DE64020C - Kolben-Steuerung für Gesteinbohrmaschinen, direct wirkende Pumpen und Hubmaschinen aller Art - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 5: Bergbau.

in LAURVIG (Norwegen).

aller Art.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 28. April 1891 ab.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Kolben-Steuerung für durch Prefsluft oder Dampf getriebene Gesteinbohrmaschinen, Pumpen .und ähnliche Hubmaschinen und besteht in einer neuen Anordnung von die Steuerung vermittelnden Kolben mit Kanälen, welche den Zu- und Austritt von Dampf oder Druckluft bei den Kolben regeln. Auf diese Weise kommen alle äufseren Verbindungsmittel, Daumen, Ausbauchungen oder Hohlräume an der Hauptkolbenstange in Fortfall und wird eine gröfsere Einfachheit und Wirkungsfähigkeit erzielt.

Die neue Kolben-Steuerung ist auf beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Fig. 1 ist ein Längsschnitt einer der Erfindung gemäfs eingerichteten Gesteinbohrmaschine, Fig. 2 eine Oberansicht derselben bei abgenommenem Schieberkasten. Fig. 3 zeigt eine Oberansicht des Schieberkastens, Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie A-B, Fig. 1, Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie C-D, Fig. 1. Fig. 6 ist ein Längsschnitt einer Gesteinbohrmaschine in etwas anderer Anordnung, Fig. 7 eine Oberansicht zu Fig: 6 ohne Schieberkasten. Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt einer Gesteinbohrmaschine der neuen Art mit Kolbenschieber, Fig. 9 eine Oberansicht zu Fig. 8 ohne Schiebergehäuse. Fig. 10 ist eine Oberansicht des in Fig. 8 im Schnitt ersichtlichen Schiebergehäuses, Fig. 11 ein Querschnitt nach der Linie E-F, Fig. 8, und Fig. 12 ein Querschnitt nach der Linie G-H, Fig. 8.

Die Anordnung des Cylinders C, des Kolbens P nebst Kolbenstange R ist die gewöhnliche. P¹ P² sind kleine Kolben zur Bethätigung des Schiebers F; dieselben arbeiten in den zugehörigen kleinen Cylindern C¹ C², welche an den gegenüberliegenden Enden des Schieberkastens vorgesehen sind.

Die neue Einrichtung kennzeichnet sich nach Fig. ι bis 5 durch die Anordnung von Kanälen B¹ B, die, von der Hinterseite der Kolben P¹ P² ausgehend, in je eine äufsere ringförmige NuthFbezw. G derselben münden, ferner dadurch, dafs aufser den Hauptkanälen / und K und dem Auspuffkanal E vier weitere Dampfwege DAHI in dem Hauptcylinder C eingerichtet werden, von denen zwei (A. urid H) unter Vermittelung der Ringnuthen F und G, sowie der Kanalbohrungen B B¹ Verbindung zwischen den Steuercylindern C¹C^ und dem Hauptcylinder C herstellen, während die beiden anderen Wege D und / die genannten Cylinderräüme C¹ C² direct mit den gegenüberliegenden bezüglichen Enden des Hauptcylinders verbinden.

Die Ringnuthen F und G, die an der Aufsenseite der Schieberkolben P¹ P'² im Anschlufs an die Kanalbohrungen B¹B vorgesehen sind und über die Kanäle A und H zum Hauptcylinder C leiten, sind derart angeordnet, dafs, wenn die eine Ringnuth nach der Zuleitung vom Hauptcylinder her offen steht, die andere Ringnuth gegen dieselbe abgesperrt ist. Ferner

liegen die Kanalöffnungen I und D zur Verbindung der Steuercylinder C² C (in welchen die Schieberkolben P² P¹ arbeiten) mit den bezüglichen, Enden des Hauptcylinders derart, dafs sie beim Hin- und Hergang der Schieberkolben P² und P¹ abwechselnd freigelegt und geschlossen werden, wobei je einer der Kanäle / und D nach der Ueberdruckseite des Hauptcylinders geöffnet ist, wenn der andere im Anschlufs an das gegenüberliegende Ende des Cylinders C mit dem Auspuff in Verbindung steht.

