DE625662C - Mit Foerder- und Steuerkolben arbeitende Steuerungsvorrichtung fuer Maschinen mit hin und her gehenden Arbeitskolben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mit Förder- und Steuerkolben arbeitende Steuerungsvorrichtung für Maschinen mit hin und her gehenden Arbeitskolben mit hydraulisch bewegten Steuerorganen sowie mehreren zu einem einzigen Maschinenzylinder gehörigen Förderkolben, welche zur Steuerung um ihre Achsen gedreht werden können. Bei diesen und ähnlichen Steuerungsvorrichtungen ist es bereits bekannt, eine Hubbegrenzung der Steuerorgane vorzunehmen, sie auf umsteuerbare Maschinen anzuwenden oder das Anlassen aus jeder beliebigen Lage sicherzustellen.

Die Erfindung unterscheidet sich von den bekannten Vorrichtungen dadurch, daß die zu einem Maschinenzylinder gehörigen Förderkolben nebst einem gemeinsamen Saugraum in einem gemeinschaftlichen Zylinderblock arbeiten und der Saugraum durch eine einzige Saugleitung mit einem hoch angeordneten Ausgleichbehälter verbunden ist, der durch von jedem der Steuerzylinder kommende Rückleitungen gespeist wird, während jeder Zylinder der Förderkolben durch eine besondere Druckleitung mit dem Druckraum des zugehörigen Steuerzylinders verbunden ist und eine Verbindung zwischen den Druckleitungen und Rückleitungen während und am Ende des Öffnungshubes des Steuerkolbens hergestellt ist.

Vorzugsweise besitzen die Förderkolben einen hin und her gehenden gemeinsamen Antrieb, der im Zylinderblock eingebaut ist. Der Zylinderblock besteht zweckmäßig aus zwei Teilen, von denen der eine zur Aufnahme des gemeinschaftlichen Antriebsorganes und der Kolbengeradführungen und der andere zur Aufnahme der Kolben selbst dient. Weiter enthält der Zylinderblock zweckmäßig die Führungen einer Regelstange zur Beeinflussung der Winkelstellungen der Förderkolben.

Durch die Erfindung wird den bekannten Einrichtungen gegenüber der Fortschritt erzielt, daß alle Teile, welche zum Bewegen der verschiedenen Steuerorgane erforderlich sind, eine selbständige Einheitsvorrichtung bilden, die bei verschiedenen Maschinenarten angewandt und in besonders wirtschaftlicher Weise hergestellt werden kann. Eine weitere fortschrittliche Wirkung besteht darin, daß sich in der Steuerungsvorrichtung stets die gleiche Gesamtflüssigkeitsmenge in absatzweisem Umlauf befindet, so daß· schließlich die gesamte Flüssigkeit und die darin etwa befindliche Luft in den hoch angeordneten Ausgleichbehälter fließt. Dieser steht mit der Außenluft in Verbindung, und in ihm kann sich etwa noch in der Flüssigkeit befindliche Luft abscheiden. Die in der Steuerungsvorrichtung arbeitende Flüssigkeitsmenge wird dadurch in kurzer Zeit völlig luftfrei, so daß eine völlige Genauigkeit der Arbeitsweise erreicht wird. Die Leitungen können sich nach dem Ausgleichbehälter nicht entleeren, so daß

sich, auch keine Luft in den Leitungen ansammeln kan_n: Infolgedessen ist die Maschine stets betriebsbereit. Ein Ansaugen von Luft durch die Päckungsbüchse ist ausgeschlossen. Durch die Zusammenfassung der verschiedenen Förderkolben in einem gemeinsamen Zylinderblock wird eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung erzielt. Die von Regelgestängen gedrehten Förderkolben können von den gleichen Regelgestäugen sämtlich zu gleicher Zeit bewegt werden. Außerdem kann ein gemeinsamer hin und her gehender Antrieb verwendet werden. Die die Umsteuerung bewirkende Stange kann in dem ■ 15 Zylinderblock untergebracht werden. Auch der zum Anlassen der Maschine dienende Druckkolben kann in den Block verlegt werden, so daß schließlich sämtliche Teile für je einen einzigen Zylinder zu einer Vorrichtung vereinigt sind, während die gesamte Anordnung mit den Steuerkolben, den Ausgleichgefäßen und den zugehörigen Leitungen für je einen Zylinder ein Ganzes bildet, welches für sich selbständig einfach gestaltet und übersichtlich ist. Infolgedessen kann man mit einer geringen Anzahl von Teilen mit einer Mindestzahl von Leitungen auskommen, was die Wirtschaftlichkeit der Anlage erhöht.

Dadurch, daß sowohl während des Öffnungshubes als auch während der schweben-♦ den Lage der Steuerkolben während des Förderhubes von jedem Förderkolben Flüssigkeit durch jeden der zugehörigen Steuerkolben in den Druckraum gefördert wird, wird sowohl das Arbeitsmittel im Druckraum unter dem Steuerkolben als auch im Raum über dem Steuerkolben erneuert, so daß sowohl dia Ober- als auch die Unterseite dieses Kolbens als Puffer oder Stoßfänger ausgeführt und verwendet werden kann. Dadurch wird ein schnelles Öffnen und Schließen der Ventile in allen Lagen der Förderkolben ermöglicht, was eine ideale Ventilbewegung (schnelles Öffnen und Schließen und dazwischen völlig geöffnetes Ventil) ermöglicht. Das öffnen und Schließen der Ventile erfolgt dabei trotz der schnellen Bewegung völlig geräuschlos.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen -des Gegenstandes der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Fig. ι zeigt in Ansicht teilweise im Querschnitt eine Steuerungsanlage einer doppelt wirkenden Dampfmaschine mit Dampfverteilung mittels Ventile, bei dem die Förderkolben in einem gemeinschaftlichen Kasten angeordnet sind und der Antrieb mittels eines hin und her bewegenden Teiles erfolgt.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den gemeinst schaftlichen Kasten für die Förderkolben nach Fig. 1. .

Fig. 3 zeigt in größerem Maßstab einen Längsschnitt durch den Zylinder eines Steuerkolbens in abgeänderter Ausführung.

Fig. 4 zeigt ebenfalls in größerem Maßstäbe einen Längsschnitt durch den gemeinschaftlichen Kasten für die Förderkolben, wobei am Kasten ein Umkehrventil zum Umsteuern der Maschine sowie ein Anlaßkolben zum Anlaufen der Maschine in jeder beliebigen Lage angebracht sind.

Fig. 5 ist eine der Fig. 4 entsprechende Draufsicht,

Fig. 6 eine Seitenansicht, welche den Zylinder für den Anlaßkolben im Querschnitt zeigt.

Fig. 7 ist ein Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführung des Kastens der Steuerungsanlage, wobei dieser nicht nur die Förderkolben, sondern auch die Steuerkolben enthält und gleichzeitig den Ausgleichbehälter bildet.

Fig. 8 ist eine der Fig. 7 entsprechende Draufsicht,

Fig. 9 die zugehörige Seitenansicht. Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der Steuervorrichtung gemäß der Erfindung ist für die Verwendung bei doppelt wirkenden Dampfmaschinen oder anderen Kolbenmaschinen mit Ein- und Auslaßventilen bestimmt. Die Einrichtung besteht aus einer Ventilsteuervorrichtung 1, die mit öl unter Druck arbeitet und vier Druckkolben 2 zur Steuerung der Ein- und Auslaßventile eines Maschinenzylinders aufweist. Diese Kolben werden in irgendeiner Weise von der Maschinenwelle angetrieben und liefern den für die Steuerung der Ventile erforderlichen Öldruck. Die Einrichtung enthält noch weitere vier Zylinder 3, in denen der durch die Druckkolben erzeugte Öldruck auf Steuerkolben 4 zur Auswirkung kommt, welche mit den Ventilen 5 des Maschinenzylinders verbunden sind.

Zwischen diesen Hauptteilen sind vier Druckleitungen 6 angeordnet, welche die einzelnen Druckerzeugungseinrichtungen mit den eigentlichen Steuerungsvorrichtungen der Ventile entsprechend verbinden. Außerdem führen vier RückfLußleitungen 7 nach einem gemeinsamen Ausgleichbehälter 8. Von die- no sem letzteren wird die Flüssigkeit wieder durch eine gemeinschaftliche Saugleitung 9 nach der Ventilsteuervorrichtung 1 zurückgeführt.

Die Ventilsteuervorrichtung 1 bildet eine Einheit pro Maschinenzylinder. Die zur Steuerung der Ventile notwendigen Druckkolben arbeiten in einem gemeinsamen Kasten. Dieser Kasten besteht aus zwei Teilen. Der obere Teil 10 dient zur Aufnahme der Druckkolben, der untere Teil 11 zur Aufnahme des gemeinschaftlichen Antriebes und

der Geradführungen 12, die mit dem unteren Teil ein Ganzes bilden können.

Der obere Teil weist einen gemeinsamen Saugraum 13 auf, an den die Rückstromleitung oder Saugleitung 9 des Ausgleichbehälters 8 angeschlossen ist und von welchem aus die Flüssigkeit über Rückschlagventile 15, welche in getrennten Ventilkasten 14 untergebracht sein können, durch die Druckkolben 2 angesaugt wird.

Der Antrieb 16 kann beliebig entweder zur Aufnahme einer hin und her gehenden (wie in Fig. ι dargestellt) oder einer drehenden Bewegung ausgebildet sein.

Da bei einer doppelt wirkenden Maschine die gleichnamigen Ventile über einen Winkel von· 180 Winkelgraden in Phase vor- oder nacheilen, können, wenn der Antrieb einem hin und her bewegenden Teile entnommen wird, die dazu erforderlichen Hebel 17 und 18 einander gegenüber angeordnet werden. Für eine Dampfmaschine z, B., bei welcher die Auslaß- und Einlaßventile für die gleiche Zylinderseite ebenfalls ungefähr um 180 Kurbelgrade in Phase verschieden sind, kann dann ein zweiter Satz mit einander gegenüber angeordneten Hebeln 19 und 20 neben dem ersten Satz angeordnet werden. Der Antrieb kann dann z. B. durch eine Welle 16 mit vier Hebeln gebildet werden, von denen je zwei einander" gegenüber angeordnet sind, wobei die Welle 16 einen Hebel 21 trägt, welcher in irgendeiner Weise von der Maschinenwelle aus angetrieben wird.

Die Ventilsteuervorrichtung ist mit einer gemeinschaftlichen Regelstange 22 versehen, welche zwischen den Druckkolben angeordnet ist (vgl. Fig. 2). Bei der dargestellten Ausführung ist die Regelstange an beiden Seiten mit Zähnen versehen. Diese stehen mit Zahnrädern 23 in Eingriff, welche mittels Büchsen 24 auf rechteckigen Aufsätzen der Förderkolben 2 befestigt sind. Wenn nun die Regelstange 22 vom Regler oder von Hand bewegt wird, werden gleichzeitig alle Förderkolben um ihre Achse gedreht. Um eine genaue Nachstellung zu ermöglichen, kann jedes Zahnrad 23 verstellbar an der zugehörigen Büchse 24 befestigt sein, so daß jeder Steuerkolben unabhängig von dem anderen nachgestellt werden kann.

Die Zylinder 3 der Steuerkolben 4 (Fig. 1) weisen ringförmige Ausnehmungen 25 und 26 auf, die ausgedreht oder eingegossen sein können. An den einen ringförmigen Raum 25 ist die Druckleitung 6 angeschlossen, an den anderen Raum 26 die Überströmleitung 7. Damit das Ventil nicht über den größten Durchlaß noch hinaus angehoben wird, ist der Steuerkolben so ausgebildet, daß, sobald eine bestimmte Lage des Ventils erreicht ist, ein Überströmen der Flüssigkeit von der Druck- ■ leitung nach der Überströmleitung erfolgt. Um das Überströmen allmählich einzuleiten und die Bewegung erst zu verzögern, kann der Steuerkolben an seinem unteren Rande abgerundet sein. Es kann aber auch eine Bohrung 27 vorgesehen sein, welche nach einem höher liegenden Saugkanal 28 führt, wodurch das Überströmen allmählich eingeleitet wird.

In Fig. 3 ist der Steuerkolben in seinem mittleren Teil 29 abgesetzt und der ringförmige Raum 25 so hoch ausgeführt, daß auch bei größtem Ventilhub dieser mittlere Teil mit verringertem Durchmesser in Verbindung mit dem ringförmigen Raum bleibt. Um das Überströmen allmählich zu gestalten, sind weiterhin enge Schlitze 30 vorgesehen. Um eine hohe Ventilgeschwindigkeit zu ermöglichen und dennoch ein stoßweises Aufsetzen des Ventils auf seinen Sitz zu verhindern, wird die Bewegung des Ventils abgebremst, was durch den Steuerkolben selbst geschieht. Zu diesem Zweck ist der Steuerkolben so ausgebildet, daß er in dem Zylinder gleichzeitig wie eine Puffervorrichtung wirkt. Dazu ist sein unterer Rand abgerundet oder abgeschrägt oder weist Schlitze 31 auf, die in der unteren Lage, in welcher das Ventil auf seinem Sitz ruht, eine Verbindung zwischen dem unteren Zylinderraum und dem ringförmigen Raum 25 herstellen. Eine von außen bedienbare Regelspindel oder Schraube 32 dient zur Regelung der Pufferwirkung, indem die Flüssigkeit durch den Kanal 33 an der Regelspindel vorbei nach dem Raum 25 entweicht, wenn das Ventil geschlossen wird. Die Regelspindel ist erfindungsgemäß so ausgeführt, daß die Verbindung zwischen dem ringförmigen Raum und dem unteren Teil des Zylinders des Steuerkolbens niemals ganz unterbrochen werden kann. Es ist demzufolge die Zufuhr der Flüssigkeit unter dem Steuerkolben beim Anfang des Druckhubes gewährleistet.

Bei einer anderen Ausführungsform kann wohl die Regelspindel ganz geschlossen werden (wie in Fig. 3 dargestellt); jedoch ist in diesem Falle zwischen dem Raum 25 und dem unteren Teil des Zylinders des Steuerkolbens ein an eine Zufuhrleitung angeschlossenes federbelastetesi Druckventil 34 vorzusehen.

Um eine hohe Ventilgeschwindigkeit zu ermöglichen und die Bewegung trotzdem mit einiger Elastizität erfolgen zu lassen und den Steuerkolben in der richtigen Höhe schwebend zu halten, kann auch das obere Ende des Steuerkolbens mit dem zugehörigen Zylinderteil als Gegenpuffer ausgebildet sein, welcher ähnlich arbeitet wie der untere Puffer; es werden dann in ent-

sprechender Weise auch hier am oberen Rande des Steuerkolbens Abrundungen oder Schlitze 35 sowie eine Regelspindel 36 zum Regeln des Durchflußquerschnittes des Kanals 37 vorgesehen, der die Verbindung zwischen dem oberen Ende des Zylinders und dem ringförmigen Raum 26 herstellt.

Im oberen Teil 10 der Ventilsteuervorrichtung sind vier Zylindermäntel 38 (Fig. 1). angeordnet, welche zur Führung der vier Förderkolben 2 dienen. In diesen Zylindermänteln sind öffnungen 39 und 40 vorgesehen, welche über Kanäle mit dem gemeinschaftlichen Saugraum in Verbindung stehen; die Förderkolben sind hohl ausgeführt oder mit einer zentralen Bohrung oder einem Längsschlitz versehen, um eine Verbindung zu den Fenstern 41 herzustellen, die durch ihre besondere Formgebung maßgebenden Einfluß auf den Zeitpunkt des Ventilschlusses haben. Die Verbindung mit dem Druckraum der Förderkolben beim Beginn des Druckhubes geschieht' entweder durch die obere Kante oder durch eine ringförmige Nut 42 im KoI-ben.

Die Gestalt der Fenster 41 kann auch so gewählt sein, daß der Zeitpunkt, wo der Druck auf die Flüssigkeit einzuwirken beginnt, geregelt werden kann. Der Förderkolben bildet zusammen mit dem Zylindermantel 38 eine einfache, auswechselbare Einheit.

Die Steuerungsvorrichtung arbeitet nun wie folgt:

Der Antrieb der Vorrichtung erfolgt beispielsweise durch einen Exzenter, der den. Hebel 21 und weiter den Hebel 17, die Geradführung und den Förderkolben 2 lain und her bewegt. Sobald der Förderkolben bei seinem Druckhube die öffnungen 40 oder 39 oder beide abschließt, wird die Flüssigkeit durch eine Druckleitung 6 zunächst über den Raum 25, Regelspindel 32 und Kanal 33 unter den Steuerkolben gefördert. Letzterer wird daraufhin entgegen der Wirkung der Feder 43 angehoben. Der Kolben und damit auch das Ventil kommen in voll geöffnetem Zustand in Ruhe, sobald die Flüssigkeit aus der Druckleitung 6 durch die Bohrung 27 und die ringförmige Nut 28 in die Rückströmleitung 7 nach dem Ausgleichbehälter überströmt, nachdem auch der Gegenpuffer die weitere Aufwärtsbewegung des Kolbens abgebremst hat. Das Ventil schließt sich wieder unter Einfluß der Feder 43, sobald die Fenster 41 im Förderkolben sich gegenüber den zugehörigen Öffnungen 39 im Mantel 38 befinden. Am Ende der Schließbewegung des Ventils verhindert die am unteren Ende des Kolbens vorgesehene Puffervorrichtung ein stoßweises Aufsetzen des Ventils auf seinen Sitz. Bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Förderkolbens wird Flüssigkeit nach dem Saugraum und von diesem nach dem Ausgleichbehälter gefördert. Während des Saughubes des FÖrderkolbens wird Flüssigkeit über die einander gegenüberstehenden Öffnungen im Förderkolben und dessen Mantel 38 oder über das Rückschlagventil 15 aus dem Saugraum und von dort über die Saugleitung 9 aus dem Ausgleichbehälter gesaugt.

Die Steuerung oder Regelung der Maschine erfolgt durch Drehung der Förderkolben um ihre Achsen, wodurch der Ventilhub und der Ventilschluß unter Einfluß der Bewegung der Regelstange 22 geregelt werden.

Die Regelung kann ebensogut erfolgen, wenn die Relativbewegung der Fenster und öffnungen im Förderkolben und entsprechend im Zylindermantel durch Drehung oder Längsverstellung des Zylindermantels 38 oder eines Teiles seiner Führung hervorgerufen wird. Die Förderkolben können auch einander gegenüber oder hintereinander angeordnet oder auch als doppelt wirkend ausgeführt werden.

Die Anordnung von Saugventilen ist nicht erforderlich. Das Ansaugen von Flüssigkeit erfolgt ausschließlich aus dem gemeinschaftlichen Saugraum, und zwar nur während der Zeit, in der sich die Fenster 41 gegenüber den öffnungen 39 befinden.

Der Ventilschluß braucht nicht durch Federspannung zu erfolgen, sondern kann auch unter Einfluß eines Druckmittels herbeigeführt werden. Die Anzahl der Förderkolben im gemeinschaftlichen Kasten ist nicht auf vier beschränkt; es können z. B. auch nur zwei Förderkolben in einem Kasten untergebracht sein, wie es z. B. bei Gleichstromdampfmaschinen der Fall sein kann.

Die Regelstange braucht nicht auf die Förderkolben sowohl der Einlaß- als auch der Auslaßventile einzuwirken, sondern die erstgenannten können z. B. unter dem Einfluß eines Reglers stehen oder von Hand verstellt i°5 werden, während die Förderkolben der Auslaßventile durch Dampfspannung geregelt werden oder fest, aber einstellbar angeordnet sein können.

Die Regelstange braucht ferner nicht ver- no zahnt zu sein und braucht nicht mit Zahnrädern zusammenzuarbeiten, sondern kann auch auf Hebel arbeiten, welche mit Hülsen an den Förderkolben angebracht sind, wodurch die Einstellung der Steuerung erhalten bleibt. Auch kann die Regelstange auf die zu den Förderkolben gehörenden Zylindermäntel arbeiten oder auf einen Teil der Zylinderwand, und¹ zwar sowohl in der Längsrichtung wie in der Umfangsrichtung, um eine Relativbewegung zwischen den Fenstern 41 und den Öffnungen 39 zu erzielen.

Die Erfindung ist ferner nicht auf die Anwendung bei Dampfmaschinen beschränkt, sondern kann bei allen Kolbenmaschinen Verwendung finden, sofern nur Steuerorgane bewegt werden müssen.

Infolge der vorerwähnten Verwendungsarten kann es zweckmäßig sein, genormte Vorrichtungen herzustellen, deren Einzelteile leicht auszuwechseln sind. Diese können dann bei den verschiedensten Maschinen und für alle möglichen Zwecke Verwendung finden, so daß sich eine solche Vorrichtung weitgehend wirtschaftlich ausbeuten läßt und auch aus diesen vorgenannten Gründen für eine Reihenherstellung geeignet ist.

Bei Anwendung der neuen Steuerungsvorrichtung werdeni mehrere bedeutende Vorteile erzielt. Wegen des ununterbrochenen Flüssigkeitsumlaufs kann die hydraulische Anlage nicht nur ständig im Betrieb gehalten werden, wobei die etwa in der Flüssigkeit vorhandene Luft im Ausgleichbehälter verarbeitet wird, aus dem sie dann entweicht, sondern auch, wenn sich bereits von Anfang an Luft in der Flüssigkeit befand, wodurch die Regelung auf jeden Fall gestört wird, stellt sich nach kurzer Betriebszeit immer wieder die genaue Steuerung ein, indem die Luft im Ausgleichbehälter verarbeitet wird.

Durch die Steuerungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist es weiter möglich, die Steuerorgane schnell zu öffnen und zu schließen und dazwischen den ganzen Durchlaßquerschnitt des Ventils zu verwenden. Das schnelle öffnen und Schließen ist, abgesehen von den Vorteilen einer hohen Ventilgeschwindigkeit, auch in wirtschaftlicher Beziehung vorteilhaft, da man hierdurch eine sparsam arbeitende Maschine erhält. Die Ventilgeschwindigkeit kann beim Erfindungsgegenstand hoch gewählt werden, weil die Steuerkolben selbst die schnellen Bewegungen zu ihrem Ende hin in beiden Richtungen allmählich verzögern, wodurch dann doch noch ein sanftes und lautloses Aufsetzen erreicht wird.

Bei umsteuerbaren, meist doppelt wirkenden Maschinen ist die Steuerungsvorrichtung folgendermaßen eingerichtet:
Wenn der Antrieb der Förderkolben einen Vor- oder Nacheilwinkel von ungefähr 90⁰ gegenüber dem zugehörigen Winkel des Zylinders hat, kann die Umsteuerung durch Verwechselung der Druckleitungen der Ein- und Auslaßventile für Deckel- und Kurbelseite bewirkt werden. In dem in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies näher erläutert. Am gemeinschaftlichen Kasten 1 ist ein Umsteuerhahn 43 vorgesehen, So der entweder im Gußstück irgendwie eingelagert oder in einem besonderen Gehäuse 44 auf den oberen Teil der Vorrichtung aufgesetzt und befestigt ist. In diesem Gehäuse sind vier Druckleitungen 45 und 46 z. B. für den Einlaß vorgesehen, während dahinter die entsprechenden Kanäle für den Auslaß angeordnet sind, welche alle an die Kanäle 47 und 48 für den Einlaß und entsprechende Kanäle für den Auslaß im oberen Teil der Vorrichtung angeschlossen sind. Mit 49 und 50 sind Kanäle im Gehäuse 44 bezeichnet, an welche die Druckleitungen 51 und 52 für den Einlaß und 53 und 54 für den Auslaß angeschlossen sind.

Im Umsteuerhahn sind Aussparungen und Kanäle 55 und 56 für Einlaß und entsprechende für Auslaß vorgesehen. Am Umsteuerhahn ist ferner ein Hebel 57 angeordnet, welcher zum Umsteuern der Maschine umgelegt werden muß.

In der gezeichneten Lage wirkt der rechte Förderkolben 2 in Fig. 4 z. B. für die Vorwärtsdrehung auf den Steuerkolben des Einlaßventiles an der Kurbelseite und der linke Förderkolben auf den Steuerkolben an der Deckelseite. Wird der Umsteuerhahn jedoch um den angegebenen Winkel verdreht, so wirkt der rechte Förderkolben 2 auf den Steuerkolben des Einlaßventiles an der Dekkelseite und der linke auf den an der Kurbelseite. Das gleiche gilt hinsichtlich der Förder- und Steuerkolben für den Auslaß.

Nun wird im allgemeinen eine umsteuerbare Maschine, z. B. eine Schiffsdampfmaschine, aus jeder beliebigen Lage und in jedem Augenblick anlauffähig sein müssen, während hier jedoch die Förderkolben erst dann Flüssigkeit unter Druck fördern, wenn die Maschine in Drehung versetzt ist. Um dieses zu berücksichtigen kann mit der Steuerungsvorrichtung gemäß der Erfindung eine Einrichtung verbunden sein, welche dieses ermöglicht. Zu dem Zwecke ist ein Kolben 58 vorgesehen, welcher Flüssigkeit unter Druck fördert und diese unabhängig von der Maschinenwelle unter Druck setzt. Die Förderkolben müssen dann so ausgeführt sein, daß sie diesen Druck in der richtigen Weise verteilen, damit auch die richtigen Ventile angehoben werden und die Maschine anläuft, wobei die Förderkolben die Bewegung der Steuerkolben übernehmen, sobald die Maschine läuft.

Erfindungsgemäß läuft dieser Anlaßkolben (Fig. 6) in einem zylindrischen Raum 59 im gemeinschaftlichen Kasten 1. Von diesem Zylinderraum führen Kanäle 60 und 61 nach den Zylindermänteln der Förderkolben 62 und 63 für Einlaß und nach den Zylindermänteln 64- und 65 für Auslaß. In diesen Zylindern sind Öffnungen 66 und 67 vorgesehen (Fig. 4), welche mit den Fenstern in

den Fördericolben oder mit dazu besonders vorgesehenen öffnungen 68 und 69 zusammenarbeiten. Die Regelstange 22 hat nun außer den normalen Regelstellungen für die Füllungen von ο bis zur größten Füllung, bei der die öffnungen 66 und 67 über den ganzen Hub der Förderkolben geschlossen sind, noch eine besondere Anlaßlage, in welcher die Öffnungen oder die dazu vorgesehenen Löcher 68 und 69 bei entsprechenden Einstellungen der Kurbeln eine Verbindung mit den öffnungen 70 und 71 in den Zylindermänteln herstellen. Durch einen Nocken ■ 72 auf der Regelstange 22 oder in entsprechender Weise kann ein Hebel 73 gedreht werden, welcher die Zufuhr oder Abfuhr eines Druckmittels, z.B. Dampf, nach oder von einem dem Anlaßzylinder gegenüber an- * geordneten Dampfzylinder 74 bewirken kann. Sobald demnach die Regelstange in die Anlaßlage gebracht ist und sich demnach die öffnungen 70 und 71 unabhängig von der Kufbellage den öffnungen 68 und 69 gegenüber befinden, wird auch Dampf durch ein as Ventil nach -dem Dampfzylinder 74 zugelassen, dessen Kolben 75 mittels der Stange 76 den Anlaßkolben bewegt und den erforderlichen Flüssigkeitsdruck herbeiführt. Die geförderte Flüssigkeit strömt durch die Kanäle6o, 61, 64 und 65 und die in diesem Augenblick einander gegenüberstehenden Öffnungen 66, 68, 67, 69 nach den in Betracht kommenden Steuerkolben und öffnet die richtigen Ventile. Wenn nun Dampf zu der Maschine zugelassen, wird, läuft sie an/und die Förderkolben übernehmen dann die Bewegung der Steuerkolben. Darauf wird die Regelstange 22 wieder in die Betriebslage gebracht, wodurch die Öffnungen 66 und 67 wieder geschlossen werden. Der Hebel. läuft wieder vom Nocken herunter und kann z. B. ein Auslaßventil öffnen, welches das Druckmittel wieder ausströmen läßt, während eine Feder 77 dafür sorgt, daß der Anlaßkolben und der Dampfkolben wieder in die Anfangslage zurückbewegt werden, so daß die Anlaßvorrichtung wieder betriebsfähig ist und von neuem verwendet werden kann.

Zum Anlassen können selbstverständlich auch andere Druckmittel wie Dampf verwendet werden, oder es kann auch von Hand oder unter Zuhilfenahme einer anderen Kraftquelle erfolgen. Der Dampf- oder Druckluftzylinder braucht nicht mit der Ventilsteuerungsvorrichtung verbunden zu sein; auch braucht die Zufuhr von Dampf oder einem anderen Druckmittel nicht durch Nocken und Hebel gesteuert zu werden, sondern dieses kann auch in anderer Weise erfolgen, ohne daß sich grundsätzlich etwas ändert. Auch kann zum Umkehren der Bewegung an Stelle eines Hahnes ein Schieber oder Ventile verwendet werden, womit die richtige Umsteuerung erhalten wird.

Die Ausführung der Erfindung kann, wie es die Fig. 7 bis 9 zeigen, noch weiter vereinfacht werden, indem die bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen benötigten langen Druck-, Überstrom- und Saugleitungen durch Kanäle in dem Gehäuse der Vorrichtung ersetzt werden. Dies kommt insbesondere dann in Frage, wenn die Ventilsteuervorrichtung mit den Förderkolben und dem Umsteuerhahn, der Anlaßvorrichtung, den Steuerkolbenzylindern und dem Ausgleichbehälter zu einem Ganzen vereinigt sind. Bei dieser Ausführung besteht die Einrichtung demnach aus einem Kasten 1, in welchem alle Teile untergebracht sind. Der gemeinschaftliche Antriebshebel, welcher die hin und her schwingende Welle 16 steuert, ist mit 21 bezeichnet. Die Welle 16 trägt nebeneinander die doppelarmigen Hebel 17 und 18 (Fig. 9). Diese übertragen ihre Bewegung auf die vier Förderkolben2, die z.B. für die beiden Einlaßventile und für die beiden Auslaßventile vorgesehen sein sollen. Die Förderkolben bewegen sich in Zylindern 78 und' 79, in denen die für die Steuerung erforderlichen Öffnungen vorgesehen sind. An Stelle von Leitungen sind hier nun Druckkanäle 80 und 81 vorgesehen, welche nach dem Umkehrhahn 82 führen, von dem aus die Kanäle 83 und 84 nach den gleichfalls in demselben Kasten angeordneten Steuerkolben 85 und 86 gehen, welche in Zylindern 87 und 88 geführt werden. Die Überströmöffnungen 89 und 90, welche in diesen Zylindern vorgesehen sind, münden im gemeinschaftlichen Saugraum 13 des Kastens aus; dieser Raum arbeitet nicht nur als Saugraum, sondern auch als Ausgleichbehälter, da der Kasten zum größten Teil mit Flüssigkeit gefüllt ist. Die Rückschlagventile 92 und 93, welche auch in besonderen Ventilkästen angeordnet sein können, saugen jetzt unmittelbar Flüssigkeit aus dem Saugraum an. Die Steuerkolben 85 und 86 ragen mit ihren Kolbenstangen 94 und aus dem Kasten hervor und steuern die ihnen gegenüber angeordneten Ventilstangen χ bzw. Ventile 96 und 97 (Fig. 8) z. B. für Einlaß und 98 und 99 für Auslaß.

Es ist ferner in der bereits bekannten Weise eine gemeinschaftliche Regelstange 22 vorgesehen, durch die zum Zweck der Steuerung eine Drehung der Förderkolben um ihre Achsen herbeigeführt werden kann. Bei der in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellten Ausführung, welche sich insbesondere zur Anwendung bei Lokomotiven eignet, kann es erforderlich sein, die Maschine aus jeder Kurbellage und Steuerlage anlaufen zu lassen. Zu

dem Zwecke ist in der vorbeschriebenen Weise ein mit Druckflüssigkeit arbeitender Anlaßkolben ιοί vorgesehen (Fig.9),welchergleichfalls im Gehäuse angeordnet ist und welcher zweckmäßig von einem Dampfkolben 102 gesteuert wird. Beim Anlassen wird die Druckflüssigkeit durch den Kanal 103 mit Abzweigungen zu den Zylindern der Förderkolben oder deren Öffnungen 104 und 105 geführt.

Um aus jeder Steuerlage die Maschine anlassen zu können, sind die mit den öffnungen zusammenarbeitenden Fenster 106 und 107 in geeigneter Form ausgeführt, während die Flüssigkeit über Rückschlagventile 108 und 109 gedrückt wird, um bei normalem Betrieb die richtigen Ventilhübe zu erhal-ten. Zur Vervollständigung und zur Nachprüfung kann der Kasten außerdem mit einem Pfeilstab 110 und mit einem Sieb iir versehen sein. Es ist nun auch möglich, den ganzen Antrieb außer dem Antriebhebel21 imKasten selbst unterzubringen. Auch kann es unter ,Umständen zweckmäßig sein, außer dem Saugraum noch einen zentralen und besonderen Ausgleichbehälter vorzusehen, damit eine größere Flüssigkeitsmenge in Umlauf gebracht werden kann und eine größere Reservemenge mit Rücksicht auf eventuellen Flüssigkeitsverlust vorhanden ist. Es ist nicht erforderlich, damit auch die Umsteuer- und Anlaßvorrichtung zu vereinigen; die Verbindung von Förder- und Steuerkolben für nichtumsteuerbare Maschinen ist gleichfalls möglich. Auch kann natürlich an Stelle eines hin und her gehenden Antriebes der Steuervorrichtung ein drehender Antrieb verwendet werden.

Aus den vorbeschriebenen Ausführungsformen geht hervor, daß es bei Anwendung der Erfindung möglich ist, für jede Maschinengattung genormte Vorrichtungen herzustellen, die jede an sich aus kleinen auswechselbaren Teilen bestehen; es wird dadurch eine beträchtliche Vereinfachung in der Herstellung und Instandhaltung der Steuerorgane erreicht.

Die hydraulische Bewegung von Steuerorganen ist von jeher als besonders vorteilhaft erachtet worden. Es sei hier nur auf das schnelle Öffnen und Schließen der Ventile hingewiesen, wodurch eine überaus große Wirtschaftlichkeit der Maschine erzielt wird. Zudem dient das Druckmittel (zweckmäßig öl) gleichzeitig selbst als Schmiermittel für alle beweglichen Teile, weshalb die Abnutzung der Teile gering ist und die Kosten der Instandhaltung niedrig bleiben. Außerdem wird besonders durch öl ein geschmeidiger und lautloser Gang der Maschine auch bei großen Kräften und hohen Geschwindigkeiten gewährleistet. Alle diese Vorteile sind auch dem Erfindungsgegenstand eigen, der dazu beiträgt, daß eine Maschine unter vorteilhaftesten Bedingungen sowohl in wirtschaftlicher wie arbeitstechnischer Hinsicht hergestellt werden kann.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Mit Förder- und Steuerkolben arbeitende Steuerungsvorrichtung für Maschinen mit hin und her gehenden Arbeitskolben mit hydraulisch bewegten Steuerorganen sowie mehreren zu einem einzigen Maschinenzylinder gehörigen Förderkolben, welche zur Steuerung um ihre Achsen gedreht werden können, dadurch gekennzeichnet, daß diese zu einem Maschinenzylinder gehörigen Förderkolben (2) nebst einem gemeinsamen Saugraum in einem gemeinschaftlichen Zylinderblock (10) arbeiten und der Saugraum durch eine einzige Saugleitung mit einem hoch angeordneten Ausgleichbehälter (8) verbunden ist, der durch von jedem der Steuerzylinder (3) kommende Rückleitungen (7) gespeist wird, während jeder Zylinder der Förderkolben (2) durch eine besondere Druckleitung (6) mit dem Druckraum des zugehörigen Steuerzylinders (3) verbunden ist und eine Verbindung zwischen den Druckleitungen (6) und Rückleitungen (7) während und am Ende des Öffnungshubes des Steuerkolbens (4) hergestellt ist.

2. Steuerungsvorrichtung nach An-Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderkolben (2) einen hin und her gehenden gemeinsamen Antrieb besitzen, der im Zylinderblock eingebaut ist.

3. Steuerungsvorrichtung nach An- ioo spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderblock aus zwei Teilen (10, 11) besteht, von denen der eine (11)-zur Aufnahme des gemeinschaftlichen Antriebsorganes (16) und der Geradführungen (12) der Kolben und der andere (10) zur Aufnahme der Kolben selbst dient.

4. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderblock die Führung einer Regelstange zur Beeinflussung der Winkelstellungen der Förderkolben (2) enthält.

5. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rückleitung (7) in eine Ringnut (26) im Steuerzylinder (3) einmündet, welche über einen ein Rückschlagventil oder ein verstellbares Drosselglied (36) enthaltenden Kanal (37) mit dem der Rückleitung (7) benachbarten Endraum des Zylinders (3) verbunden ist.

6. Steuerungsvorrichtung nach An-

spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jede Druckleitung (6) in eine Ringnut (25) im Druckraum des Steuerzylinders (3) einmündet, welche über einen ein Rückschlagventil (34) oder ein verstellbares Drosselglied (32) enthaltenden Kanal (33) mit dem der Druckleitung (6) benachbarten Endraum des Zylinders (3) verbunden ist.

7. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinschaftliche Zylinderblock (10) für die Förderkolben (2) mit einem Umkehrhahn (43) versehen ist, der durch Umleitung der Steuerflüssigkeit eine Umsteuerung der Kolbenmaschine bewirkt.

8. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet", daß der gemeinschaftliche Zylinderblock mit einem die Steuerflüssigkeit unter Druck setzenden Kolben (58, Fig. 6) versehen ist, welcher unabhängig von der augenblicklichen Lage der Kurbelwelle unter diejenigen Steuerkolben Flüssigkeit fördert, welche zum Anlassen der Maschine bewegt werden sollen (Fig. 6).

9. Steuerungsvorrichtung nach den Ansprüchen i, 4 und 8, * dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinschaftliche Anlaßkolben bei einer bestimmten Lage der gemeinschaftlichen Regelstange (22) selbsttätig zur Wirkung kommt (Fig. 4 und 6).

' 10. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im gemeinschaftlichen Zylinderblock (10), welcher die Förderkolben (2) von einem Maschinenzylinder oder deren mehreren enthält, auch die Zylinder der Steuerkolben (85,86) dieser Maschinenzylinder oder dieses Maschinenzylinders angeordnet sind (Fig. 7).

11. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch ι und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderkolben Längsbohrungen, welche mit Nuten am Umfang dieser Kolben in Verbindung stehen und damit in Verbindung stehende Öffnungen (69, 68) besitzen, mittels welcher über Öffnungen (67, 66) in den Wänden der zugehörigen 5a Zylinder (3,63) eine Verbindung zwischen den einzelnen Druckräunien der Zylinder der Förderkolben und dem gemeinschaftlichen Saugraum oder dem gemeinschaftlichen Anlaßdruckraum (59) hergestellt werden kann (Fig. 4).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen