DE521872C - Hydraulische Ventilsteuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Ventilsteuerung, insbesondere für Kolbenmaschinen, bei welcher der Kraftkolben der Ventile durch einen Steuerschieber abwechslungsweise mit einer die Steuerflüssigkeit fördernden Kolbenpumpe und einem Auslaß in Verbindung steht. Sie besteht darin, daß die Kolbenpumpe so viel Förderstöße je Umdrehung der Maschine ausführt,

ίο als Ventileröfifnungen auszuführen sind und ihr Antriebsexzenter derart aufgekeilt ist, daß ihr Kolben die höchste Geschwindigkeit hat, wenn der Steuerschieber die Leitung zum Kraftkolben des Kraftmaschinenventils öffnet. In der Steuerflüssigkeitsleitung kann außerdem zwischen Pumpe und Steuerschieber mindestens ein Zylinder mit belastetem Kolben als druckregelnder Flüssigkeitsspeicher und als Sicherheitsventil vorgesehen

so sein.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes an einer Steuerung für die Einlaßventile einer Dampfmaschine schematisch dar.

Der im Zylinder ι einer Dampfmaschine bewegte nichtgezeichnete Kolben überträgt die Arbeit auf die Kolbenstange 2, den Kreuzkopf 3 und die Schubstange 4, welche ihrerseits die Kurbel 5 der Kurbelwelle 6 in drehende Bewegung versetzt. Auf die Kurbelwelle 6 ist ein Kegelrad 7 aufgekeilt, welches in ein entsprechendes, auf der Steuerwelle 8 sitzendes Kegelrad 9 eingreift und die Steuerwelle in dem durch den Pfeil angegebenen Sinn antreibt. Die Steuerwelle 8 treibt durch ein Exzenter 10 die die Steuerflüssigkeit fördernde Pumpen, den Geschwindigkeitsregler 12 und die Flüssigkeitssteuervorrichtung 13 an, welche das Einlaßventil 14 der Dampfmaschine steuert.

Die Pumpen saugt die Steuerflüssigkeit durch das Saugventil 15 mittels des im Zylinder 16 befindlichen Kolbens 17 an, welcher durch die Schubstange 18 in Bewegung gesetzt wird. Sie drückt hierauf die Flüssigkeit über das Druckventil 19 in die Druckleitung 20. An diese ist neben einer Hilf sflüssigkeitspumpe 21 ein Flüssigkeitsspeicher 22 angeschlossen, durch welchen die Steuerflüssigkeit mit vergrößerter Geschwindigkeit unter den Kraftkolben 27 des Ventils 14 gepreßt wird. Der Flüssigkeitsspeicher 22 weist einen Kolben 23 auf, welcher durch die Feder 24 auf der einen Seite und durch die zu speichernde Flüssigkeit auf der anderen Seite belastet ist. Wenn der Druck in der Leitung 20 ein gewisses zulässiges Maß überschreitet, wird der Kolben 23 so weit nach unten gedrückt, bis er die Abflußöffnung 25 freilegt und die überschüssige Steuerflüssigkeit durch diese ins Freie gelangen läßt. Beim Abfallen des Druckes in der Leitung 20 preßt der Kolben 23 die im Zylinder 22 aufgespeicherte Flüssigkeit in die Förderleitung, wodurch ein unerwünschtes Absinken des darin herrschenden Druckes vermieden wird. Für den Fall, daß in der Leitung 20 kein Druck vorhanden ist, sitzt der Kolben 23 auf besonders angeordneten, z. B. als Anschlag 26 ausgebildeten Bremsen auf.

Im Steuerzylinder 29 bewegt sich der Schieber 28 derart, daß er zum öffnen des Ventils 14 die Leitung 20 mit der zum Raum

30 führenden Leitung 31 verbindet, für das Schließen des Ventils 14 jedoch die Leitung

31 mit dem Ablauf kanal 32 in Verbindung setzt. Der Antrieb des Steuerschiebers 28 erfolgt durch das auf der Steuerwelle 8 aufgekeilte Exzenter 34. Der Hebel 35 ist einerseits durch die Schubstange 36 mit dem Steuerschieber 28 gelenkig verbunden und sitzt andererseits an einem Gelenk 42 des Regelhebels 37, welcher um eine feste Achse 38 drehbar ist. Das andere Gelenk 43 des Regelhebeis 37 ist durch einen Lenker 39 mit dem Winkelnebel 40 verbunden, welcher in die Hülse 41 des Reglers 12 eingreift.

Die Arbeitsweise der Ventilsteuerung ist die folgende:

Für das Anfahren der Dampfmaschine fördert zuerst die von einer besonderen Maschine angetriebene Hilfspumpe 21 Steuerflüssigkeit in die Leitung 20, wobei ein allfälliger Überfluß durch die Öffnung 25 des Flüssigkeitsspeiehers 22 ins Freie entweichen kann, sobald der Kolben 23 diese öffnung freilegt.

