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Cestängelose Steuerung von Kolbenmaschinen Die Erfindung bezieht sich
auf eine gestängelose Steuerung einer mit Dampf oder einem anderen Treibmittel betriebenen
Maschine und bezweckt, mit einer möglichst geringen Anzahl von unabhängig voneinander
bewegten Teilen, die in ihren Endlagen. festgehalten werden, den Steuervorgang rasch,
sicher und ohne Stoß durchzuführen. .
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Bei einer Maschine, bei der der Steuerungsvorgang durch das Überfahren
von Hilfssteueröffnungen in der Zylinderwand durch. den Arbeitskolben eingeleitet
wird, und bei der ein in einem Zylinder beweglicher Kolben (Hauptsteuerkolbern)
mittels eines Schiebers (Hauptsteuerschieber) den Ein- und Austritt des Arbeitsdampfes
bewirkt und gleichzeitig durch einen weiteren Schieber (Umsteuerschieber) die von
den Umsteueröffnungen des Arbeitszylinders kommenden Hilfssteuerkanäle in bekannter
Weise umsteuert, wobei der Hauptsteuerkolben durch ein einziges Hilfssteuerorgan
gesteuert wird, welches aus einem in einem Zylinder verschiebbaren größeren Kolben
(Hilfssteuerkolben), einem in einem Zylinder verschiebbaren kleineren Kolben (Haltekolben)
und einem mit Frischdampf beaufschlagten Schieber (Hilfssteuerschieber) besteht,
hängt daher erfindungsgemäß der Hilfssteuerschieber durch Kanäle mit dem Hauptsteuerkolben
und mit dem Haltekolben zusammen, so daß diese beiden Kolben gleichzeitig mit Dampf
versorgt und in denEndlagen festgehalten werden, wobei der den Hilfssteuerkolben
führende größere Zylinder über den Umsteuerschieber mit den Hilfssteuerkanälen zusammenhängt,
so daß der Hilfssteuerkolben den Hilfssteuerschieber gegen den Druck des Haltekolbens
zu verstellen vermag.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in den Fig. i bis 4 beispielsweise
dargestellt.
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Die Fig. i zeigt den Gegenstand der Erfindung schematisch, wobei die
steuernden Kolben und Schieber wegen der besseren Übersichtlichkeit gesondert und
durch Stangen miteinander verbunden dargestellt sind.
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Die Fig. 2 und 3 geben eine Ausführungsform mit Flachschiebern und
Stufenkolben wieder. Fig. 4 zeigt eine Anordnung mit Stufenkolben und Kolbenschiebern.
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Die Stellung der Steuerorgane ist in allen drei Figuren für den Abwärtsgang
des Arbeitskolbens dargestellt.
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In der Fig. i ist C der Dampfzylinder, K der Arbeitskolben und D der
Schieberkasten. Der Dampfeintritt in diesen erfolgt bei E, der Dampfaustritt durch
die Kanäle f1 und f2 bei F. Die Dampfzufuhr und -abfuhr für die beiden Zylinderseiten
erfolgt durch die Kanäle i und 2 mittels eines Schiebers (HauptsteuerschieberA2).
Der Hauptsteuerschieber A2 und ein weiterer Schieber (Umsteuerschieber A3) sind
mit einem in einem Zylinder beweglichen Kolben (Hauptsteuerkolben A1) verbunden.
Diese drei zusammenliän.
genden Teile bilden das Hauptsteueiorgan.
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Der Dampfzylinder hat nahe an seinen Enden, , innerhalb der Ausmündung
der Steuerkanäle, 4 eine Hilfssteueröffnung G3 und G4, die vK ;, Arbeitskolben in
dessen Endlagen überfahix werden, so daß beispielsweise in der unter Kolbentotlage
Dampf von der Oberseite des Zylinders in die Öffnung G4 gelangen kann. Von den Öffnungen
G3 und G4 führen die -Kanäle 3 und q. zu dem Umsteuerschieber A3 und von dort die
Kanäle 5 und 6 zu den Steuerungskanälen 2 und i. Der Umsteuerschieber A3 hat zwei
Ausnehmun.gen (Mulden), die durch die Kanäle 7 und 8 in ständiger Verbindung mit
der Ober- und Unterseite eines Kolbens (Hilfssteuerkolbens B4) stehen. Es stehen
daher in der oberen Lage des Umsteuerschiebers A3 die Kanäle 3 und 7 und die Kanäle
6 und 8 in. Verbindung, und die Kanäle q. und 5 sind durch. denselben verschlossen.
In der unteren Lage des Umsteuerschiebers A3 stehen die Kanäle 5 und 7 und die Kanäle
q. und 8 in Verbindung, während die Kanäle 3 und 6 abgeschlossen sind.
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Das Hilfssteuerorgan, welches ebenfalls im Schieberkasten untergebracht
ist, besteht aus dem bereits erwähnten Hilfssteuerkolben B4, dem Haltekolben B5
und dem Hilfssteuerschieber B6, die miteinander verbunden sind. Vom Hüfssteuerschieber
führt der Kanal g bzw. g' und g" zu den Oberseiten des Hauptsteuerkolbens Al und
des Haltekolbens B, der Kanal io bzw. io' und io" zu den Unterseiten, dieser beiden
Kolben, so daß diese beiden Kolben stets gleichzeitig an der einen Seite mit dem
Frischdampfraum, an der anderen Seite mit dem Auspuffraum F in Verbindung stehen.
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Der Steuerungsvorgang ist folgender: In der in Fig. i dargestellten
Stellung der Steuerung gelangt der Frischdampf durch den Steuerkanal x auf die Oberseite
des. Arbeitszylinders, während die untere Zylinderseite durch den Steuerkanal 2
mit dem Auspuffraum F verbunden ist, so daß der Arbeitskolben K nach unten bewegt
wird. Der Hilfssteuerkanal3 ist durch den Umsteuerschieber A3 geschlossen und der
Hilfssteuerkanal q. mit dem Kanal 8 verbunden, so daß der Hilfssteuerkolben B4 an
seiner Unterseite Auspuffspannung hat. Da auch die Kanäle 7 und 5 in Verbindung
stehen, herrscht auch an. der Oberseite des Hilfssteuerkolbens B4 Auspuffdruck.
Der Hilfssteuerkolben ist daher im Gleichgewicht. Der Hilfssteuerschieber B6 hält
in dieser Stellung den Kanal g mit dem Frischdampf in Verbindung, den. Kanal io
mit der Auspuffleitung. Dadurch sind der Hauptsteuerschieber und der Hilfssteuerschieber
in der unteren Lage festgehalten.
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Wenn der Arbeitskolben K auf seinem Abwärtsgang die Hilfssteueröffnung
G4 überfahren hat, so gelangt Frischdampf durch den Hilfs-Steuerkanal q. und den
Kanal 8 an die Unterseite des Hilfssteuerkolbens B4 und bewegt diesen "und den damit
zusammenhängenden Halte-Y ". Jben B, und den Hilfssteuerschieber B,; nach `i. Diese
Bewegung erfolgt anfänglich gegen "'::Druck des Haltekolbens B", der aus
diesem 'jG@ nde eine kleinere Fläche haben muß als der Hilfssteuerkolben B4. Bei
dieser Aufwärtsbewegung steuert der Hilfssteuerschieber den Dampf für den Haltekolben
B;, und den Hauptsteuerkolben A1 um. Der HilfssteuerschieberB, vollendet daher seinen
Aufwärtsgang unter Mitwirkung des Haltekolbens und wird durch diesen in der obersten
Lage festgehalten. Der Hauptsteuerkolben Al, der gleichzeitig mit dem Haltekolben
umgesteuert wurde, bewegt sich ebenfalls nach oben, wodurch der Hauptsteuerschieber
A2 den Dampf des Arbeitszylinders umsteuert, und der Aufwärtshub des Arbeitskolbens
K beginnt. Da gleichzeitig mit dem Hauptsteuerkolben der Umsteuerschieber A3 nach
oben geht, wird auch die Umsteuerung der Hilfssteuerkanäle bewerkstelligt und der
Hilfssteuerkolben B4 entlastet. Der Hauptsteuerkolben A1 hält nun den Hauptsteuerschieber
in seiner obersten Lage fest, der Haltekolben B, den Hilfssteuerschieber"B.. In
der oberen Totlage des Arbeitskolbens vollzieht sich die Bewegung der Steuerungsorgane
in entgegengesetztem Sinne.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der
der Hauptsteuerschieber und der Umsteuerschieber in einem einzigen Schieber A2,
A3 vereinigt sind. Weiteres ist beim Hilfssteuerorgan der Haltebolzen und der Hilfssteuerkolben
als Stufenkolben ausgebildet. Die Fig. 2 gibt einen Längsschnitt wieder, die Fig.
3 zeigt eine Ansicht des Schiebers A2, A3 samt Schieberspiegel in der Richtung des
Pfeilesx gesehen in, einem größeren Maßstab. Die Bezeichnungen entsprechen denjenigen
der Fig. i. Den Kanälen 5 und 6 der Fig. i entsprechen die putenförmigen Verlängerungen
der Kanalöffnungen 2 und i. Der ringförmige Teil des Stufenkolbens dient als Haltekolben
B," die Kolbenenden als Hilfssteuerkolben B4. Die Ringfläche muß daher kleiner sein
als die Fläche der Kolbenenden. Die Wirkungsweise ist dieselbe wie bei der Konstruktion
nach Fig. i.
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Die Fig. q. zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der Hauptschieber
und Umsteuerschieber als Kolbenschieber aus einem einzigen Stück A ausgebildet sind,
dessen Enden als Hauptsteuerkolben dienen. Als Hilfssteuerschieber ist ebenfalls
ein Kolbenschieber angewendet, der mit dem Stufenkolben ein, einziges Stück B bildet.
Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 2 und 3 bildet bei dieser Ausführungsform
der ringförmige Teil des Stufenkolbens den Hilfssteuerkolben und die Endflächen
den Haltekolben. In diesem Falle
sind die Ringflächen größer als
die Endflächen. Die Bezeichnung entspricht derjenigen der Fig. z, 2 und 3, die Wirkungsweise
ist die gleiche. Die Kolbenschieber können auch in bekannter Weise mit Liderungsringen
ausgestattet werden.
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An Stelle der hier beschriebenen Flach- und Kolbenschieber können
auch andere bekannte Absperrorgane, z. B. Ventile, angeordnet werden, welche von
den beschriebenen Kolben sinngemäß bedient werden.