DE54634C - Steuerung «mit Coulisse mit zwei nicht concentrischen Gleitbahnen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAM

KLASSE 14: . Dampfmaschinen.

Eine für beide Cylinderenden passende Ventilbewegung bei Dampfmaschinen wird nach vorliegender Erfindung von einer Steuerkurbel oder einem Excenter aus unter Anwendung nur einer Doppelcoulisse erreicht, die mit nichtconcentrischen äufseren oder inneren Gleitbahnen versehen ist, welche von einer Steuerstange, auf welcher sich zwei Gleitstücke befinden, bewegt wird. Diese eigenthümliche Coulisse kann von einem in kreisförmiger, elliptischer oder ähnlicher Bahn laufenden Steuerzapfen oder Excenter bewegt werden. Die beiden nichtconcentrischen Gleitbahnen der Coulisse werden von den Ventileröffnungslagen der Steuerkurbel als Mittelpunkt mit passenden Radien beschrieben.

Fig. ι bis 6 der Zeichnung zeigen eine solche Steuerung in einigen Ausführungsbeispielen, in Ansichten und Schnitten.

Wie in Fig. 1 beiliegender Zeichnung gezeigt, wird von einer Steuerkurbel oder einem Excenter E aus die Steuerungsbewegung für die Einlafsventile beider Cylinderenden abgeleitet. Diese Steuerkurbel E bewegt sich in der Pfeilrichtung, und trägt die Steuerkurbelstange M zwei Gleitstücke g' und g". Die einzige Coulisse dieser Steuerung hat zwei nichtconcentrische Gleitbahnen C und C", welche von den Ventileröffnungslagen E' und E" der Steuerkurbel als Mittelpunkt mit den Radien r' und r" beschrieben sind. Die Lage der Steuerkurbel in K¹ in der Richtung v' entspricht der Ventilvoreröffnungslage der Maschinenkurbel für das hintere Cylinderende, während die Lage E" der Steuerkurbel in der Richtung v", mit der Voreröffnungslage der Maschinenkurbel für das vordere Cylinderende übereinstimmt.

Befindet sich die Steuerkurbel in E', so hat sich das Gleitstück g' eben an die vom Mittelpunkt E' mit dem Radius r' beschriebene Kreisbahn e' der Doppelcoulisse angelegt, während, wenn die Steuerkurbel in E" ist, sich eben das Gleitstück g" an die mit dem Radius r" von E" aus beschriebene andere Kreisbahn e" der Doppelcoulisse anlegt.

Je nach der vom Regulator mittelst Stange T oder in anderer Weise bestimmten Lage der Steuerkurbelstange M wird von der Kreisbahn der Steuerkurbel ein gröfseres oder kleineres Segment abgeschnitten oder eine einer gröfseren oder kleineren Füllung entsprechende Ventilbewegung hervorgerufen. Dadurch, dafs das Verhältnifs der Länge der Steuerkurbelstange ein ähnliches ist, wie das des Radius der Maschinenkurbel zur Pleuelstange der Maschine, und dadurch, dafs die Steuerkurbelstange M in gleicher Weise wie die Pleuelstange der Maschine gegen die convexe und concave Seite des Kurbelkreises arbeitet, wird für alle Füllungsgrade eine nahezu gleiche Füllung vorn und hinten im Dampfcylinder hervorgerufen.

Es ist gut, wenn die Gleitstücke durch leichte Federn mit ihren unteren Enden stets an die Coulissenflächen angedrückt werden. Bei den höheren Lagen der Gleitstücke g' und g", d. h. bei kleinen Füllungen ist die die Ventilbewegung hervorrufende Bewegung der Steuerkurbelstange M gering, und der Hebelarm, an welchem die Gleitstücke gegen den Drehpunkt an der Coulisse wirken, sehr klein, wodurch eine für alle Füllungsgrade ziemlich

gleiche Ventilerhebung hervorgerufen wird. Auf den Enden der Coulissenachse H, Fig. ι, sitzen zwei Hebel J' und J" in entgegengesetzter Richtung, so dafs mittelst der abwälzenden Zwischenhebel Z von dieser einen Achse H aus das vordere und hintere Einlafsventil abwechselnd bewegt wird. In gleicher Weise wird mittelst Excenter und Stange B, Achse N und der entgegengesetzt stehenden Hebel Y' und Y", sowie der abwälzenden Hebel Z" die Bewegung der Auslafsventile durch ein Excenter hervorgerufen.

In Fig. 2 ist eine ähnliche Anordnung der Doppelcoulisse gezeigt, bei welcher die beiden nichtconcentrischen Gleitbahnen C und C" innen liegen. Die Einströmungsventilvoreröffnungslage E' des Kurbelzapfens bildet mit Radius r' den Mittelpunkt der Gleitbahn C für die Steuerung des hinteren Cylinderendes, während die Voreröffnungslage E" des Kurbelmittels den Mittelpunkt der nach Radius r" beschriebenen Gleitbahn C" für die Steuerung des vorderen Cylinderendes giebt.

Die Entfernung E' bis zur Gleitfläche g' und die Entfernung E" bis zur Gleitfläche g" bei beiden Steuerungsanordnungen, Fig. ι bezw. Fig. 2, können gleich oder besser etwas kleiner (bezw. bei Anordnung Fig. 2 etwas gröfser) sein als die Radien r' und r" der. Gleitbahnen. Hierdurch werden die Gleitstücke vor dem Beginn der Ventileröffnung an die betreffenden Gleitbahnen der Doppelcoulisse angelegt, wodurch alle Stöfse vermieden werden.

Es müssen dann die beiden Gleitflächen C und C" der Doppelcoulisse in ihrer Winkellage um den Drehpunkt H der Coulisse aus einander bezw. bei Anordnung Fig. 2 gegen einander gerückt werden, was jedoch nur auf den Leerlauf der Steuerungsorgane Einflufs hat, ohne die Steuerungswirkung selbst zu verändern.

Bei der Steuerungsanordnung Fig. 1, wo die Steuerung auf Mitte Cylinder gestellt gedacht ist, ist am Ende der in der Pfeilrichtung rotirenden, parallel zur Maschinenachse liegenden Steuerwelle K der eine Steuerkurbelzapfen angeordnet, auch kann die Steuerwelle durchgehen und dieser Kurbelzapfen durch ein Excenter ersetzt werden. Auch kann die Steuerung auf Mitte Cylinder oder am Ende des Maschinenbettes angeordnet werden, in welchem Falle die Achsen H und N entsprechend gegen den Cylinder zu verlängern sind.

Um die complicirte Steuerwelle und deren Kegelradantrieb zu vermeiden, wird die Steuerung, wie in Fig. 4 und 5 und 6 gezeigt, angeordnet. Die kurze Steuerwelle w wird mittelst der Schleppkurbel b von der Maschinenkurbel aus angetrieben. Das Antriebskegelrad des Regulators besteht mit der hohlen Welle, welche den Zapfen der Schleppkurbel und der Steuerkurbel umschliefst, und dem Excenter der Auslafsventilsteuerung aus einem Stück. Sowohl die Schleppkurbel b als auch die Steuerkurbel E sind gegen einander und gegen die hohle Excenterwelle verstellbar, um die Steuerung für alle Fälle einstellen zu können. Die Steuerwelle bewegt sich in der Pfeilrichtung, Fig. 5, und liegen die Voreröffnungslagen der Steuerkurbel in den Riebtungen v' und v", von welchen Steuerkurbellagen E' und E" aus die Gleitbahnen C und C" der Doppelcoulisse nach den Radien r' und r", Fig. 5, beschrieben sind. Wie früher beschrieben, wird so die Steuerungsbewegung für beide Cylinderenden der Achse H mitgetheilt, während vom Excenter mit Stange B aus die Achse JV die Bewegung für beide Auslafsventile erhält.

Vom Regulator wird mittelst des Winkelhebels u' u" u'" und der Kuppelstange S¹. die Lage der Steuerkurbelstange M bestimmt, wodurch alle Füllungen zwischen ο und 90 pCt. hervorgerufen werden können.

Um nun die Ventilbewegungen der Achsen H und N, Fig. 4 und 5, auf die Ventile selbst zu übertragen, sind auf diesen Achsen Doppelhebel m' und n' angeordnet, welchen, wie in Fig. 6 gezeigt, genau gleiche und ihnen parallele Hebel m" und n" am Dampfcylinder entsprechen.

Jedes Hebelpaar m' m" und n' n" ist mittelst zweier gespannter Drähte ρ' ρ" fest verbunden und überträgt so ohne wesentliche Massenbewegungen die Ventilbewegungen der Achse H auf Achse H" und der Achse N auf Achse N" am Dampfcylinder, von wo aus diese Bewegungen mittelst der in Fig. 6 gezeigten (oder beliebig anders angeordneten) Gegenhebel auf die Ventilspindel und Ventile übertragen werden.

Bei sehr grofsen Maschinen wird es gut sein, die langen Drähte p'p" der Aus- und Einlafssteuerung mit einem sehr leichten Traghebel F, Fig. 6, zu versehen, in dessen drehbare Enden die durchgehenden Drähte p'p" eingeklemmt sind.

Der Steuerungsmechanismus, Fig. 4 und 5, kann in vier und fünf Gröfsen ausgeführt und für die Steuerung von Maschinen aller Gröfsen verwendet werden.

Auch kann er in Combination mit dem in Fig. 3 gezeigten (oder einem ähnlichen) Expansionsventil zum Umbau alter Dampfmaschinen oder Neubau kleinerer Schiebermaschinen mit einem Expansionsventil für beide Cylinderenden dienen. An der Spindel des Expansionsventils greifen zwei Hebel V und Z" in entgegengesetzter Richtung an. Auf der seitlich von der Ventilspindel gelagerten Achse O befindet sich ein doppelarmiger Hebel V i", welcher von dem correspondirenden, hierzu parallelen Hebel m' der Achse H des Steuer-

apparates, Fig. 4 und 5, mittelst der Drähte ρ' p" bewegt wird. Diese oscillirende, für beide Cylinderenden passende Ventilbewegung wird durch den auf der Achse O gegen die Ventilspindel freitragend aufgekeilten doppelarmigen Daumenhebel t' t" so übertragen, dafs nur das eine Ventil die Expansionsbewegung für beide Cylinderenden erhält, während eine beliebige (alte oder neue) Muschelschiebersteuerung oder eine andere Steuerung die Vertheilung des Dampfes gegen die Cylinderenden besorgt.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Bei Steuerungen die Anordnung einer auf einer Uebertragungsachse (H) sitzenden Coulisse, welche zwei (ungefähr von den Voreröffnungslagen der Steuerkurbel oder des Excenters aus beschriebene) nichtconcentrische Gleitbahnen (C C") hat und von einem Steuerzapfen oder Excenter (E) aus mittelst einer Steuerstange und zweier Gleitstücke (g' g") so bewegt wird, dafs die Uebertragungsachse (H) eine für beide Cylinderenden passende und allen Füllungsgraden entsprechende Bewegung erhält.
   Bei der zu 1. bezeichneten Steuerung die Uebertragung der Ventilbewegung mittelst der Doppelhebel m' H H" bezw. V Oi" (Fig. 3, 5 und 6) auf zwei Ventile oder auf ein Expansionsventil durch straff gespannte Drähte oder Bänder (p' ρ") und die gebräuchlichen Gegenhebel.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.