DE564439C

DE564439C - Zweizylinderdampfmaschine mit versetztem Kolbenspiel

Info

Publication number: DE564439C
Application number: DEM117232D
Authority: DE
Original assignee: Oddesse Maschf GmbH
Current assignee: Oddesse Maschf GmbH
Priority date: 1931-10-13
Filing date: 1931-10-13
Publication date: 1932-11-18

Description

Zweizylinderdampfmaschine mit versetztem Kolbenspiel Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerung für Zweizylinderdampfmaschinen mit gestängelosen Schiebern, wie sie insbesondere für den Antrieb von Kesselspeisepumpen benötigt werden. Für diese hat man die einzelnen Steuerorgane bereits durch Dampf, durch Schleppschieber, dir= von der Kolbenstange oder den Kolben bewegt wurden, oder durch die Arbeitskolben selbst bewegen lassen. Alle diese Antriebsarten ergaben aber kein genügend sicheres Arbeiten. Denn insbesondere bei den Lokomotivkesselspeisepumpen bringen die Hubwechsel ohne versetztes Kolbenspiel in der Speiseleitung Stöße hervor, die die Rohrleitungen und Speiseventile zerstören und die Vorwärmerrohrwände undicht schlagen. Es inuß daher für unbedingte Aufrechterhaltung des Kolbenspiels gesorgt werden, um die Betriebssicherheit der Pumpen zu erhöhen.
Zu diesem Zweck wird nach der Erfindung durch den ersten Arbeitskolben mechanisch sowohl der Steuerschieber des zweiten Arbeitskolbens als auch der als Schleppschieber ausgebildete Vorsteuerschieber seines eigenen dampfbewegten Hauptsteuerschiebers bewegt. Es wird also die Hauptsteuerung des einen Arbeitskolbens mit der Vorsteuerung des anderen rein mechanisch durch den ersten Arbeitskolben allein bewirkt.
Der Antrieb kann hierbei in an sich bekannter Art von der Kolbenstange aus erfolgen, z. B. durch einen außenliegenden einarmigen Hebel, i durch den gleichzeitig der Schieberhub gegen über dem Kolbenhub verkleinert wird, oder durch einen starren Arm, er kann aber auch innerhalb der Dampfräume der Arbeitszylinder liegen und vom Kolben selbst ausgehen.
Diese Steuerung eignet sich sowohl für Zwillings- wie auch für Verbundanordnung der Dampfzylinder.
In den Zeichnungen sind drei verschiedene Ausführungsformen für Verbundmaschinen mit Aufnehmer dargestellt.
In Abb. z nimmt der Hochdruckspulenkolben G mit seinen inneren Kolbenrändern den Verteilungsschieber 7 des --\'iederdruckzylinders in der zweiten Hubhälfte unmittelbar durch Anstoßen mit. Als' Hochdruckzylindersteuerung ist die an sich bekannte Steuerung mit dampfgetriebenem Hauptschieber 14 und Vorsteuerschleppschieber g verwandt, bei welcher der Vorsteuerschieber von der Hochdruckkolbenstange mittels eines einarmigen Hebels angetrieben wird.
In Abb. : und 3 ist eine liegende Verbund-; maschine dargestellt, bei welcher der Niederdruckzylinder über dem vom Aufnehmer umgebenen Hochdruckzylinder zwecks leichteren Ablaufs des Niederschlagswassers aus dem J Niederdruckzylinder und zwecks Heizung des Aufnehmers durch den Hochdruckzylinder angeordnet ist. Der Verteilungsschieber g des N iederdruckzvlinders und der Vorsteuerschieber 7 des Hochdilickzylinders sind senkrecht zur Zylinderachse angeordnet und werden von einer gemeinsamen Schieberstange 8 bewegt, die in gleicher Weise wie bei der vorigen Ausführungsform von der Arbeitskolbenstange des Hochdruckzvlinders mittels Hebels bedient wird.
In den Abb.4, 5 und 6 liegen die Arbeitszvlinder nebeneinander, und der Steuerschieber des \iederdruckzylinders und der Vorsteuerschieber des Hochdruckzylinders sind wieder senkrecht zur Zylinderachse angeordnet und werden von einer gemeinsamen Schieberstange bewegt, die aber abweichend von den ersten beiden Beispielen durch einen Schubklotz 30 mit schräger Nut gesteuert wird, der von der Kolbenstange des Hochdruckzylinders mittels starren Armes angetrieben wird.
In Abb. 7 und 8 erfolgt der Steuerungsantrieb innen vom Hochdruckkolben aus, indem die gemeinsame Schieberstange 8 für den Vorsteuerschieber 9 des Hochdruckzylinders und den Steuerschieber 7 des Niederdruckzylinders mittels eines Gleitklotzes 6 angetrieben wird, der durch eine schräge Nut 3 in dem Mittelstück des als Langkolben ausgebildeten Hochdruckkolbens bewegt wird.
