DE581863C - Wassersaeulenmaschine mit vom Arbeitskolben mechanisch gesteuertem und senkrecht zurZylinderachse angeordnetem Ventilschieber - Google Patents

Description

Es sind Wassersäulenmaschinen bekannt, bei denen entweder in einem Zylinder ein doppelseitig· wirkender oder in zwei nebeneinander angeordneten Zylindern je ein einseitig wirkender Kolben arbeitet und die Ventile senkrecht zur Zylinderachse angeordnet sind. Jedoch sind diese Bauarten kaum über Versuche hinausgekommen, weil ~ sie durch die Art ihrer Umsteuervorrichtungen,

»o die meistens aus vielen empfindlichen Einzelteilen (mehreren Hebeln, Federn, Anschlägen u. dgl.) bestehen, in der Herstellung zu umständlich und zu teuer, im Betrieb aber unzuverlässig sind und wegen Abnutzung, Erlahmung o. dgl. keine lange Lebensdauer haben können.

Ferner sind Dampfpumpen mit zwei nebeneinander angeordneten Zylindern mit doppelt wirkenden Kolben bekannt, bei denen ein senkrecht zu den Zylinderachsen eingebauter Hauptventilschieber, vor dessen beiden Kopfenden senkrecht zu seiner Achse je ein HiHsschieber angeordnet ist, verwendet wird. Die Umsteuerung dieser Hilfsschieber erfolgt mechanisch durch die Kolben, worauf der Hauptventilschieber durch Dampfdruck umgesteuert wird. Diese Bauart ist unzuverlässig, weil es sich um zwei voneinander unabhängige Hilfsschieber handelt, die leicht versagen oder sich zu unrichtiger Zeit verschieben können, zumal keine Vorkehrung getroffen ist, dieselben während des Kolbenhubs in ihrer Lage festzuhalten.

Auch haben die bekannten Wassersäulenmaschinen den Nachteil, daß sich die Zu- und Abflußöffnungen, gleich weit öffnen, wodurch ein Teil des auf den einen Kolben wirkenden Wasserdruckes dazu verbraucht wird, das Wasser aus dem andern Zylinder durch die engen Öffnungen herauszudrücken. ·

Es wurden auch Vorrichtungen bekannt, die zur "Dämpfung der bei der Umsteuerung erfolgenden Stöße dienen sollen, und zwar solche, die in den Zylindern — also hinter dem Ventil —, und andere, die in der Zuleitung, also vor dem Ventil eingebaut sind. Die ersteren können ihren Zweck- nur unvollkommen erfüllen, weil der durch die plötzliche Unterbrechung des fließenden Wasserstromes durch dessen lebendige Kraft in der Zuleitung entstehende Stoß nicht hinter, sondern nur vor dem im Augenblick der Umsteuerung geschlossenen Ventil wirksam gedämpft werden kann. Aber auch die erwähnten in der Zuleitung · eingebauten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß sie erstens umständlich anzubringen und hierbei hinderlich sind, zweitens aber bei senkrechter Lage der Maschine voll Wasser laufen und dann erst wieder entleert werden müssen.

Die Abstellung der obenerwähnten Nachteile der bekannten Wässersäulenmaschinen und die Schaffung einer zweckmäßigeren, vollkommeneren Bauart war das gesteckte Ziel, und es wurde erreicht durch den Gegenstand der Erfindung.

Der durch diese Erfindung erreicht technische Fortschritt gegenüber dem Bekannten besteht aus folgenden Merkmalen:

Zunächst wird durch parallel nebeneinander angeordnete Zylinder erreicht, daß der Hauptventilschieber von außen zugänglich wird und herausgenommen werden kann, während die Maschine sonst fertig zusammengebaut bleibt. Ferner wird der denkbar ίο beste Wirkungsgrad dadurch erzielt, daß die als Zahnstangen ausgebildeten Kolbenstangen direkt vor den Zylindern in das auf der Antriebsspindel festsitzende Stirnrad eingreifen und die auf die Kolben wirkende Kraft, ohne daß diese durch irgendwelche Umleitung, schiefen Druck in den Führungslagern o. dgl. vermindert würde, restlos auf die Arbeitsspindel übertragen.

Ein weiterer wichtiger Fortschritt gegenao über dem Bekannten ist die neue Umsteuerungsvorrichtung, die im wesentlichen nur aus zwischen Kolben und Hilfsventilschieber drehbar angeordneten Doppelhebeln besteht. Weil hierbei keine empfindlichen Teile, keine Federn, Gummi o. dgl., die beim Gebrauch leicht erlahmen, zur Anwendung kommen, ist die größte Betriebssicherheit und Lebensdauer gewährleistet.

Außerdem wird mit der neuartigen Ausbildung der Ein- und Ausflußschlitze, die so angebracht sind, daß der Hauptventilschieber den jeweiligen Eihflußschlitz nicht ganz, den Ausflußschlitz aber ganz öffnet, eine wichtige Verbesserung gegenüber dem Bekannten erzielt. Während bei den bekannten Bauarten die Ein- und Ausflußschlitze gleichen Querschnitt haben^ wobei das in den einen Zylinder unter dem Druck der Zuleitung einströmende Wasser das vom vorigen Kolbenhub im anderen Zylinder noch vorhandene Wasser durch den gleich großen Ausflußschlitz mit fast gleichem Druck herausdrücken muß, kann bei der Bauart nach der Erfindung das verbrauchte Wasser durch den größer als der Einflußschlitz gehaltenen Abflußschlitz fast ohne Druck abfließen, wodurch die vorteilhafte Wirkung eintritt, daß der auf den Arbeitskolben wirkende Druck fast restlos als mechanische Kraft abgegeben wird. Ein weiterer Vorteil der neuen Bauart besteht darin, daß durch zweckentsprechenden Zusammenbau der Einzelteile eine schönere, kleinere Form, geringes Gewicht und absolute Gefahrlosigkeit erreicht wird, weil alle beweglichen Teile unter einer formschönen Schutzhaube eingeschlossen sind.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung z. B. veranschaulicht, und zwar ist in Abb. 1 ein Schnitt durch einen Zylinder und das Ventilgehäuse, in Abb. 2 ein waagerechter Schnitt durch beide Zylinder und das Ventilgehäuse, in Abb. 3 ein Schnitt durch den Stoßdämpfer und das Ventilgehäuse, in Abb. 4 ein Längsschnitt durch das Ventilgehäuse und in Abb. 5 ein ebensolcher Schnitt in anderer Arbeitsstellung dargestellt.

In Abb. ι und 2 sind die Kolben- und die Hilfsschieberstellung so gezeigt, wie sie kurz nach der erfolgten Umsteuerung sind. In dem Zylinder b ist der Kolben c von dem in den Zylinder b¹ einströmenden Druckwasser durch Vermittlung der Zahnstange d¹, des Stirnrades e und der Zahnstange d. bis zu seinem inneren toten Punkt hineingedrückt worden und hat hierbei kurz vor Erreichung des toten Punktes mit seinem Steuerbolzen k einen Druck auf einen Hebelarm eines Doppelhebels m ausgeübt, so daß dieser mit seinem anderen Arm gegen das Kopfende des Hilfsschiebers η gedrückt und denselben senkrecht zur Zylinderachse und parallel zum Hauptventilschieber / verschoben hat. Durch diese mechanisch erfolgte Umsteuerung des Hilfsschiebers η hat das von der Zuleitung in den Hilfsschieberraum einströmende Druckwasser, wie in Abb. 4 ersichtlich, freien Durchfluß zum Hauptschieberraum an der Seite des Zylinders b erhalten, während das bis -dahin an dem anderen Kopfende des Hauptschiebers/ im Hauptschieberraum befindliche Druckwasser durch den in Abb. 1, 2 und 3 sichtbaren, vom Hilfsschieberraum in das Abflußrohr führenden Kanal freien Durchfluß erhielt, worauf der von der Seite des Zylinders b auf. das Kopfende des Hauptschiebers / wirkende Wasserdruck den Hauptschieber f senkrecht zum Zylinder b¹ verschoben hat. Nach dieser hydraulisch erfolgten Umsteuerung des Hauptschiebers f hat das Druckwasser durch den Hauptschieberraum freien Zufluß zum Zylinder b und das im Zylinder b¹ befindliehe Wasser freien Abfluß in das Abflußrohr. Das Druckwasser im Zylinder b drückt den Kolben c bis zu seinem äußeren toten Punkt und drückt gleichzeitig auf das Kopfende des Hilfsschiebers, wodurch dieser in seiner Lage festgehalten wird. Während dieses Vorganges wird der Kolben c¹ im Zylinder b¹ bis zum inneren toten Punkt hineingedrückt und bewirkt mit seinem Steuerbolzen k¹ die mechanische Umsteuerung des Hilfsschiebers« in umgekehrter Weise, wie oben beschrieben, wodurch, dann die hydraulische Umsteuerung des Hauptventilschiebers erfolgen muß.

An dem Ventilgehäuse a sind die Zylinder b und b¹ parallel nebeneinander angeordnet, so daß der darin abwechselnd auf die Kolben c und c¹ wirkende Wasserdruck durch die an den Kolben festsitzenden Zahnstangen d und d¹ unmittelbar auf das an der Beweger-

spindel festsitzende, vor den Zylindern angeordnete Stirnrad e übertragen wird. Der Hauptventilschieber f ist im Ventilgehäuse a so eingebaut, daß er bei fertig zusammengesetzter Maschine nach Lösung der Verschraubungen g und g¹ ohne Werkzeug herausgenommen werden kann. Die Ein- und Ablauf schlitze h und h¹ sind so ausgebildet, daß der Hauptventilschieber/ den jeweiligen

ίο Einflußschlitz h nicht ganz, den Ausflußschlitz h¹ aber ganz öffnet. Ebenso · sind die Ausflußschlitze i und i¹ weiter als die Zuleitung. Durch die Anordnung der Ventilschieber quer zu den Zylindern ist dem Wasserstrom ein fast ungebrochener gerader Zufluß in die Zylinder gelassen. Ebenso kann auch nach erfolgter Umsteuerung das Wasser leicht und ungehemmt abfließen.

Der Stoßdämpfer ο ist ein an sich bekann-

ao ter Luftbehälter und so angeordnet, daß er eine Verlängerung der Wasserzuleitung bildet. Obwohl er jenseits des Ventilgehäuses eingebaut ist, dient er bei den Unterbrechungen des Wasserstromes dem in der Zuleitung entstehenden starken Stoß doch als elastisches Luftpolster, wodurch der Stoß wesentlich abgeschwächt wird. Außerdem verhindert diese Anordnung den Eintritt von Wasser in den Luftraum des Stoßdämpfers, weil sich derselbe sowohl bei waagerechter als auch bei senkrechter Lage der Maschine stets an höchster Stelle befindet und auch keine Luft entweichen kann.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Wassersäulenmaschine, bei welcher ein vom Arbeitskolben durch. Doppelhebel mechanisch gesteuerter Ventilschieber senkrecht zur Zylinderachse angeordnet ist, dadurch, gekennzeichnet, daß am Ventilgehäuse (o) zwei Zylinder (b und b¹) in an sich bekannter Weise parallel nebeneinander so angeordnet sind, daß die als Zahnstangen (d und d¹) ausgebildeten Kolbenstangen mit einem vor den Zylindem (Jb und b¹) auf der Antriebsspindel festsitzenden Stirnrad (e) sich im Eingriff befinden, daß der mechanisch gesteuerte Ventilschieber als Hilfsschieber (n) dient, der durch seine Hinundherbewegung einen an sich bekannten, hydraulisch angetriebenen Hauptventilschieber (f) umsteuert, der ebenfalls senkrecht zu den Arbeitszylindern (b und b¹) und parallel zum Hilfsschieber (n) liegt.
2. 2. Wassersäulenmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausflußschlitze (h, i bzw. h¹, i¹) unmittelbar in die Zylinder (b und b¹) münden und so angeordnet sind, daß der entsprechend ausgebildete Hauptventilschieber (/) den jeweiligen Einflußschlitz nicht ganz, den Abflußschlitz jedoch ganz öffnet und daß der Hauptventilschieber (f) nach Lösung der Verschlußschrauben (g und g·¹) herausgenommen werden kann.
3. 3. Wassersäulenmaschine nach Anspruch i, 'dadurch gekennzeichnet, daß ein in an sich bekannter Weise zur Dämpfung der bei der Umsteuerung in der Zuleitung entstehenden Stöße dienender Luftbehälter (0) so angebracht ist, daß er eine Verlängerung der Zuleitung bildet und sich sowohl in waagerechter als auch in senkrechter Lage der Wassersäulenmaschine stets an höchster Stelle befindet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen