DE64206C - Dampfmaschinen-Steuerung mit durch Dampf unter Mitwirkung besonderer Hilfsschieber gesteuerten Hauptschiebern - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.«

gesteuerten Hauptschiebern.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Neuerungen an Ein- und Zweicylinderdampfmaschinen, bei welchen die Hauptschieber durch Dampf unter Mitwirkung besonderer Hiifsschieber gesteuert werden.

In der beiliegenden Zeichnung ist als Beispiel eine Zweicylindermaschine dargestellt, und zwar ist:

Fig. ι ein theilweiser Längenschnitt und theilweise Seitenansicht der Maschine.

Fig. 2 ist ein Verticalschnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 ein Verticalschnitt durch die den Schieber bewegenden Theile nach Linie 3-3 der Fig. 1.

Fig. 4 zeigt die Maschine im Grundrifs.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht der Steuerungsmechanismen der Nebendampfmaschine,

Fig. 6 eine gleiche der Hauptdampfmaschine.

Fig. 7 ist eine Ansicht eines in der Besehreibung näher erläuterten Details.

Fig. 8 zeigt die relative Stellung der Kolben zu einander:

A ist ein Dampfcylinder mit darin angeordnetem Kolben B.

C ist die Kolbenstange und D der die Dampf-Ein- und Dampf-Ausströmung regulirende Schieber. Dieser Schieber ist in dem Schieberkasten E angeordnet und wird gleichfalls durch Dampf, welcher an den entgegengesetzten Enden des Schieberkastens abwechselnd ein- und ausströmt, bewegt. Diese Ein- und Ausströmung regulirt ein Hiifsschieber F, der in dem Schieberkasten G angeordnet ist, welcher vermittelst des kleinen Kanals g Dampf vom Schieberkasten E erhält.

Soweit es bei der vorliegenden Erfindung in Betracht kommt, können die Schieber jede beliebige Form haben und die Ein- und Auslafskanäle in beliebiger Weise angeordnet werden, wenn nur die Bedingung erfüllt wird, dafs Dampf in den einen Cylinder einströmen kann und somit dessen Kolben seinen Hub beginnt, wenn der Kolben des anderen Cylinders in der Mitte oder nahezu der Mitte seines Hubes angekommen ist, d. h. dafs der eine Kolben eine -Voreilung von 90° hat.

Die in der Zeichnung dargestellte Construction ist sehr einfach, so dafs es nur einer kurzen Erläuterung bedarf, um dieselbe verstehen zu können.

Der Hiifsschieber F ist ein D-Schieber und von solcher Länge, dafs er in seiner Mittelstellung die Kanäle//, Fig 1,. schliefst, sobald er aber aus der mittleren Stellung b'ewegt ist, den einen oder anderen Kanal öffnet, so dafs Dampf an einem Ende in den Cylinder E einströmt, am anderen dagegen ausströmt, wodurch der Schieber D bewegt wird, der seinerseits die Ein- und Ausströmungskanäle zum Cylinder A freigiebt und den Kolben B seinen Hub ausführen läfst.

H ist eine Traverse, auf welcher eine Säule / befestigt ist, die am oberen Ende ein Lager i trägt, in welchem eine horizontale Welle/gelagert ist (Fig. ι und 3).

K, Fig. 3 und 6, ist ein Hebel, dessen eines Ende um die Welle / drehbar ist, während

an dem anderen, gabelförmig gestalteten Ende ein kurzer Hebel / gelenkartig befestigt ist. Dieser Hebel bildet einen Theil der Schieberstange L, welche mit dem Hilfsschieber F verbunden ist. Die Verbindung zwischen der Stange L und dem Hebel / erfolgt dadurch, dafs man das vordere Ende l^x von L mit Gewinde versieht, welches lose durch eine Oeffnung im Hebel I geht und auf den beiden Seiten durch Muttern gehalten wird. Hierdurch wird eine Verkürzung bezw. Verlängerung der Schieberstange ermöglicht.

M ist ein mit Kopf versehener Bolzen, dessen Schaft durch einen Schlitz im Hebel K geht (Fig. 3 und 6) und mit Gewinde versehen ist, auf welches eine Mutter m geschraubt wird; auf diese Weise kann der Bolzen in geringerer oder gröfserer Entfernung vom Drehpunkt des Hebels befestigt werden.