An Stelle der eben beschriebenen Anordnung der Kanäle HA und ID kann eine umgekehrte (entsprechend der Darstellung in den Fig. 6 bis 12) eingerichtet werden, nach welcher die Kanäle H A im Anschlufs an den Hauptcylinder C zu den auf den entgegengesetzten Seiten liegenden Steuercylindern C² C¹ führen bezw. durch die Ringnuthen G F und Kanalbohrungen B B¹ bei den Schieberkolben P² P¹ ausmünden, während die Kanäle ID zur Verbindung der Steuercylinder C² C¹ mit den bezüglichen Enden des Hauptcylinders C dienen können, indem sie entweder an die zuleitenden Hauptkanäle und Auspuff kanäle K J (wie dargestellt) angeschlossen sind oder eine unabhängige Leitung bilden.

Die Steuercylinder C¹ C² sind ferner mit je einem zweiten Kanal Q¹ Q versehen, der unmittelbar zum Auspuff führt. Diese Kanäle mögen entweder die Wirkung der Kanäle DAHI ergänzen oder auch die Stelle der Kanäle DI vertreten, wobei dann die beizubehaltenden Kanäle A H so anzuordnen sind, dafs sie jeden Schieberkolbencylinder entweder mit dem gegenüberliegenden oder dem zugehörigen Ende des Hauptcylinders verbinden.

Zu den Schieberkolben P¹ P² mit den zum Hauptzylinder führenden Steuerkanälen werden zwei fernere Kolbenverstärkungen M und N von . gröfserem Durchmesser auf derselben verbindenden Kolbenstange angebracht, und zwischen diesen Hülfskölben M und N wird der Schieber V für die Steuerung des Hauptcylinders mitbewegt. Ringnuthen O¹ O sind zwischen je einem der Kolben P¹P² und den Hülfskölben Mund N vorgesehen, und letztere passen bei der Bewegung in zwei Hülfscylinder Y und Z, als welche die Mündungen in den Schieberkastenraum hin ausgebildet sind. Jedes Mal, wenn einer der Kolben M oder N in den zugehörigen Cylinder eintritt, schliefst er denselben ab, Und die Ringnuthen O 0\ sowie die Hülfskanäle Q¹Q an den Steuercylindern, die in dauernder Verbindung mit dem Auspuff stehen, vermitteln für den Raum hinter genanntem Hülfskölben einen directen Auspuff, Wenn der Kolben seinen Cylinder verlassen hat, veranlafst der auf die Hinterfläche desselben Kolbens wirkende Ueberdruck in dem Schieberkasten die Schliefsung bezw. Einschiebung des anderen Hülfskolbens bei dessen Cylinder. Hierbei werden Zitterbewegungen der Schieberkolben und des Schiebers vermieden, indem sich der betreffende Hülfscylinder direct zum Auspuffen durch den Hülfekanal Q.¹ bezw. Q. und die Ringnuth Q¹ bezw. Q. öffnet. .

Ehe der Hülfskölben seinen cylindrischen Sitz verläfst, wird durch die vorgreifenden Schieberkolben P¹ oder P² der Hülfskanal Q¹ bezw. Q. geschlossen, so dafs wirksamer Dampf oder Druckluft nicht aus dem Schieberkasten in den Auspuff- oder Hülfskanal eintreten kann.

Wenn ferner einer der Hülfskölben M N seinen Cylinder Y bezw. Z verlassen hat, werden die den Weg zu den einzelnen Cylindern G¹ C² bildenden Ringnuthen F G an den Kolben P¹P² abwechselnd über die Hülfskanäle Q¹ Q gestellt, so dafs der bezügliche Cylinderraum hinter den Kolben P¹ und P² an den Auspuff anschliefsend gehalten wird.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Kolben-Steuerung, insbesondere der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführung, ist folgende:

Befindet sich der Kolben P in der vollendeten zurückgezogenen Hubstellung, so wird die Prefsluft oder der Dampf aus dem Hauptcylinder C durch, den Kanal H, die Ringnuth G und die Kanalbohrung B hinter den Kolben P² treten, der -mithin einen Vorwärtsschub mit den Kolben MiV und P¹ erleidet. Beim Vorgange überdeckt der Kolben P² einerseits den Kanal H und legt andererseits den Kanal / frei, der nach dem unteren Ende des Hauptcylinders C und zum Steuercylinder C² führt; in letzterem kommt somit der volle Druck zur Wirkung. Darauf schiebt sich der Hülfskölben N aus seinem Cylinder Z heraus unter gleichzeitigem Einschieben des Kolbens M beim Cylinder Y. Unterdessen ist die Ringnuth O¹ an den Auspuff kanal Q.¹ gelangt, so dafs durch diesen und die Ringnuth O¹ ein vollständiger Auspuff aus dem Hülfscylinder Y stattfindet. Insofern nun die Hinterseite des Hülfskolbens M mit dem Auspuff in Verbindung steht und diejenige des Hülfskolbens N dem im Schieberkasten herrschenden Ueberdruck ausgesetzt ist, werden die Schiebekolben und der Schieber unter Antrieb des Kolbens N verschoben, bis der Kolben M gegen die Endfläche des Cylinders Y gedrückt und zur festen Anlage an dieselbe vermöge des im Schieberkasten wirksamen Ueberdruckes gebracht wird. Während dieser Bewegung war der Steuercylinder C¹ anfangs frei zum Auspuff geöffnet, und zwar durch den Kanal D, den Hauptkanal A und Auspuffkanal E, sowie auch durch den Kanal Q¹ im Schieberkasten. Die Absperrung dieser Kanäle wird schliefslich durch den Vorgang des Kolbens P¹ herbeigeführt;

bei der Ringnuth F tritt Eröffnung des Kanals A ein, und die Verbindung mit dem Hauptcylinder C und dem Kanal E wird aufgehoben, weil zur gleichen Zeit die Bewegung des Schiebers V den Raum unterhalb des Kolbens P in Auspuffverbindung mit den Kanälen J und E setzt. Wenn die Ringnuth F den Kanal A erreicht, stehen beide Cylinder C² C¹ nach demselben (unteren) Ende des Hauptcylinders C hin offen, nämlich der eine über die Kanäle I und der andere über die Kanalbohrung S¹, Ringnuth F und den Kanal A, wobei die Druckwirkungen auf die Hinterseiten der Schieberkolben P² und P¹ ins Gleichgewicht gebracht sind, sobald die dem Schieber noch verbleibende Bewegung durch den Druck auf die Hinterseite des Hülfskolbens JV, wie beschrieben, vollendet ist. Bevor der Hülfskolben N seinen Hülfscylinder verlassen hat, war derjYuspuffkanal Q mittelst des Kolbens P² geschlossen worden, so dafs hier wirksamer Dampf oder Druckluft nicht aus dem Schieberkasten austreten kann; ferner ist die Ringnuth G bei dem Spiel der Schieberkolben in Gegenüberstellung zum Auspuffkanal Q. .gebracht, so'dafs der Steuercylinder C² nunmehr nach dem Auspuff (durch den Kanal B, die Ringnuth G und genannten Kanal Q) offen steht. Der Schieber V hat zur Zeit den Kanal K freigelegt, so dafs der Dampf oder die Druckluft im Schieberkasten einen Weg hinter den Hauptkolben P vorfindet, der dadurch vorgeschoben wird. Bei Vollendung des vollen Vorwärtshubes tritt Eröffnung des Kanals A nach der Druckseite des Hauptcylinders ein; der Ueberdruck pflanzt sich unter Vermittelung genannten Kanals, der Ringnuth F und des Kanals B¹ nach der Hinterseite des Kolbens P¹ fort, während der bezügliche Cylinderraum des Kolbens P² freien Auspuff hat: i. durch die Kanalbohrung B, die Ringnuth G und den Kanal Q, und 2. durch den Kanal /, welcher den Steuercylinder C'² mit dem unteren Ende des Hauptcylinders C im Anschlufs an den Kanal J und Kanal E verbindet. Nun ist die wirksame Fläche des Kolbens P¹ gröfser gewählt als diejenige des Hülfskolbens N (es kann ein beliebiger Gröfsenunterschied eingerichtet werden), so dafs infolge des Gegendruckes bei dem Schieberkasten der Hülfskolben M fest an das Ende des Cylinders Y herangedrückt wird und die Kolben P¹MN und P² sowie die Schieber V unter Ueberwindung des Druckes bei N zurückzugehen veranlagst werden. Auf seinem Wege schliefst nun der Kolben P¹ seinerseits den Kanal A und legt den Kanal D frei, der den Cylinder C¹ mit dem Kopfende des Hauptcylinders verbindet, wodurch in dem Steuercylinder C¹ der VoÜV druck des Dampfes oder der Luft erhalten wird; danach verläfst der Hülfskolben M. den Cylinder Y, für den der Auspuffkanal Q¹ durch Vorlagerung des Kolbens P¹ geschlossen wird, und der Hülfskolben N tritt in den ihm. zugehörigen Cylinder ein, welcher gerade in Auspuffverbindung vermöge der Einstellung der Ringnuth O vor dem Kanal Q steht.

Wie nun vorher der Kolben M beim Vorwärtshube gegen das Ende seines Cylinders Y hin vorgestofsen wurde, so wird in derselben Weise jetzt der Kolben N fest gegen das Ende seines Cylinders Z bewegt, indem der auf den Kolben M ausgeübte Druck innerhalb des Schieberkastens und der Druck im Cylinder C¹ zur Wirkung gelangen. Dieser Vorgang dauert so lange, bis die Druckwirkungen in beiden Cylindern C und C'² ins Gleichgewicht gebracht sind durch die eröffnende Einstellung der Ringnuth G bei dem Kanal H. Gleichzeitig wird infolge der Bewegung des Schiebers V für den Raum oberhalb des Hauptkolbens P ein Auspuffweg durch die Kanäle K und E unter Freilegung des Kanals J geschaffen, so dafs die Unterseite des Kolbens P Druck von dem Schieberkasten her aufnimmt und den Rückwärtsschub veranlafst, wenn sich die Vorgänge in der beschriebenen Weise wiederholen.

Die Wirkungsweise ist dieselbe, wenn die Kanäle D A HI umgekehrt angeordnet werden, wie in den Fig. 6 bis 12 dargestellt ist.

Wenn die Kanäle D I in Fortfall kommen, so ist der einzige Unterschied in der Wirkungsweise der, dafs von dem Hauptcylinder C zu dem Steuercylinder der Dampf insgesammt durch die Kanäle A und H abgeleitet wird, während für die genannten Steuercylinder die Auspuffverbindung allein durch die Bohrungen B¹B und Ringnuthen FG bei den Kolbenscheiben P¹ P² vermittelt wird. In diesem Falle hat genannte Ringnuth F oder G die Verbindung herzustellen entweder mit dem directen Auspuffkanal Q¹ bezw. Q oder mit dem Kanal A bezw. H zu der Zeit, wenn bei der Stelle, bei welcher letzterer an den Hauptcylinder anschliefst (abhängig von der Stellung des Schiebers V und des Kolbens P im Hauptcylinder C) ein Ausweg durch den Hauptauspuff E vorhanden ist. .

Eine aus dem Schieberkasten einseitig herausgeführte Verlängerungsstange S (Fig. 1 und 8) an dem die Kolben tragenden Schieber ermöglicht, letzteren von Hand zu stellen, wie es zum Anlassen der Maschine erforderlich ist.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Kolben-Steuerung für Gesteinbohrmaschinen, direct wirkende Pumpen und Hubmaschinen aller Art, bestehend aus dem mit den Kolbenscheiben P¹P^ und· MN", sowie den

   Kanälen F B¹ G B versehenen, den Muschelschieber V bewegenden Kolbenschieber, dessen hin- und hergehende Bewegung durch die Hauptkanäle J K und die Ueberleitungskanäle A H bezw. D 7, sowie die Auspuffkanäle Q¹ Q bewirkt wird.

   Die unter ι. gekennzeichnete Steuerung in derartiger Anordnung, dafs bei Fortfall der Kanäle D und I die Auspuffverbindung durch die Zwischenkanäle B¹ B und die Ringnuth F, G der Kolbenscheiben P¹ P² vermittelt wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.