Umlauf des äußeren Schiebers von einer in dieser vorgesehenen Kammer 54 bestrichen
wird. Die Kammer bestreicht am anderen Ende einen Ringkanal 55, der durch Bohrungen
56 an einen Ringkanal 57 gelegt ist. Der Ringkanal 57 steht mit der Abdampfleitung
in Verbindung. Der im Zylinder verbliebene Abdampf wird daher durch den hochgehenden
Kolben, während des Vorbeistreichens der Kammer 54 an dem Kanal 53, in die Abdampfleitung
gedrückt.
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Der Schieber läßt sich mit gleichem Vorteil auch für doppelt wirkende
Gleichstromdampfmaschinen verwenden. Eine derartige Anordnung zeigt Abb. 7. In diesem
Falle wird der Zylinder an beiden Enden mit einer Dampfeinströmöffnung 3 versehen.
Im übrigen ist aber die Einrichtung genau die gleiche. Die Abbildung zeigt den Zeitpunkt
bei Eröffnung der Darnpfeinströmung auf der einen Kolbenseite und der Abströmung
des Dampfes durch (len Auslaß 51, 52 und den Hilfsauslaß 54. auf der anderen Kolbenseite.