N ist eine Platte (Fig. 3), welche mit der Welle J aus einem Stück gegossen oder, daran befestigt ist und mit ihr ein T bildet.. Zu beiden Seiten des Bolzens M ist die Platte N mit zwei Knaggen η n^x, Fig. 3 und 7, versehen. An dieser Platte N ist eine ähnlich geformte zweite Platte O mittelst Bolzen befestigt.

■ Diese beiden oder eine dieser Platten sind mit einer Nuth versehen, in welcher ein Hebel P genau eingepafst ist, so dafs nur eine Längenbewegung dieses Hebels möglich ist (Fig. 3)·

Q ist ein zweitheiliger Klotz, welcher auf der Kolbenstange C befestigt ist und an einer Seite eine T-förmige Nuth q besitzt, in welche der Kopf eines Bolzens R eingreift, dessen Schaft durch eine Hülse, r geht und am Ende eine Mutter trägt. Dadurch kann die Hülse r rechtwinklig zur Kolbenstange verstellt, oder mit anderen Worten der oscillirenden Welle J genähert oder von derselben entfernt werden. Die Hülse r sitzt in einem Auge des Hebels P, welcher auf der Hülse durch die auf den Bolzen R geschraubte Mutter gehalten wird.

Hierdurch dürfte die Construction der der Einfachheit halber mit »Hauptmaschine« bezeichneten Maschine genügend erläutert sein, so dafs zur Beschreibung der Nebenmaschine geschritten werden kann.

Dieselbe besitzt im Ganzen dieselbe Anordnung wie die Hauptmaschine und unterscheidet sich nur in einzelnen Theilen des Steuerungsmechanismus von derselben.

Der Winkelhebel T, Fig. 5, ist in seinem Scheitelpunkt an dem oberen Ende eines kurzen Armes U drehbar befestigt, welcher mittelst einer Stellschraube u auf der Welle J festgestellt ist. Mit seinem oberen gabelförmig gestalteten Theil ist er an einem kurzen Hebel Z¹ gelenkartig befestigt, welcher durch das Zwischenstück /^xl mit der Schieberstange L¹ des Hilfsschiebers F¹ verbunden ist.

Der horizontale Arm t^x des Hebels T reicht mit seinem äufseren Ende in eine Muffe V, die am Schieberkasten IT¹ befestigt ist.

H¹ ist eine Traverse mit darauf befestigter Säule J¹, die ein Lager i¹ trägt, in welchem die Welle / gelagert ist (Fig. 3).

Bei dem Hin- und Hergange der Kolbenstange C nimmt diese das untere Ende des Hebels P mit und bewirkt dadurch ein Schwingen der Welle / um ihre Achse. Da der Hebel K lose auf der Welle J sitzt, wird er durch die Drehung derselben nicht beeinflufst; dieses geschieht aber, sobald einer der Knaggen η n^x mit dem Bolzenkopf M in Berührung kommt, was am Ende eines jeden Hubes in der einen oder anderen Richtung der Hauptmaschine eintritt.

Auf der Zeichnung ist angenommen, dafs sich der Kolben der Hauptmaschine nach rechts bewegt.

Wenn derselbe ungefähr am Ende seines Hubes angekommen ist, trifft der Knaggen η gegen den Kopf M und bewegt den Hebel K nach links, wodurch der Schieber F ebenfalls nach links bewegt wird. Jetzt kann der Dampf aus dem Schieberkasten G auf der rechten Seite in den Cylinder E treten; der eintretende Dampf wirft den Schieber D nach links, so dafs der Dampf auf der rechten Kolbenseite in den Cylinder A treten kann, was eine Bewegung des Kolbens B nach links zur Folge hat.

Gegen Ende des Hubes stöfst dann der Knaggen «^x gegen den Kopf M, und es tritt eine Bewegung der oben erwähnten Schieber, sowie des Kolbens nach der entgegengesetzten Seite ein.

Auf der oberen Fläche der Säule / sind zwei Ansätze S angebracht (Fig. 3), zwischen denen der Schaft des Bolzens M spielt und die als Hubbegrenzer für die Bewegung des Hebels K dienen; hierdurch wird verhindert, dafs der Schieber F bei grofser Geschwindigkeit der Maschine zu weit geworfen wird.

Da der Arm U fest mit der Welle / verbunden ist und die Verbindung zwischen demselben und dem Hilfsschieber F¹ der Nebenmaschine auch nicht die geringste relative Bewegung zuläfst, so folgt daraus, dafs der Hilfsschieber F¹ sich in vollständiger Uebereinstimmung mit der Kolbenstange C der Hauptmaschine bewegt, d. h. wenn der Kolben in der Mitte des Cylinders sich· befindet, steht auch der Hilfsschieber auf Mitte seines Hubes. Dieser Schieber ist, ebenso wie der der Hauptmaschine, so construirt, dafs er in der Mittelstellung die Kanäle f^l~f^[, durch die der Dampf zu den entsprechenden Enden des Schieberkastens E¹ strömt, schliefst, bei jeder anderen

Stellung dagegen den einen oder anderen Kanal öffnet.

Bei der auf der Zeichnung dargestellten Stellung steht die Hauptmaschine, in der Mitte ihres Hubes in der Richtung des Pfeiles nach rechts, der Hilfsschieber F¹ der Nebenmaschine steht in seiner Mittelstellung auf dem Wege nach links, der Kolben der Hilfsmaschine hat soeben seinen Hub nach rechts vollendet.'

Sobald der Kolben der Hauptmaschine sich weiter nach rechts bewegt, öffnet der Hilfsschieber F¹ den rechten Kanal f^l, so dafs Dampf auf der rechten Seite in den Schieberkasten E¹ gelangen kann. Hierdurch wird der Schieber D¹ nach links bewegt und der Kanal nach der rechten Seite des Cylinders A¹ geöffnet. Auf diese Weise tritt der Hubwechsel der Hilfsmaschine dann ein, wenn die Hauptmaschine in oder nahezu in der Mitte ihres Hubes sich befindet; die Regulirung der Schieber beider Maschinen dagegen erfolgt ausschliefslich durch die Hauptmaschine.

Der Ausdruck Hauptmaschine ist deshalb gewählt, um die Maschine, welche die Regulirung der anderen bewirkt, zu kennzeichnen.

Es ist leicht ersichtlich, dafs jede der Maschinen als Hauptmaschine verwendet werden kann. Wenn im vorliegenden Falle die Nebenmaschine als Hauptmaschine gebraucht werden sollte, so ist es nur nöthig, die Welle / umzukehren , den Hebel P mit der Kolbenstange C¹ zu verbinden und die Theile K mit T und U zu vertauschen.

Die Dampfzuleitung zur Haupt- und Nebenmaschine erfolgt durch besondere Rohre X und X¹ mit darin angeordneten Ventilen χ und x¹. Sind beide Ventile geöffnet, so arbeiten beide Maschinen. Da die beiden Dampf kolben nicht in zwangläufiger Verbindung mit einander sind, so kann es leicht vorkommen, dafs die eine Maschine innerhalb des einzelnen Hubes schneller läuft wie die andere, infolge von Verschiedenheit in den Bohrungen der Dampfcylinder und der Reibungswiderstände der Kolben und Kolbenstangen. Dies kann man leicht durch die Ventile χ und x¹ ausgleichen, indem man eines derselben etwas mehr öffnet als das andere. Schliefst man das eine Ventil x¹ ganz, so strömt nur Dampf zur Hauptmaschine, so dafs die Zwillingsmaschine als einfache Maschine arbeitet.

Da der Hilfsschieber der Hilfsmaschine sich gleichzeitig mit dem Kolben der Hauptmaschine bewegt, so mufs der die Kolbenstange mit dem Schieber verbindende Mechanismus derart sein, dafs die Länge der Bewegung entsprechend reducirt wird, zu welchem Zwecke der Arm U so kurz gewählt ist.