Während des normalen Betriebes wird die Hilfsflüssigkeitspumpe2i stillgesetzt, und die Pumpe 11 übernimmt die Förderung der Steuerflüssigkeit, derart, daß die Förderung stoßweise während einer halben Umdrehung gemäß einer Sinuslinie erfolgt und während der anderen halben Umdrehung vollständig aussetzt. Das Antriebsexzenter 10 der Flüssigkeitspumpe 11 ist so auf die Steuerwelle 8 gekeilt, daß der Kolben 17 sich in der Mitte seines Förderhubes befindet und dabei die größte Geschwindigkeit aufweist, wenn der Steuerschieber 28 die steuernde Kante der Leitung 20 für Öffnen überschleift.

Dadurch wird erreicht, daß die Steuerflüssigkeit zu Beginn der Eröffnung des Einlaßventils 14 dieses mit der größten Fördergeschwindigkeit zugeführt wird, wodurch ein rasches öffnen des Einlaßventils und somit eine genaue Steuerung der Dampfmaschine erreicht wird. Während der geschlossenen Stellung des Einlaßventils 14 fördert die Pumpe 11 entweder nur mit kleiner Geschwindigkeit, wodurch der Speicher 22 wieder aufgefüllt wird, oder überhaupt nicht. Diese Wahl der Aufkeilwinkel von Pumpen und Steuerexzenter 10 und 34 bedeutet eine Verminderung der von der Pumpe 11 aufzuwendenden Arbeit, welche anstatt dessen an die Maschinenwelle 6 nutzbar abgegeben werden kann.

Wenn der Steuerschieber 28 sich in der gestrichelt eingezeichneten Lage befindet, so daß die von der Flüssigkeitspumpe 11 geförderte, zusammen mit der im Speicher 22 aufgespeicherten Flüssigkeitsmenge unter den Kolben 27 des Ventils 14 gelangen kann, wird dieses von seinem Sitz 49 abgehoben und öffnet dem aus der Einlaßleitung 50 eintretenden Dampf den Weg zum Zylinder 1. Sobald der untere Teil des Schiebers 28 die Ableitung 32 freigibt (ausgezogen gezeichnete Lage) und die unter dem Kraftkolben 27 befmdliche Flüssigkeit abfließen kann, wird das Ventil 14 unter dem Druck der Feder 48 geschlossen.

Die Füllung der Maschine wird durch den Geschwindigkeitsregler 12 bestimmt, dessen Hülse 41 sich bei Erhöhung der Drehzahl nach rechts und bei Verminderung derselben nach links bewegt. Bei einer Steigerung der Drehzahl wird sich der Winkelhebel 37 der durch die Linie α angedeuteten Stellung nähern, in welcher der Schieber 28 eine Verbindung zwischen den Leitungen 20 und 21 nicht mehr herstellt, so daß das Einlaßventil 14 nicht mehr geöffnet wird.

Bei sinkender Drehzahl nähert sich der S5 Hebel 37 der durch die Linie b angedeuteten Stellung, in welcher der an sich unveränderliche Hub des Schiebers 28 an höhere Stellen im Zylinder 29 verlegt wird als in der der Nullfüllung entsprechenden Stellung a des Winkelhebels 37, wodurch die Öffnungszeit für die Leitung 20 und damit für das Einlaßventil 14 vergrößert wird. Zu gleicher Zeit wird die höchste Schieberstellung zu einem immer späteren Zeitpunkt erfolgen, derart, daß der Zeitpunkt des Ventilöffnungsbeginnes immer noch mit der Voröffnungsstellung der Dampfmaschine übereinstimmt.

In gleicher Weise können auch die Auslaßventile einer Dampfmaschine gesteuert werden. Die Öffnungszeiten der Auslaßventile können in Abhängigkeit des Auslaßdruckes der Dampfmaschine dadurch gesteuert werden, daß die Hubendlagen des Steuerschiebers durch einen unter dem Einfluß des Gegendruckes stehenden Druckregler verstellt werden. Die Steuerschieber, Steuerflüssigkeitsspeicher und der Regler, ebenso die Steuerflüssigkeitspumpen können vorteilhafterweise insgesamt oder auch nur teilweise in einem einzigen Gehäuse vereinigt werden, um eine edrängte Bauart zu erhalten. In besonderen Fällen mag es vorteilhaft sein, für ein Ventil mehrere Flüssigkeitsspeicher anzuwenden.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Hydraulische Ventilsteuerung, insbesondere für Kolbenmaschinen, bei welcher der Kraftkolben der Ventile durch einen Steuerschieber abwechselungsweise mit einer die Steuerflüssigkeit fördernden

   Kolbenpumpe und einem Auslaß in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenpumpe (ii) so viel Förderstöße je Umdrehung der Maschine ausführt, als Ventileröffnungen auszuführen sind, und daß ihr Antriebsexzenter (io) derart aufgekeilt ist, daß ihr Kolben die höchste Geschwindigkeit hat, wenn der Steuerschieber (28) die Leitung zum Kraftkolben (27) des Kraftmaschinenventile öffnet.
2. 2. Hydraulische Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerflüssigkeitsleitung zwischen Pumpe und Steuerschieber mindestens ein Zylinder (22) mit belastetem Kolben (23) als druckregelnder Flüssigkeitsspeicher und als Sicherheitsventil vorgesehen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen