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Ventilsteuerung für Kolbendampfmaschinen Die Erfindung betrifft eine
Ventilsteuerung für Kolbendampfmaschinen, insbesondere Lokomotivdampfmaschinen,
mit an den Zylinderenden axial angeordneten Ein- und. Auslaßventilen, von denen
jedes Ventilpaar durch eine besondere, an- jedem Zylinderende angeordnete Steuerwelle
angetrieben wird und die Ventilspindel des Einlaßventils durch die hohle Ventilspindel
des Auslaßventils hindurchgeführt ist, so daß beide Ventile durch einen einzigen
Nocken angetrieben werden können. ' Es ist bereits vorgeschlagen, derartige Steuerungen
dadurch einfacher zu gestalten, daß die sonst notwendigen Schließfedern der Ventile
fortfallen, indem die Steuerventile so angeordnet werden, daß sie einem einseitigen
Druck ausgesetzt sind und sich durch den Druck des strömenden Dampfes schließen.
Jedoch muß hierfür@die Steuerung selbst besonders ausgebildet werden, damit der
Anhub der Ventile mit Nullgeschwindigkeit beginnt. und die Ventile sich leicht und
ohne Stoß von ihren Sitzen abheben.
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Zu diesem Zweck wird daher gemäß der Erfindung der Antriebsnocken
als schwingender doppelarmiger Nocken mit wälzhebelartig ausgebildeten Anhubflächen
ausgeführt, wie er auch sonst schön bei Ventilsteuerungen Anwendung gefunden hat.
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In diesem Falle werden aber die Anhubflächen des Schwinghebels so
gestaltet, daß sie in beliebiger Form gerade oder gekrümmt durch dessen Schwingungsmittelpunkt
gehen und dadurch ein stoßfreies Öffnen und Schließen der Ventile ermöglichen.
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Die Einwirkung des Nockens auf die Ventilspindeln kann dabei in bekannter
Weise unmittelbar oder durch Vermittlung von Zwischenhebeln erfolgen.
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Durch diese- Ausbildung der Steuerung mit den durch den Strömungsdruck
geschlossenen Ventilen erzielt man den weiteren Vorteil, daß dieser Schlußdruck
auf die Ventilspindeln fast ohne Reibungsverluste durch das Steuergestänge von einer
Zylinderseite auf die andere übertragen - und dadurch der Schlußdruck des schließenden
Ventils teilweise zum Öffnen des anderseitigen Ventils mitbenutzt werden kann, wodurch
die Außensteuerung entlastet werden kann. Um diesen Vorteil auch bei der vorliegenden
Steuerungsanordnung mit den außenliegenden Nockenwellen wirksam werden zu lassen,
sollen erfindungsgemäß die beiden Nocken der beiden Zylinderseiten durch ein Gestänge
miteinander verbunden werden.
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Infolge Fortfalls der Schließfedern ist eine Einrichtung erforderlich,
welche -die Ventile vor dem Ingangsetzen der Maschine unter Druck setzt, damit sie
ihre richtige-Steuerlage einnehmen. Zu diesem Zweck münden die kolbenartigen Enden
der Ventilspindeln in eire Kammer ein, die entweder mit der
Frischdampfkammer
oder mit der Naßdampfkammer des Überhitzers in Verbindung steht. Beim Öffnen des
Dampfabsperrschiebers werden daher, schon bevor die Maschine anlaufen kann, die
Ventile unter Druck gesetzt. Als Steuerungsventile können zur Herabminderung des
schädlichen Raumes der Maschine Einsitzventile oder auch Doppelsitzventile mit verschieden
großen Ventilsitzen verwendet werden. Selbstverständlich können die Ventile aber
auch nebeneinanderliegen und Einzelnockenantrieb erhalten.
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Durch die Anordnung der Steuerung in hohlen Deckeln und die Anordnung
der Einströmkammer in der Mitte des Steuerkastens wird weiter erreicht, daß die
hohen Temperaturen des Frischdampfes nicht zu den Steuerungsteilen gelangen können.
Außerdem bedürfen die Ventilspindeln keiner Abdichtung, da sie nur gegen mittleren
Druck abzudichten haben und der Schlußdruck durch den Naßdampf nur durch eine Rohrleitung
in die Muffe des Steuerkastens geführt wird und nicht abgedichtet werden muß, da
Naßdampf und Heißdampf denselben Druck haben. Auch ist die leichte Zugänglichkeit
der Steuerung auf beiden Seiten gewährt und die Einstellung der Steuerung erleichtert.
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Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
beispielsweise dargestellt.
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Fig. i zeigt den Antrieb beider Ventile unter Vermittlung von Zwischenhebeln.
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Fig.2 zeigt doppelsitzige, nur zum Teil entlastete Ventile mit unmittelbarem
Antrieb durch den Nocken.
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Fig. 3 zeigt den Antrieb des Einlaßventils mittels Zwischenhebels,
den des Auslaßventils unmittelbar.
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Es ist i der auf den Zylinder 2 aufgesetzte Steuerkasten mit in der
Mitte gelegenem Einströmraum 3 für den Frischdampf und an den Enden gelegenen, an
die Abdampfleitung angeschlossenen Abdampfsammelräumen 4. An jedem Ende des Steuerkastens
i ist in einer Bohrung, welche den Einströmraum 3 mit dem Abdampfraum 4 verbindet,
eine Büchse 5 eingesetzt, die den Sitz für das Einlaßventil 6 trägt.
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Diese Büchse wird durch den unteren Rand 7 eines die Bohrung abschließenden
Deckels 8 festgehalten. Dieser Rand trägt den Sitz für das Auslaßventil 9. Die Hohlspindel
i i des Auslaßventils 9 führt sich in der Hohlspindel io des Einlaßventils. Die
mit einem durchlochten Boden io' versehene Hohlspindel io ist ihrerseits in einer
Büchse 12 verschiebbar gelagert, die in eine im Steuerkasten i angeordnete Kammer
13 eingesetzt ist. Der Anhub des Auslaßventils 9 erfolgt durch eine in den
Boden des Deckels 8 gelagerte Schubhülse 14 und der des Einlaßventils 6 durch eine
die Hülse 14 und die Hohlspindel I I durchsetzende Stoßstange 15,
die sich
an dem Boden io' der Hohlspindel io abstützt.
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Die Steuerung für die Ventile ist in dem durch einen Deckel 16 abgeschlossenen
Hohlraum 17 untergebracht. Sie besteht aus einem Schwingdaumen 18, der auf einer
im Deckel gelagerten Schwingachse sitzt, zwei Anhubflächen i8° und i86 hat, die
durch den Mittelpunkt der Schwingachse gehen, und auf zwei Zwischenhebel i9 und
2o arbeitet, von denen sich der eine gegen das Ende der Stoßstange 15 und der andere
gegen das Ende der Stoßhülse 14 legt. Der Antrieb des Schwingdaumens erfolgt durch
einen Schwinghebel 21, wobei die beiden Schwinghebel jeder Zylinderseite durch eine
Steuerstange verbunden sind, an der die äußere Steuerung, angelenkt ist.
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Die in Fig. 2 gezeigte Bauart entspricht im wesentlichen der Bauart
nach Fig. i, nur daß an Stelle der Einsitzventile nur zum Teil entlastete Doppelsitzventile
verwendet werden, bei denen der den höheren Dampfdruck ausgesetzte Ventilsitz einen
größeren Durchmesser als der zweite Sitz hat. Es tritt: also auch hier die gleiche
Wirkungsweise wie bei Einsitzventilen ein.
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Außerdem ist bei dieser Bauart eine Steuerung gezeigt, bei der das
Ventilpaar durch einen Schwingdaumen 18 gesteuert, dessen Anhubfläche i8c ebenfalls
durch den Schwingungsmittelpunkt geht und dabei die pilzartig ausgebildeten Enden
der Stoßstange 15 und der Hülse 14 wälzhebelartig berührt.
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In Fig. 3 ist dann noch eine andere Steuerungsart gezeigt, bei der
das Einlaßventil zur Erzielung eines größeren Hubes von der Anhubfläche 18a des
Steuerdaumens 18 aus durch einen Zwischenhebel i9, das Auslaßventil dagegen unmittelbar
durch die Anhubfläche i86 des Daumens 18 gesteuert wird.
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Um die Steuerungsventile vor dem Ingangsetzen der Maschine in ihre
richtige Anfangslage zu bringen, werden sie vorher unter Dampfdruck gesetzt. Dies
kann dadurch geschehen, daß die Kammer 13, durch eine Rohrleitung mit dem
Naßdampfkasten des überhitzers (Fig. i) oder die Ventilspindelenden unmittelbar
dem Einfluß des zuströmenden Frischdampfes (Fig. 2) ausgesetzt sind.