DE56115C - Vorrichtung zur Untersuchung der DampfvertheiJung an Dampfmaschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

KLASSE 42: Instrumente.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Apparat, welcher gestattet, die Dampfvertheilung an Dampfmaschinen durch Aufzeichnen von Diagrammen festzustellen.

Im Besonderen dient die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellte Ausführungsform desselben dazu, die Dampfvertheilungsverhältnisse bei Lokomotiven zu untersuchen.

Der Apparat besteht aus zwei Haupttheilen, nämlich dem Index A und dem Elektromagneten B mit der Schreibtafel h¹; aufserdem ist eine galvanische Batterie und einige Meter gut isolirter Leitungsdraht erforderlich.

Der Index A, Fig. 1, 2 und 3, wird, falls es sich um die Untersuchung von Lokomotiven handelt, mittelst des Bügels c an die vordere Schieberstopfbuchse festgeschraubt und besteht im wesentlichen aus einem eisernen Rahmen, welcher die Führungsleisten α¹ α² trägt, in welchen ein Holzschieber b gleitet, der durchbohrt ist und die Spindel e in sich birgt. Diese ist verstellbar und wird durch eine Mutter in der jedesmal erforderlichen Lage festgehalten. Das dem Schieber zugekehrte Ende der Spindel stöfst gegen die Stirnfläche der Schieberstange und folgt, da die Feder s die Spindel jederzeit fest gegen die Schieberstange drückt, genau den Bewegungen des Schiebers.

Auf der Vorderseite des Index sind sowohl auf dem Schieber b, als auch auf der unteren Führungsleiste α² Klemmschienen w¹ w^% angebracht , welche zwei Papierstreifen f und g fest einklemmen. Auf demjenigen Papierstreifen f, der auf dem Schieber b befestigt ist, wird der Querschnitt des Dampfschiebers und auf dem anderen der Querschnitt des Schieberspiegels (Schiebergrundfläche) aufgerissen; dieselben sind in der Zeichnung durch die schraffirten Linien angedeutet.

In der oberen Führungsleiste ist eine Millimeterscala eingelassen, um beim Einstellen des Holzschiebers den Schieberweg ablesen zu können.

Ferner befindet sich auf der oberen Führungsleiste a^l eine Platte h, auf welcher durch einen Rahmen h\ der festgeschraubt wird, ein Streifen Cartonpapier befestigt werden kann. Auf einer Gleitschiene i, welche wiederum auf der Klemmschiene jp¹ des Holzschiebers b befestigt ist, bewegt sich ein zugespitzter Stahlstift k, der als Schreibstift dient und die Aufzeichnung des Schieberhubes und der gröfsten Kanalöffnung bewirkt.

Die Rückseite des Index dient zur Aufnahme der Contactschliefser Z, die so angeordnet sind, dafs beim Beginn der Einströmung, Ausdehnung, Zusammenpressung und des Ausblasens des Dampfes durch einen metallischen Contact Stromschlufs der Batterie stattfindet. Die Contactschliefser Z können auf der Führungsplatte m verstellt werden, so dafs sie jederzeit den betreffenden Schieberabmessungen ganz genau entsprechend eingestellt werden , können.

Während nun der Holzschieber b durch den Dampfschieber zwischen den Führungsleisten α¹ α² bewegt wird, gleiten- die aus Messing oder Rothgufs gefertigten Contactschliefser I mit ihren messerartigen Schneiden über eine Elfenbeinplatte u, in welcher in bestimmten, unter einander gleichen Abständen metallisch zusammenhängende, 1 mm starke

Kupferstreifen ο eingesetzt sind. Sobald die messerartige Schneide bei ihrer Bewegung über einen dieser Streifen hinweggleitet, wird der Strom geschlossen.

Die Führungsplatte m, sowie die Streifen ο sind durch Leitungsdrähte mit der auf dem Laufbrett der Lokomotive aufgestellten Batterie einerseits, mit dem Elektromagneten B andererseits verbunden, und zwar sind sämmtliche Apparate hinter einander geschaltet.

Der Elektromagnet B, Fig. 4 und 5, ist auf einer Gleitschiene q befestigt, auf welcher er vermittelst einer Flügelmutter verstellt werden kann. Die Gleitschiene q wird an dem Kreuzkopf der Maschine festgeschraubt.

Durch Anziehen des Ankers des Elektromagneten wird ein Schreibstift r, welcher an dem Anker ρ des Elektromagneten B befestigt ist, gegen ein auf einer Holztafel durch die Schienen t und Feder u befestigtes Blatt Cartonpapier gedrückt und bezeichnet auf diese Weise die durchlaufenen Kolbenwege in den oben bezeichneten vier Schieberstellungen. Die Tafel h² wird an der Parallele des Kreuzkopfes angebracht. Ein zweiter Schreibstift s, welcher über dem ersten angeordnet ist, dient zur Aufzeichnung des Kolbenhubes.

Durch die Schraube ν kann der Schieber b festgelegt werden.

Die Benutzung und Wirkungsweise des Apparates ist folgende:

Angenommen, es soll an einer im Betriebe befindlichen, mit Allan'scher Steuerung ausgerüsteten Lokomotive die Dampfvertheilung untersucht werden, und die Abmessungen des Schiebers und des Schieberspiegels seien bekannt.

Es werden zunächst zwei 40 mm breite Streifen Zeichenpapier, wie aus der Zeichnung, Fig. i, hervorgeht, auf dem Index A befestigt. Auf dem einen dieser beiden Streifen wird der Querschnitt des Dampfschiebers, auf dem anderen der Querschnitt des Schieberspiegels aufgerissen. Darauf wird der Schieber b genau in die Anfangsstellung des Dampfspiegels eingestellt und in dieser Lage durch die Stellschraube ν festgehalten. Auf der Rückseite des Index wird nun der jener Stellung entsprechende Contactschliefser / genau auf die Mitte des Kupferstreifens eingestellt und nun, da jetzt der Apparat für die eine Schieberstellung genau justirt ist, die Stellschraube ν wieder gelöst.

Auf dieselbe Weise werden die übrigen Contactschliefser eingestellt. Nachdem nun auf der Platte h ein passendes Stück Cartonpapier befestigt worden ist, wird mittelst des Stahlstiftes k, den eine Spiralfeder gegen das Papier drückt, in dasselbe zwei parallele Linien eingerissen. Zu diesem Zwecke ist das den Stift tragende Gehäuse verstellbar. Darauf wird der Index A, da er vollständig vorbereitet ist, auf die Schieberstopfbüchse derjenigen Seitej der Lokomotive aufgeschraubt, welche untersucht werden soll.

Die Holztafel h² wird dann in geeigneter Weise an der Parallelen und der Elektromagnet B am Kreuzkopf befestigt; dabei ist darauf zu achten, dafs die Spitzen der Schreibstifte r und s einen bestimmten, ca. 3 mm betragenden, von der Bewegung des Kreuzkopfes nicht beeinflufsten Abstand von der Tafel ft² behalten.

Nach diesen Vorbereitungen mufs der Schieber b richtig eingestellt werden, was dadurch geschieht, dafs man die Kurbel der betreffenden Lokomotivseite beispielsweise auf den hinteren todten Punkt stellt, so dafs der Dampfschieber den hinteren Einströmungskanal um das Mafs der Voreilung geöffnet hat. Durch die Spindel e wird der Schieber b entsprechend dem Mafs der Voreilungsöffnung richtig gestellt. Alsdann wird die Steuerung zweckmäfsig auf denjenigen Expansionsgrad gelegt, mit dem die Maschine am meisten arbeitet.

Darauf wird der Stift k zur Aufzeichnung des Schieberhubes und der Schreibstift s zur Aufzeichnung des Kolbenhubes ausgelöst, die Leitungsdrähte in entsprechender Weise gelegt und die Maschine verschoben.

Da zunächst nur die Kolbenwege für die Einströmung aufgezeichnet werden sollen, werden die beiden mittleren Contactschliefser dadurch aufser Thätigkeit gesetzt, dafs sie angehoben und durch Gabeln verhindert werden, wieder zurückzuschnellen. Die auf der Schreibtafel verzeichneten Kolbenwege werden ausgemessen und das gefundene Mafs verglichen, um bei etwaiger Abweichung den Schieber b entsprechend einstellen zu können.

Nimmt man beispielsweise an, dafs der Kolbenhub 560 mm beträgt, so wäre der Kolbenweg für 0,1 Füllung gleich 56 mm. Der auf der Schreibtafel aufgezeichnete Kolbenweg beim Beginn der Expansion beträgt aber hinter dem Kolben 66 und vor demselben 46 mm. Um aber zu beiden Seiten des Kolbens gleiche Kraftwirkungen zu erhalten, müfste der Kolbenweg hinter dem Kolben um die halbe Differenz kürzer sein als vor demselben; man hätte dann zu beiden Seiten 56 mm Kolbenweg. Die Schieberschubstange ist also um etwas zu lang, das Wieviel ergiebt sich aus der Länge der Markirungsstriche auf der Schreibtafel;

Da nämlich der Kupferstreifen, über welchen die Contactschliefser hinweggleiten, 1 mm stark ist, so wird bei dem Uebergang der Contactschliefser über den Streifen auch der von dem Elektromagneten beeinflufste Schreibstift r einen bestimmten Weg auf der Schreibtafel be-

Claims (1)

1. schreiben, dessen Gröfs'e ein Mais abgiebt für das Verhältnifs der Kolben - zur Schiebergeschwindigkeit.

   Nachdem der Schieber b richtig gestellt ist, kann zur Aufnahme der vollständigen Diagramme für jeden beliebigen Expansionsgrad geschritten werden.

   Vergegenwärtigt man sich die Bewegung des Dampfschiebers, so wird, wenn die Kurbel auf dem hinteren todten Punkt steht, der üampfschieber den hinteren Einströmungskanal bereits geöffnet haben. Bewegt sich dann die Lokomotive in entsprechender Richtung fort, so würde der Schieber den hinteren Einströmungskanal zunächst weiter öffnen und dann schliefsen; es tritt der Contact in Wirksamkeit. Es bezeichnet also der erste Strich auf der Schreibtafel, vom Anfang des Hubes an gerechnet, den Weg für die Füllungsdauer oder für den Beginn der Expansion hinter dem Kolben. :

   Der Schieber bewegt sich in derselben Richtung weiter und wird dann den vorderen Ausströmungskanal schliefsen; daher bezeichnet der zweite Strich auf dem Diagramm den Beginn der Compression vor dem Kolben.

   Bei weiterer Fortbewegung des Schiebers wird dann der Ausströmungskanal hinter dem Kolben geöffnet, folglich kennzeichnet die dritte Marke den Beginn der Ausströmung hinter dem Kolben.

   Bevor .nun die Kurbel auf den vorderen todten Punkt gelangt, wird der vordere Einströmungskanal geöffnet; infolge dessen zeigt der vierte Strich den Beginn, der Einströmung vor dem Kolben an.

   Ist die Kurbel auf dem vorderen todten Punkt angelangt, dann wird der Elektromagnet auf der Gleitschiene um einen Theilstrich verschoben, so dafs nunmehr die Kolbenwege für den Rückgang des Kolbens aufgezeichnet werden können.

   In dieser Weise liefsen sich die Diagramme sämmtlicher Expansionsgrade aufzeichnen; im allgemeinen genügt jedoch für derartige Untersuchungen die Feststellung der Diagramme für den höchsten und niedrigsten Expansionsgrad.

   Der neue Apparat soll nicht nur zum Reguliren der Steuerung dienen, sondern auch ein Mittel an die Hand geben, die Construction der Steuerung selbst auf ihre Richtigkeit zu prüfen.

   Es ist selbstverständlich, dafs die Anwendung desselben auf Lokomotiven allein nicht beschränkt ist.

   Pa τ ε nt-Anspruch:

   Eine Vorrichtung zur Untersuchung der Dampfvertheilung an Dampfmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dafs ein den Bewegungen des Dampfschiebers folgender verstellbarer Schieber b einerseits durch einen Stift k auf einer Tafel h die Schieberwege aufzeichnet, andererseits durch in gewissen Abständen erfolgenden Stromschlufs einer galvanischen Batterie mittelst eines der Kolbenbewegung folgenden und mit einem Schreibstift versehenen Elektromagneten die Zeitpunkte der eintretenden Einströmung, Ausdehnung, Zusammenpressung und des Ausblasens des Dampfes mit den inzwischen zurückgelegten Kolbenwegen zu vergleichen gestattet.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.