DE579233C - Zwillingsdampfmaschine mit Senkbremssteuerung fuer das Hubwerk eines Dampfkranes - Google Patents

Description

■— Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,

die Steuerung eines Hubwerkes mit Dampfantrieb derart zu vereinfachen, daß sie im wesentlichen der Steuerung eines elektrischen Hubmotors mit Senkbremsschaltung ähnlich wird. Besonders bei modernen Dampfgreiferkränen ist eine leistungsfähigere Steuerung sehr notwendig, weil der Kranführer die größere Leistungsfähigkeit des Kranes sonst nicht mehr voll ausnutzen kann. ZurJSteuerung eines normalen Hubwerkes, mit.. Dampf -antrieb sind dm^^.teue_rhgbe|, und zwar je ein, „Hebel für UämpfäFosseiun^, Kupplung und Bremse, erforderlich, während bei elek-

'5 irischem Antrieb ein einziger Steuerhebel

iff <·-.. genügt. Besonders die Bedienung der Bremse ·-·■ ' ■ : förcleTt von dem Kranführer grofie Gewandtheit und bei größeren Kränen bedeutenden Kraftaufwand.

Obige Aufgabe wird durch den Gegenstand der Erfindung in dem Sinne gelöst, daß das Heben, Senken und Halten .. der Last ausj schließlich mit der Maschine erfolgt und zur ι Steuerung nur ein leicht bedienbares Steueres J organ benötigt wird.

"" Gemäß der Erfindung saugt die Maschine, wenn sie bei geschlossener Dampfzufuhr durch die Last in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben wird, Luft an, die verdichtet und in den verbundenen Schieberkästen so lange aufgespeichert wird, bis der erzeugte Gegendruck der Last das Gleichgewicht hält, und die Senkgeschwindigkeit der Last wird durch mehr oder weniger schnelles Ablassen des in der Maschine erzeugten Gegendruckes bzw. Bremsmittels gesteuert.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß außer den beiden Schiebern zu den beiden Zylindern in dem gemeinsamen S chieberkasten_ein .gemeinsamer.5.chieber zur ^gejujLg^dex^ilrlschdampfzufuhr- und des "Äblassens des Bremsmittels angeordnet ist.
' DieTZeichnungen stellen eine sehr zweckmäßige und einfache Ausführungsform dar.

Abb. ι ist ein vertikaler Längsschnitt durch einen normalen Dampfmaschinenzylinder und eine schematische Darstellung des Hubwerks. Dabei gibt der Pfeil die Drehrichtung der Maschine beim Antrieb durch die Last, also beim Senken an.

Abb. 2, 3 und 4 zeigen einen Drosselschieber im Längsschnitt nach der Linie H-II der Abb. 5 in drei verschiedenen Stellungen, und zwar zeigt Abb. 2 die Stellung für das Heben, Abb. 3 die Stellung für das Halten und Abb. 4 die Stellung für das Senken.

Abb. 5 ist ein Querschnitt nach der Linie V-V der Abb. 2 durch ein Zylinderpaar mit dem obenerwähnten Drosselschieber.

Abb. 6 zeigt das Kompressionsdiagramm.

Abb. 7 veranschaulicht die auf die Kurbelwelle wirkenden Bremsmomente in zeitlicher

Deubdies Museum Bibliothek

579283

Folge bei Drosselschieberstellung gemäß Abb. 2, also Halten und Antrieb der Maschine durch die Last, unter der Annahme, daß zu Beginn des Bremsens keine Spannung im Schieberkasten herrscht.

Abb. 8 zeigt ein Dampfdiagramm.

In Abb. ι bezeichnet 5 die Auslaßöffnung.

Die Wirkungsweise ist die folgende:

J/Vmi_nach einer Hubperiode die„Dampfrufuhrjibgesperrtj.so daß der Drosselschieber sich in der Stellung gemäß Abb. 3 befindet, so sucht die Last die Maschine rückwärts, im Senksinne, zu drehen. Da die Schiebersteuerung aber auf Vorwärtsgang, d. h. Heben, eingestellt ist, kann der im Zylinderraum und Schieberkasten eingeschlossene Dampf nicht mehr entweichen, wodurch die Last sofort in ihrer Höhenlage hängenbleibt. Um die Last mit der Maschine senken zu können, muß dem eingeschlos^enen_^)ampf ein Ausweg geschafferTwerden. Dies~geschiehT gemäß der Erfindung jriit demselben Organ, mit dem der Triebdampf gedrosselt wird, dem Drossel-"öder" Regelschieber 8 (Abb. 4), der die öffnungen 12 mehr oder weniger freigibt, wodurch der eingeschlossene Dampf schnell oder langsam entweichen kann. Die Last zieht nun die Maschine in entgegengesetzter Richtung durch, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die einerseits vom Gewicht der Last und anderseits von dem freigegebenen Durchlaßquerschnitt der Öffnung 12 abhängig ist. Da die Schiebersteuerung der Dampfmaschine auf Heben eingestellt ist, die Maschine aber durch die Last in Senkrichtung angetrieben wird, arbeitet die Steuerung negativ und saugt jeder Kolben beim Hingange Luft aus dem Auspuff an und preßt diese angesaugte Luft beim Rückgange in den Schieberkasten. Bei jedem Kolbenhub wird also eine Luftmenge von der Größe des Zylindervolumens aus dem Auspuff angesaugt und in den' Schieberkasten gedrückt; Die Spannung im Schieberkasten und somit der Gegendruck auf die Kolben wächst also, wenn die Durchlaßöffnungen 12 geschlossen oder so wenig geöffnet sind, daß weniger Luft entweichen kann, als durch die Kolben zugepumpt wird; sie sinkt dagegen, wenn die Öffnungen eine größere Luftmenge als die zugepumpte entweichen lassen. Durch mehr oder weniger starkes Drosseln der Öffnungen 12 hat man es also in der Hand, den Gegendruck auf die Kolben und damit die Senkgeschwindigkeit zu regeln. Werden die Öffnungen 12 völlig geschlossen, so erreicht der Gegendruck auf die Kolben nach wenigen Augenblicken eine Spannung, die die Last im Gleichgewicht hält. Diese wird also in der Schwebe gehalten.

Man kann die im Schieberkasten eingeschlossenen Hemmittel, Dampf, Dampfluftgemisch oder Luft, durch die Öffnung 12 ins Freie entweichen lassen. Aus wärmetechnischen Gründen wird man sie aber besser derart leiten, daß sie durch die andere Zylinderseite wieder angesaugt werden können, wodurch Abkühlung der Zylinderwände durch Frischluft vermieden wird.

In den Abb. 2 bis 4 ist im Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel eines auf dem oben angegebenen Prinzip beruhenden Regelorgans für eine Zweizylindermaschine gemäß Abb. 5 dargestellt. An Stelle des hier dargestellten Rundschiebers kann natürlich auch ein Flach- oder Drehschieber verwendet werden, dessen Betätigung aber größeren Kraftaufwand erfordert.

Der Regelschieber gemäß Abb. 2 bis 4 weist zwei auf einer Stange 9 befestigte Kolben 7 i>o und 8 auf. Er ist als" Ganzes in einem Zylinder 10 verschiebbar, der mit Durchlaßöffnungen 11 und 12 versehen ist. Gemäß Abb. 2 befindet sich der Schieber in einer Lage, in der die Dampfzufuhrleitung 13 durch die Öffnungen 11 mit dem Inneren 14 des Zylinders 10 verbunden ist. Durch die Öffnungen 12 steht dieser Raum in Verbindung mit dem Kanal 15, der zu den Steuerschiebern 16 und 17 führt (Abb. 5). Bei dieser Lage des Regel-Schiebers ist also die Dampfzufuhr zu der Maschine geöffnet," und diese arbeitet normal im Hubsinne.

Gemäß Abb. 3 ist der Regelschieber mit den beiden Kolben 7 und 8 mehr nach links ge- ¹JS schoben. Hierdurch ist die Dampfzufuhrleitung 13 durch die öffnungen 11 wieder mit dem Inneren 14 des Zylinders 10 verbunden. Der Kolben 8 schließt aber jetzt die Durch-· laßöffnungen 12 ab. Die Dampfzufuhrzu der Maschine ist deshalb ^gesperrt. Die in der MascEine*TSw. im Schieberkasten befindlichen Hemmittel, Dampf oder Luft, sind ebenfalls abgeschlossen und halten die Last im Gleichgewicht. Diese Stellung des Schie- io< bers entspricht also dem Hochhalten der gehobenen Last.

Gemäß Abb. 4 steht der Regelschieber ganz links. Auch hier ist die Dampfzufuhrleitung 13 wieder mit dem Raum 14 im Zylinder 10 uo verbunden, jedoch befindet sich der Kolben 8 links von den Durchlaßöffnungen 12. Die Zufuhr von Triebdampf zur Maschine ist daher wieder abgesperrt, jedoch steht der von den Schiebern i6, 17 kommende Kanal 15 durch die Öffnungen 12 mit dem Raum 20 im Zylinder 10 und durch den Kanal 21 mit der Auslaßöffnung 22 in Verbindung. Die verdichteten Hemmittel können also aus dem Kanal 15 entweichen und werden durch die Auslaßöffnung auf die andere Kolbenseite gesaugt. Die Geschwindigkeit dieses Vorganges

kann durch Verstellen des Kolbens 8 in bezug auf die Durchlaßöffnungen τ 2 geregelt werden, die dadurch mehr oder weniger geöffnet werden. Die Lage des Regelschiebers gemäß ^r) Abb. 4 entspricht also dem Senken der Last. Wie in den Abbildungen schematisch dargestellt, kann die Schieberstange g mit einem um einen Zapfen 23 drehbaren Handhebel 24 verbunden werden. In dieser Weise ist es möglich, auch bei einem Dampfhebezeug das Heben, Halten und Senken der Last mit Hilfe" j ~7?mes"^einzigen Bedienungsdrgans 'ohne nen-"nehswerten "ftraftaufwand zu bewirken. _ TTEcJi wie~vöT Ist Außerdem zwar noch eine Haltebre.ra.se vorzusehen; diese wird nicht im Betriebe, sondern nur bei längeren Betriebspausen gebraucht.

. ""X_n Abb. 6 sind die theoretischen Diagramme von fünf Kolbenhüben in zeitlicher Folge wiedergegeben. Die fünf Kolbenhübe entsprechen also eineinhalb Umdrehungen der Maschine. Es ist dabei im Auge zu behalten, daß die St^^s^hieberjmfVorwärtsgang eingestellt sind, die Maschine jedoch durch die Last rückwärts bewegt wird, wodurch also die Steu^xschieber^jnegativ arbeiten. Die Wirkung ist nun die folgende: Der erste Kolben bewegt sich von O nach B ~ und verdichtet die im ersten Zylinder enthaltene Luft. Bei E öffnet der Steuerschieber die Verbindung nach dem Schieberkasten, und der sich weiter bewegende Kolben verdichtet nun die .Luft im Zylinder und im Schieberkasten. Bei B fängt der zweite KoI-ben an, die Luft im zweiten Zylinder zu verdichten.

Im Punkt A wird der Druckunterschied zwischen dem ersten und zweiten Kolben durch den Schieberkasten ausgeglichen, weil der zweite Steuerschieber in diesem Punkte öffnet. Beide Kolben bewegen sich nun weiter nach B₁ und verdichten gemeinschaftlich die Luft in den Zylindern und in den Schieberkastenräumen. Bei B/ fängt die andere Seite des ersten Kolbens zu arbeiten an, bei A) rindet wieder ein Druckausgleich mit dem zweiten Kolben statt usw.

Beim Rückwärtshub des Kolbens schließt der Steuerschieber, weil er negativ arbeitet, *5o die Öffnung zum Zylinder ab, und die verdichtete Luft kann aus dem Schieberkasten nicht mehr entweichen. Die Schieberkästen dienen also gewissermaßen als Druckbehälter, und der Verdichtungsdruck erhöht sich nach jedem Hub so lange, bis der Gegendruck auf den Kolben der Last das Gleichgewicht hält oder die Auslaßöffnung 12 geöffnet wird. Beim Rückwärtshub befindet sich hinter dem Kolben zunächst verdichtete Luft, die die Maschine antreibt, statt zu bremsen. Durch den im Verhältnis sehr kleinen schädlichen Raum fällt jedoch der Druck nach geringer Kolbenbewegung schnell ab, und durch Überströmung wird der Druckabfall vergrößert. Die Kurve B-C veranschaulicht die auftretenden Kräfte. Bei C öffnet der Steuerschieber die Verbindung zum Auspuff, wodurch dann Außenluft bzw. bei Senken Luft von der anderen Zylinderseite angesaugt wird.

Um den Verlauf der Bremsmomentenlinie (Abb. 7), durch den der Bremsvorgang charakterisiert wird, möglichst gleichmäßig zu gestalten, muß das Volumen der Schieberkästen in einem bestimmten Verhältnis zum Z^lindervolumen stehen.

Durch Abänderung des normalen Dampfdiagrammes sind weitere Verbesserungen zu erzielen. Das Diagramm in Abb. 8 läßt die Abänderungen erkennen, die darin bestehen, daß die Kompressionsperiode sehr klein gewählt ist und außerdem kurz vor dem Totpunkt ein Überströmen von der einen zur anderen Zylinderseite stattfindet.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Absenken der Last bei einem Dampfkran, dessen mit 90⁰ . Kurbelversetzung ausgeführte Zwillingsdampfmaschine bei abgesperrtem Treibdampf unter dem rückwärts drehenden Einfluß der sich senkenden Last als Kompressor wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß man unter Benutzung der miteinander verbundenen Schieberkästen als Druckbehälter für das durch die Maschine verdichtete Bremsmittel die Senkgeschwindigkeit durch stärkeres oder schwächeres Drosseln einer Ausflußöffnung für das Bremsmittel beeinflußt.

2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der Dampfströmung vor den miteinander verbundenen Schieberkästen ein Drosselschieber angeordnet ist, mittels dessen sowohl der Treibdampf in beide Schieberkästen eingelassen oder abgesperrt als auch das durch die Maschine verdichtete Bremsmittel in den Schieberkästen eingeschlos- ' sen oder durch eine der Senkgeschwindigkeit angepaßte Auslaßöffnung in den Auspuff geleitet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Deutsches Museum Bibliothek