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Einrichtung zur Steuerung für Dreizylindermaschinen Bei den doppelt
wirkenden Dreizylindermaschinen, beispielsweise bei einer Anzahl von Lokomotiven
und Schiffsmaschinen, wo die drei Zylinder nebeneinander angeordnet sind, und zwar
der eine in der Mitte und die beiden andern an den Seiten, und wo die Steuerung
des Triebmittels vermittelst Ventilen oder anderen Absperrorganen bewirkt wird,
die für den Einlaß und für den Auslaß verschieden sind, macht die Anordnung der
erforderlichen zwölf Ventile, und zwar für jeden der drei Zylinder zwei Einlaß-
und zwei Auslaßventile, erhebliche Schwierigkeiten, insbesondere wenn man, wie es
für die erwähnten Fälle meist zutrifft, nur beschränkte Verfügungsfreiheit hat,
sowohl infolge der Stellung der Zylinder, die durch die allgemeine Anordnung der
Maschine unabänderlich gegeben ist, als auch im Hinblick auf die Sperrigkeit wesentlicher
Teile der Maschine und schließlich im Hinblick auf die beschränkten Ausmaße der
Räume, in denen die Maschine aufgestellt werden soll.
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Bisher hat man diese Aufgabe so gelöst, daß man die Ventile des mittleren
Zylinders zu je zweien beiderseits des Zylinders anordnete, und zwar die beiden
Einlaßventile auf der einen Seite und die beiden Auslaßventile auf der andern Seite,
und daß man hinsichtlich des Steuerungsgetriebes die beiden erstgenannten Ventile
mit den vier Ventilen des auf ihrer Seite befindlichen Seitenzylinders verband,
während die beiden Auslaßventile des mittleren Zylinders mit den vier Ventilen desjenigen
Seitenzylinders verbunden wurden, der sich auf ihrer Seite befand. Daraus ergibt
sich, daß die Antriebsvorrichtung der sechs Ventile der einen Seite verschieden
ist von der Antriebsvorrichtung der sechs Ventile der andern Seite, da ja in dem
einen Falle die Einlaßventile des mittleren Zylinders und in dem andern Falle die
Auslaßventile des mittleren Zylinders gesteuert werden müssen. Eine solche Verschiedenheit
ist aber ein offensichtlicher Nachteil, weil dadurch die Bauart unübersichtlich
und die Herstellungskosten erhöht werden.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung der Zylinderteile, durch
welche der erwähnte Nachteil in Fortfall kommen kann.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß am Mittelzylinder
die Ventile oder sonstigen Organe gleicher Art zueinander diagonal gegenüberliegend
angeordnet sind, so daß sich an jeder Seite des Zylinders j e ein Einlaßventil und
je ein Auslaßventil befindet, während die Ventile oder sonstigen Absperrorgane der
seitlichen Zylinder in übereinstimmender Weise an beiden Zylindern angeordnet sind,
und zwar mit den gleichen gegenseitigen Abständen und mit Bezug auf die Ventile
des mittleren Zylinders in der Weise, daß eine waagerechte Drehung von r8o° die
sechs Ventile, die sich auf der einen
Seite des mittleren Zylinders
befinden, an die Stelle der sechs Ventile, die sich auf der anderen Seite- des mittleren
Zylinders befinden, bringen würde. Man kann auf diese Art, wenn die Ventile der
seitlichen Zylinder entsprechend angeordnet sind, eine vollständige Übereinstimmung
zwischen den beiden Gruppen von je sechs Ventilen der beiden Seiten erreichen und
infolgedessen auch die gewünschte Übereinstimmung der beiden Steuerungsvorrichtungen,
welche dann j e drei Einlaß- und je drei Auslaßventile zu beherrschen haben.
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Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel-eine Anordnung nach
der Erfindung in Anwendung auf den bekannten Fall einer Lokomotive mit drei mit
einfacher Entspannung arbeitenden Zylindern dargestellt, wobei sich die Seitenzylinder
in ein und derselben waagrechten Ebene befinden und der Mittelzylinder gegenüber
dieser Ebene etwas geneigt und erhöht liegt.
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Abb. i, ist eine Oberansicht, teilweise im Schnitt nach I-I von Abb.