Abb. 9 zeigt einen Schnitt durch den Schieberkasten.
Diese Ausführungsform dient im besonderen für direkt wirkende, stehende Kesselspeisepumpen im Lokomotivbetrieb. Der Spulenraum des Hochdruckkolbens liegt im Aufnehmerdampf und ist gegen die Arbeitsräume des Hochdruckzylinders durch Kolbenringe abgedichtet. Eine zweite, parallel zur Kolbenbewegung in dem Spulenraum angeordnete Nut 4 verhindert durch das in sie eingreifende, im Arbeitszylinder befestigte Gleitstück 5 die Verdrehung des Langkolbens.
Der Antriebsarm 6 der Schieberstange 8 greift durch das Fenster 2 in die schräge Nut 3 ein. Die beiden Schieber können als Flachschieber und auch als Kolbenschieber ausgebildet sein. Anstatt des Antriebsarmes 6 kann in die Nut 3 auch ein Gleitstein eingreifen, der mittels eines innenliegenden Lbertragungshebels die Schieberstange 8 bedient.
In'f der dargestellten Anordnung treibt der Antriebsarm 6 nach der Niederdruckseite hin den als Flachschieber ausgebildeten Verteilungsschieber 7 des Niederdruckzylinders an und nach der anderen Seite hin den Vorsteuerkolbenschieber 9 für den Verteilungskolbenschieber des Hochdruckzylinders.
Das beschriebene Bewegungsgetriebe liegt in einem Schieberkasten ii, der mit dem Aufnehmer i ständig verbunden ist.
Der Verteilungsschieber 7 des Niederdruckzvlinders befindet sich etwa in seiner Mittelstellung, wenn der ihn antreibende Hochdruckkolben durch seine Hubmitte geht. Da die Deckungen des Flachschiebers nur sehr gering sind, muß die mit dem Hochdruckkolben vordringende schräge Nut 3 den Antriebsarm und mit ihm die Schieberstange 8 und den Verteilungsschieber 7 in seiner rechtwinklig zur Arbeitskolbenbewegung liegenden Bahn weiter verschieben, bis er kurz nach Überschreiten der Hochdruckkolbenhubmitte den entsprechenden Dampfeintrittskanal des Niederdruckzylinders im Schieberkasten ii eröffnet, d. h. mit dem Aufnehmer verbindet.
Der Niederdruckkolben 14' wechselt daher seinen Hub, kurz nachdem der Hochdruckkolben H seine Hubmitte überschritten hat.
Der Vorsteuerschieber 9 ist ein Schleppschieber, der von der Schubstange 8 erst mitgenommen wird, wenn sie sich ihren Hubenden nähert. Die hierfür bestimmten Anschläge an der Schubstange werden durch einstellbare Doppelmuttern gebildet.
Der Vorsteuerschieber ist ein aus zwei Kolbenansätzen gebildeter Kolbenschieber, der entlastet im Aufnehmerdampf arbeitet. In dem durch seine beiden Kolbenansätze gebildeten Eintrittsraum 12 ruht ständig Eintrittsdampf, der von dem Vorsteuerschieber nach Bedarf dem Steuerzylinder der Hochdruckzylinderhauptsteuerung zu ihrer Verstellung zugeführt oder wieder entzogen und nach dem Aufnehmer abgeführt wird. Die Hauptsteuerung bildet ein in einem Steuerzylinder io arbeitender Differentialkolben mit dem Steuerkolben 14 und den drei kleineren Verteilungskolben 15, 16 und 17.
Der Steuerkolben 14 wird in an sich bekannter Weise` dadurch gesteuert, daß die Vorsteuerung wechselweise die'obere volle Steuerkolbenfläche mit Eintrittsdampf beaufschlagt oder davon entlastet, so daß der auf der kleineren, unteren ringförmigen Steuerkolbenfläche ständig ruhende Eintrittsdampf entweder überwunden wird oder die Oberhand gewinnt.
Die beiden Eindrehungen 13 und 18 bilden die Eintrittskammern, die mittlere Eindrehung ig die Austrittskammer.
Die Abdämpfung der Differentialkolbenbewegung erfolgt abwärts durch den unteren Kolbenansatz 17 und aufwärts durch den Steuerkolben 14 dadurch, daß der betreffende Kolben die Austrittsöffnung überfährt und in dem abgesperrten Endraum Kompression erzeugt.
Der Steuerzylinder io hat zu diesem Zweck für die Steuerdampfzuführung und -abführung getrennte Wege. Durch den Kanal 25 wird der Steuerdampf zugeführt, durch Kanal 24 abgeführt. Der Austrittskanal 24 mündet an tiefer gelegener Stelle in den Steuerzylinder io ein und wird vom Steuerkolben 14 vor seinem oberen Hubende überfahren. Der Eintrittskanal 25 bleibt im Steuerzylinder offen, wird aber in dessen Austrittsperiode durch die Vorsteuerung verschlossen. Die Endräume 20 und 21 puffen nicht in die freie Luft, sondern in den Aufnehmer aus, und es wird in diesen Räumen nach Absperrung des Auspuffs Aufnehmerdampf verdichtet.
Zu diesem Zweck ist der untere Dämpfungsraum 21 durch den Kanal 22 mit dein Aufnehmer verbunden, ebenso wie im Vorsteuerzylinder der Vorsteuerschieber 9 den Austrittskanal 2.1 des oberen Steuerzylinderraumes 2o nach dem Aufnehmer hin eröffnet.
Dadurch tritt eine wirkungsvollere Abdämpfung der Schleuderwirkung des dampfgesteuerten Differentialkolbens ein als bei Auspuff in die freie Luft. In seiner äußersten Rechtsstellung verbindet der Vorsteuerschieber 9 mit seiner Eindrehung 12 den unter Eintrittsdampf liegenden Kanal 26 des Vorsteuerzvlinders mit dem Kanal 25, der den Steuerungsdampf nach dem Steuerzylinderraum 2o führt.
In der äußersten Linksstellung des Vorsteuerschiebers 9 wird der Steuerdampf unter der Eindrehung 12 abgeschnitten und die Steuerzylinderfüllung durch den Kanal 24 nach dem Äufnehmer entlassen.
Die Steuerungsvorgänge laufen nun bei Ingangsetzung der mit dieser Dampfzylindergruppe arbeitenden Maschine von der in Abb. 7 und S ersichtlichen Stellung ausgehend wie folgt ab.
Der Dampf tritt bei E in den Raum 27 ein, von dort gelangt er in die Eintrittskammern 13 und iS sowie durch den Kanal 26 in die Eindrehung 12 des Vorsteuerschiebers 9 und durch den Kanal 25 nach dem oberen Steuerzylinderrauin 20. Eine Verschiebung des Differentialkolbens kann nicht eintreten, weil der Druck auf die obere volle Steuerkolbenfläche größer ist als auf die ringförmige untere.
Aus der Eintrittskammer 13 ist der Eintrittsdampf durch den oberen Dampfkessel in den oberen Arbeitsraum des Hochzylinders gelangt, während sich andererseits der untere Arbeitsraum durch den unteren Dampfkanal und die Austrittskanalmündung 23 in den Aufnehiner entleert.
Der Hochdruckkolben H läuft abwärts. Indem er seine Hubmitte überschreitet, verschiebt seine schräge Nut 3 den Antriebsarm 6 mit dem Verteilungsschieber ii weiter nach links und eröffnet den oberen Dampfkanal 28 zum Niederdruckzylinder für den Eintritt des Aufnehmerdampfes in seinen oberen Arbeitsraum.
Zugleich wird auch der Austritt des unteren Niederdruckzvlinderarbeitsraumes durch den unteren Dampfkanal 29 nach dem Austrittsraum .-i eingeleitet. Der Niederdruckkolben N beginnt gleichfalls abwärts zu laufen.
Der voreilende Hochdruckkolben nimmt nun in der Nähe seines Hubendes mit dem Antriebsarm 6 und der Schubstange 8 den Vorsteuerkolben 9 mit und wechselt dabei in seinem Vorsteuerzvlinder die Steuerkanäle für den Steuerkolben y14 des Differentialkolbens.
In der Eindrehung 12 des Vorsteuerschiebers wird der Eintrittsdampf beim Kanal 25 abgesperrt. Die rechte Außenkante des Vorsteuerschiebers eröffnet den Kanal 24 und entleert damit den Steuerzylinderraum 2o nach dem Aufnehmer. Dadurch gewinnt der auf der inneren Ringfläche des Steuerkolbens 14 lastende Eintrittsdampf an Übergewicht und verschiebt den Differentialkolben nach oben.
Infolgedessen sind am Hochdruckzylinder Eintritt und Austritt gewechselt worden, und der Hochdruckkolben beginnt aufwärts zu laufen.
Der Vorsteuerschieber 9 wird von der zugleich auch einsetzenden gegenläufigen Bewegung der Schubstange 8 nicht beeinflußt, er bleibt zunächst stehen, da er als Schleppschieber ausgebildet ist, und er wird erst wieder mitgenommen, d. h. verstellt, wenn der Hochdruckkolben sich seinem oberen Hubende nähert.
Der Hubwechsel des Niederdruckkolbens wird am -unteren Hubende eingeleitet, wenn der aufwärts gehende Hochdruckkolben durch seine Hubmitte gegangen ist.
Da der Hochdruckkolben den Verteilungsschieber des Niederdruckzylinders zwangsläufig unmittelbar steuert, so erfolgen die Hubwechsel beider Arbeitskolben zu verschiedenen Zeiten, ihr Zwischentaktspiel ist daher unbedingt gesichert.
Die Wirkungsweise der in den Abb. i bis 6 dargestellten Ausführungsformen entspricht genau der oben beschriebenen, die dort eingesetzten Bezugszeichen entsprechen ebenfalls den in Abb. 7 bis 9 benutzten gleichen Bezugszeichen.

Claims

hAT-i3:\ T_1-NSPRI"CHR: i. Zweizylinderdampfmaschine mit versetztem Kolbenspiel, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Arbeitskolben mechanisch sowohl den Verteilungsschieber (7) des anderen Arbeitszvlinders als auch den als Schleppschieber ausgebildeten Vorsteuerschieber (9) der dampfgesteuerten Hauptsteuerung (i4) des eigenen Arbeitszylinders steuert.
2. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der spulenförmige erste Arbeitskolben mit seinen inneren Kolbenrändern den Verteilungsschieber (7) des zweiten Arbeitszylinders durch Anstoßen mitnimmt und steuert, während die Kolbenstange des ersten Arbeitszylinders ihren eigenen Vorsteuerschleppschieber (9) mittels eines den Arbeitskolbenhub reduzierenden einarmigen Hebels verschiebt (Abb. i).
3. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (7) des zweiten Zvlinders und der Vorsteuerschleppschieber (g) des ersten Zylinders hintereinander angeordnet sind und durch eine gemeinsame Schieberstange (8) mittels eines den Arbeitskolbenhub reduzierenden einarmigen Hebels von der Kolbenstange des ersten Arbeitszvlinders verstellt werden (Abb. a, 6, 8).
4 Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (7 und g) mit der gemeinsamen Schieberstange (8) senkrecht zu den Zylinderachsen angeordnet sind und die Kolbenstangenbewegung des ersten Arbeitszylinders durch einen festen Mitnehmerarm auf einen Schubklotz (30) und durch eine Schrägnut oder -leiste auf die gemeinsame Schieberstange (8) für den Steuerungsantrieb übertragen wird (Abb. q. bis 6).
Maschine nach Anspruch .4, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine auf dem zwischen den beiden Kolbenliderungen befindlichen Mittelstück des Spulenkolbens des ersten Arbeitszylinders angeordnete schräge Nut (3) die gemeinsame Schieberstange (8) verstellt wird (Abb. 7 und 8).
6. Maschine nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des dampfbewegten Differentialhauptsteuerkolbens (l4) des Hochdruckzylinders Dämpfungsräume (2o und 21) angeordnet sind, die mit dem Aufnehmer verbunden sind oder von der Vorsteuerung verbunden werden (Abb. 7).
7. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei liegender Verbundzylinderanordnung der Niederdruckzylinder über dem Hochdruckzylinder liegt, und daß der Aufnehmer den Mantel des Hochdruckzylinders umgibt (Abb. 2 und 3).