Der Winkelhebel T ist von keinem Einfiufs auf die Bewegung selbst, er ist nur ein Mittel zur Verbindung des Armes U mit der Schieberstange L, die ein beträchtliches Stück über dem Arm liegt. '

Andererseits, da der Kolben der Hauptmaschine fast während seines ganzen Hubes ohne Einfiufs auf den Hilfsschieber der Hauptmaschine ist und erst ganz am Ende des Hubes die Bewegung des Schiebers erfolgen mufs, so ist klar, dafs die Bewegung des letzteren eine sehr schnelle sein mufs. Die schnelle Bewegung dieses Schiebers sowohl wie die langsame des Schiebers F¹ wird von der oscillirenden Welle J abgeleitet. Dieses wird dadurch, erreicht, dafs man den Hebel K genügend lang macht und in entsprechender Entfernung vom Drehpunkt die Schieberstange daran befestigt.

Die Bewegung selbst kann man noch dadurch reguliren, dafs man den Bolzenkopf M dem Drehpunkt des Hebels nähert oder davon entfernt und dadurch .die Länge des zur Geltung kommenden Hebelarmes vermehrt oder vermindert. Ebenso kann der Ausschlag der Welle J durch Verstellen der Hülse r beliebig regulirt werden.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eine Dampfmaschinensteuerung mit durch Dampf unter Mitwirkung besonderer Hilfsschieber gesteuerten Hauptschiebern, gekennzeichnet dadurch, dafs bei Zweicylindermaschinen die Bewegung der Kolbenstange der Hauptmaschine so auf die Hilfsschieber beider Maschinen einwirkt, dafs der Hilfsschieber der Hauptmaschine nur am Ende des Kolbenhubes bewegt wird, demnach auch der dazu gehörige grofse Schieber am Ende des Kolbenhubes umgesteuert wird, während der Hilfsschieber der Nebenmaschine in fortwährender Bewegung mit der Kolbenstange der Hauptmaschine und demnach auch gleichzeitig mit dieser in seiner Mittelstellung ist, also auch die entsprechenden Kanäle öffnet bezw. den grofsen Schieber der Nebenmaschine umsteuert, wenn der Kolben der Hauptmaschine in seiner Mittelstellung ist, oder kurz darauf, wenn er dieselbe passirt hat, wodurch erzielt wird, dafs stets der eine der beiden Dampf kolben seinen Hub beginnt, bevor der andere denselben vollendet hat.

2. Die Verbindung einer Steuerung der durch Anspruch ι. geschützten Art mit der Anordnung zweier besonderer Dampfzuleitungsrohre mit darin angeordneten Absperrventilen, um dadurch die Kolbengeschwindigkeit beider Maschinen reguliren zu können, oder durch gänzliches Schliefsen des Ventils der Nebenmaschine diese ab-

stellen zu können, worauf die Maschine als Eincylindermaschine arbeitet.
Bei einer Steuerung der durch Anspruch ι. geschützten Art eine Anordnung der Steuerungstheile, gekennzeichnet durch die hin- und herdrehende Welle /, welche durch einen mit der Kolbenstange der Hauptmaschine verbundenen, verstellbaren Hebel P bewegt wird, dem um diese Welle drehbaren, durch Knaggen 'η η am Ende jeden Hubes bewegten Hebel K, welcher mit der Schieberstange L des Hilfsschiebers der Hauptmaschine verbunden ist, und dem auf der Welle J festsitzenden Arm U mit Winkelhebel T, an welchem die Schieberstange L¹ des Hilfsschiebers der Nebenmaschine befestigt ist.

Bei einer Steuerung der durch Anspruch ι. geschützten Art zwecks Verwendung für Eincylindermaschinen die Beschränkung der im Anspruch 3. geschützten Anordnung der Steuerungstheile auf die zur Hauptmaschme gehörigen Stücke, bestehend in der Welle J, der mit ihr verbundenen, mit Knaggen η η versehenen Platte N und der durch die Kolbenstange getriebenen Stange P, welche sich in einer Durchbohrung .der Platte N bewegt und hierdurch die Welle J in Schwingung versetzt, in Verbindung mit dem lose auf der Welle J sitzenden Arm K, welcher mit dem Hilfsschieber verbunden ist und dadurch am Ende eines jeden Kolbenhubes den Hilfsschieber und damit auch den Hauptschieber umsteuert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.