2.
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Abb.2 und 3 zeigen Querschnitte nach II-II und III-III von Abb. i.
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Abb. 4 zeigt einen senkrechten Axialschnitt durch den Mittelzylinder.
. Abb. 5 zeigt eine Einzelheit für einen besonderen Fall.
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Abb.6 zeigt schematisch die Versetzung der Kurbeln für einen besonderen
Fall.
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Auf der Zeichnung sind der Einfachheit halber die Ventile nicht dargestellt.
Die Ventilkammern sind von der Bauart, bei welcher die Ventilstangen, die Führungen
und der Antrieb senkrecht zur Ebene der Achsen der Seitenzylinder gerichtet sind;
aber es ist ersichtlich, daß die Achsen dieser Kammern ,und die Richtung der Ventilstangen
auch parallel oder beliebig geneigt zu dieser Ebene sein könnten, ohne daß an dem
Wesen der Erfindung dadurch etwas geändert wird.
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Gemäß der Erfindung sind die vier Ventile oder sonstigen Absperrorgane
des Zylinders !V1, und zwar sowohl die Einlaßventile A
und A' als auch die
Auslaßventile E rund E'', diagonal einander gegenüber angeordnet; so daß man durch
eine Drehung um i8o° in der waagrechten Ebene die Ventile einer Seite zum Zusammenfallen
mit den gleichartigen Ventilen der andern Seite bringen könnte. Hinsichtlich der
Ventile der Seitenzylinder L und L1 können verschiedene Anordnungen im Rahmen der
Erfindung in Frage kommen; nur müssen immer dieselben Anordnungen für beide Zylinder
vorhanden sein, und zwar genau derart, daß bei einer Drehung von i8o°, wie sie oben
hinsichtlich der Ventile des Mittelzylinders erwähnt war, die Ventile des einen
Seitenzylinders mit den gleichartigen Ventilen des andern Zylinders zusammenfallen.
Bei dem dargestellten Beispiel liegen die Auslaßventile e, e' und entsprechend die
Auslaßventile e1, ei nach außen hin, während die Einlaßventile a,
ä bzw. a1, al' nach innen hin liegen.
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Es ist ersichtlich, daß unter diesen Umständen die Antriebsvorrichtung
X' Y' zum Steuern der sechs Ventile der einen der beiden Gruppen vollständig
mit der Vorrichtung X Y zur Steuerung der sechs Ventile der andern Gruppe übereinstimmen
kann, d. h. daß die beiden Vorrichtungen gegeneinander austauschbar sind.
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Es ist dabei zu betonen, daß der Austausch der Vorrichtungen
X Y und X' Y' gemäß der Erfindung vollzogen werden kann, ohne daß
der Aufsetzwinkel der Antriebsorgane der Ventile des Mittelzylinders gegenüber den
Antriebsorganen der Ventile- der Seitenzylinder geändert zu werden braucht, vorausgesetzt
natürlich, daß die Kurbelarme N N, die von den seitlichen Kolben bewegt werden,
um ein und denselben Winkel V gegenüber dem Kurbelarm O versetzt sind, der vom Mittelzylinder
aus bewegt wird. Da in diesem Falle auch die Steuerungsorgane der Ventile der seitlichen
Zylinder um ein und denselben Winkel V gegen die Steuerungsorgane .der Ventile des
Mittelzylinders versetzt sind, so ist ersichtlich, daß ein und dieselbe Vorrichtung
X Y
oder X' Y' nach Belieben zum Antrieb der einer oder der anderen der beiden
Gruppen dienen kann, vorausgesetzt, daß der Ümlauf. in der Richtung erfolgt, daß
die Steuerungsorgane der Ventile des Mittelzylinders gegenüber den Steuerungsorganen
der Ventile der Außenzylinder um den obengenannten Winkel V in der gleichen Bewegungsrichtung
voreilen oder zurückbleiben, wie. die Kurbel des Mittelzylinders gegenüber den Kurbeln
der äußeren Zylinder voreilt oder zurückbleibt.
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Damit dieser Bedingung hinsichtlich des Drehungssinnes genügt wird,
ist noch folgendes zu beachten: Angenommen, daß die rechtsseitige Kurbei im Hinblick.
auf die mittlere Kurbel voreilt und demgemäß die linksseitige Kurbel mit dem gleichen
Winkel V zurückbleibt, muß das linke Steuergetriebe X Yin entgegengesetzter Richtung
umlaufen wie das rechte Getriebe X' Y', wobei angenommen ist, daß die beiden
Ventilgetriebe von der Außenseite der Maschine her gesehen werden. Da aber die beiden
Ventilgetriebe um i8o° in der waagrechten Ebene gegeneinander verdreht angeordnet
sind und demgemäß selbstverständlich entgegengesetzte Drehungen besitzen, so ergibt
die Umkehrung der einen dieser Drehungen schließlich eine einzige absolute Drehung
im
Raum, wodurch es in geeigneten Fällen, wenn das für die Übertragung der Bewegung
auf die Getriebe selbst zweckmäßig ist, ermöglicht ist,.sie miteinander durch eine
einzige Welle Z zu verbinden. Wenn zu diesem Zwecke die Welle durch Kanäle hindurchtreten
muß, in denen der Betriebsstoff umläuft, wie es bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
der Fall ist, so müssen Rohre P abgedichtet in die Kanäle eingesetzt werden, durch
welche die Welle hindurchgeht. Auf diese Art wird ein Entweichen des Betriebsstoffes
vermieden.
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Die Getriebe X Y und X' Y' können auch in dem Falle
austauschbar sein, wo die Ventile oder sonstigen Absperrorgane des mittleren Zylinders
von denen des Seitenzylinders verschieden sind, wenn nur die Einlaßv entile, die
diagonal einander gegenüberliegen, untereinander gleich sind wie auch die einander
diagonal gegenüberliegenden Auslaßventile. Das ist der Fall bei den Maschinen mit
doppelter Entspannung, wo ein mittlerer Hochdruckzylinder und zwei seitliche Niederdruckzylinder
vorhanden sind oder aber ein großer mittlerer Niederdruckzylinder und zwei kleine
seitliche Hochdruckzylinder. Natürlich ändert sich in diesem Falle die Anordnung
der Einlaß- und Auslaßrohrleitungen in der im folgenden beschriebenden Art, während
die Anordnung der Ventile die gleiche bleibt.
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Zweckmäßig ist die Anordnung der Rohrleitungen folgende: Die Auslaßleitungen
b und b1, die von den Ventilen e, e' und e1, ei der Seitenzylinder
kommen, und die Leitungen B, B', die von den Ventilen E und E' des Mittelzylinders
kommen, münden kreuzweise in eine einzige mittlere Auslaßöffnung H; dagegen bilden
die Einlaßrohre, die an die Mundstücke K angeschlossen sind, eine Art Kranz D-D-D,
von dem die Rohre f, f' und f1, f;, die zu den Ventilen d, ä und dl,
ai der Seitenzylinder führen, sowie die Rohre F und F' abzweigen, die zu den Ventilen
A und A' des mittleren Zylinders führen. Die kranzförmige Kammer D-D-D hat den Zweck,
die Möglichkeit zu schaffen, daß jedes Ventil auf zwei Wegen K gespeist werden kann,
wie auch einen Behälter vor den Ventilen zu schaffen, um die Schwankungen des Betriebsstoffes
bei der Zuführung auf den beiden genannten Wegen zu vermindern.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die seitlichen Zylinder
einander gleich und austauschbar.. Wie aus Abb.2 zu ersehen ist, sind die äußeren
Zylinder getrennt vom Mittelzylinder gegossen, und die Verbindung zwischen den Auslaßkammern
dieser Seitenzylinder und den entsprechenden Auslaßrohren b, b,, kann unmittelbar
durch Flansche erfolgen, wie es auf der linken Seite von Abb. i und 2 " dargestellt
ist, oder aber auch durch Einfügung eines Dehnungsrohres R bekannter Art, wie es
auf der rechten Seite von Abb. 2 ersichtlich ist.
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Die Gesamtheit der drei Zylinder kann auch in einem einzigen Stück
gegossen werden oder auch in zwei Stücken, die dann in passender Art unter Berücksichtigung
der Anordnung der Kanäle und ihrer Anbringung am Rahmen verbunden werden.