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Lenkersteuerungseinrichtung für Kolbendampfmaschinen Die Erfindung
bezieht sich auf Lenkersteuerungseinrichtungen für Kolbendampfmaschinen, bei denen
nur einTeil der im allgemeinen ellipsenförmigen Bewegung eines Punktes des Lenkers
zunächst über im Gestänge auf einen um eine Drehachse schwingenden Zwischenhebel
und erst durch diesen auf die Steuerorgane der Dampfmaschine übertragen wird.
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Bei einer bekannten Lerkersteuerungseinrichtung dieser Art erfdlgt
die Kupplung zwi.-schen dem Lenker und dem Steuerorgan über einen Wälzhebel. Diese
Ausführung eignet sich nur für langsam laufende Maschinen, weil sonst harte Schläge
unvermeidlich sind.
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Die Erfindung verwendet eine in das Gestänge zwischen dem Lenker und
dein Zwischenhebel eingeschaltete Flüssigkeitskupplung. Sie besteht darin, daß die
Bewegung des Lenkers der in einem ölbad angeordneten Steuerungseinrichtung auf den
Zwischenhebel durch eine Flüssigkeitskupplung mit einem mit dem Lenker verbundenen
Kolben übertragen wird, der in einem mit dem Zwischenhebel verbundenen, in einer
Führung verschiebbaren und mit einem nach dem Ölbad
offenen Steuerschlitz
versehenen Zylinder läuf t.
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Es ist bekannt, bei einer nach Art einer Auslösesteuerung ausgebildeten
Lenkerstetterungseinrichtung die Beivegung eines Lenkerpunktes unter Einschaltung
einer Flüssigkeitskupplung auf das Steuerorgan zu übertragen. Die vom Regler veranlaßte
Autslösungerfolgt dabei in der Weise, daß die Flüssigkeitskupplung durch ein vom
Regler gesteuertes beso-nderes Absperrorgan hergestellt und gelöst wird" Infolgedessen
ist nur die Öffnungsbewegung des Ventils unmittelbar abhängig von der Lenkersteuerung,
während das Schließen des Ventils nach der vom' Regler herbeigeführten Auslösung
sich unter der Wirkung einer Feder unabhängig von der Bewegung des Lenkers nach
Maßgabe der abströmenden Flüssigkeit vollzieht, die eine Bremswirkung auf die Schließbewegung
ausübt. Die besondere Steuerung der Flüssigkeitskupplung erfordert auch ein sperriges
und vielteiliges Steuergetriebe.
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Nach der Erfindung wird dagegen die Flüssigkeitskupplung zwischen
dem- Lenker und dem schwingenden Zwischenhebel ohne Einwirkung eines weiteren Zwischengliedes
durch den vom Lenker angetriebenen, in dem Flüssigkeitszylinder arbeitenden Kolben
hergestellt und aufgehoben. Dieser Kolben überschleift den in der Wand des Zylinders
vorgesehenen Steuerschlitz und gibt diesen erst am Ende der Schließbewegung des
Ventils wieder frei, so daß die Flüssigkeitskupplung während der gesamten Offnungs-
und Schließbewegung des Ventils aufrechterhalten bleibt und während des für die
Steuerung unwirksamen Te#iles der Lenkerbewegung 01 in den Flüssigkeitszylinder
gesaugt wird,
Durch die Erfindung wird eine sehr einfache Bauart
der gesamten Steilerungseinrichtung ermöglicht. Das Steuergetriebe, das beispielsweise
für den Antrieb von vier Steuerorganen (zwei Einlaß- und zwei Auslaßventile) eines
Dampfzylinders dient, kann in einem verhältnismäßig kleinen, das Ölbad enthaltenden
Kasten untergebracht werden. Die Teile des Steuergetriebes werden dabei klein und
leicht, so daß keine schädlichen Massenkräfte auftreten. Durch die Einlagerung des
Steuergetriebes in einem Ölbad, wie dies für Nockensteuerungen bekannt ist, wird
ein unerwünschter Schmierölverbrauch vermieden, der bei den bisher gebräuchlichen
umsteuerbaren Lenkersteuerungseinrichtungen sehr erheblich ist.
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Der Gegenstand der Erfindung wird ferner durch die vorteilhafte Anordnung
eines Flüssigkeitspuffers, der ein hartes Aufsetzen des Ventils verhindert, weiter
ausgebildet. Flüssigkeitspuffer sind an sich bekannt. Im vorliegenden Falle soll
aber das Ventil, um eine. rasche Schließbewegung zu erreichen, 'bei der Schließbewegung
nur auf einem Bruchteil seines Hubes verzögert werden, ehe es sich auf seinen Sitz
festsetzt. Eine sichere Abbremsung der Bmvegung erfurdert andererseit-si eine längere
Wegstrecke. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gleichfalls
innerhalb des ölbades angeordnete Flüssigkeitsbreinse in einem größeren Abstande
von der Drehachse des Flüssigkeitshebels angreift als die Flüssigkeitskupplung.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Lenkersteuerungseinrichtung
mit den Merkmalen gemäß der Erfindung für einen Lokomotivzylinder dargestellt.
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Fig. i zeigt einen senkrechten Schnitt durch den Steuerkasten, Fig.
2 eine Oberansicht und Fig. 3 in größerem Maßstab die Steuerellipse des Lenkeranschlußpunktes.
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In Fig. 4 ist im senkrechten Schnitt eine Einzelheit einer abgeänderten
Ausführungsform der Steuerung dargestellt.
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Der Lenker i ist mit dem einen Ende an eine Kurbel :2 und mit dem
anderen Ende an den Stein 3 einer Geradführung 4 angeschlossen. Durch Verstellen
dieser Geradführung mittels eines Steuerhebels 5 kann in bekannter Weise
die Füllung verändert und die Umsteuerung vorgenommen werden. An den Punkt
6 des Lenkers ist das Antriebsgestänge der Steuerungseinrichtung angeschlossen.
Dieses Gestänge besteht aus einem zweiarmigen Antriebshebel 7, 8, der um
eine Achse 9
schwenkbar ist, und einer mit dein Hebelarm 7 verbundenen
Zugstange io, die an einem auf das Steuerventil i-- einwirkenden Kipphebel 13
angreift. -
Die Verbindung zwischen dem Anschlußpunkt 6 des Lenkers
i und dem Antriebsgestänge der Steuerungseinrichtung ist in folgender Weise ausgeführt-
Durch eine Schubstange 14 ist der Lenkerpunkt 6 mit einem Kolben 15 verbunden,
der in einem Zylinder 16 läuft. Der Zylinder 16 ist in der Führung eines Ständers
17 verschiebbar und durch eine Lasche 18 mit dem Arm 8 des Antriebshebels
verbunden. An dem Hebelarm 8 greift eine am Ständer 17 befestigte Rückholfeder
ig an. Ferner ist das freie Ende dieses Hebelarmes durch eine Lasche 2o mit einem
Kolben 21 verbunden, der in einem in dem Ständer 17 gelagerten Bremszylinder 22
läuft. Die beschriebenen Teile der Steuerungseinrichtung sind in einem bis zu geeigneter
Höhe mit Öl
angefüllten Gehäusi# 2,3 eingeschlossen, aus dem die Zugstange
io nach außen führt. 24 bezeichnet den ölspiegel. In dem Mantel des Zylinders 16
sind öldurchtrittsschlitze 2 5 und im. Mantel des Bremszylinders 22 Oldurchtrittsschlitze
:26 vorgesehen. Der Ständer 17 weist die zugehörigen Ölkanäle 27 auf.
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Bewegt sich der Kolben 15 im Zylinder 16 nach links, so wird
Öl durch die Schlitze 25
in den Zylinder eingesaugt. Bewegt sich der
Kolben 15 wieder nach rechts, so wird das Öl herausgedrückt bis zu dem Augenblick,
wo der Kolben 15 die Schlitze 25 abschließt. Dadurch wird die Flüssigkeitskupplung
zwischen dein Lenkergestänge und dem Ventilgehäuse hergestellt. Durch Spiel des
Kolbens 15 im Zylinder 16 oder durch Züge in der Zylinderwand kann dieser Vorgang
beeinflußt und gegebenenfalls erreicht werden, daß annähernd alles Öl verdrängt
wird und der Kolben sich gegen den Boden des Zylinders legt. Der Zy-
linder
16 wird nach rechts verschoben, und diese Bewegung wird durch die Lasche 18 auf
den Antriebshebel 7, 8 übertragen, der über die Zugstange io und den Kipphebel
13 das Ventil i?, öffnet.
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Bei dem gezeichneten Beispiel ist an-enommen, daß das Ventil 12 durch
den Dampf druck auf seinen Sitz gedrückt wird. Der Kolben 15 muß also bei der öffnungsbewegung
sowohl die Kraft der Rückholfeder ig, als auch den Schließdruck des Ventils 1.2
überwinden.
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Bei der Rückwärtsbewegung des Kolbens 15 (Bewegung nach links)
unter der Wirkung des Schließdruckes des Ventils und zusätzlich der Rückholfeder
ig folgt der Antriebshebel 7, 8 bis zu dem Augenblick, wo der Bremskolben
2r die Schlitze 26 des Bremszylinders 22 absperrt. Dieser Augenblick wird
so. gewählt, daß das Ventil dann noch um ein geringes Maß, beispielsweise 1,5 nim,
von seinem Sitz entfernt ist. Die Schließbewegung des Ventils wird von da ab entsprechend
der im Brernszylinder auftretenden
Pufferwirkung so verzögert, daß
es sich schlaglos auf den Sitz aufsetzt. Zweckniäßig wählt man für den Antriebsliebel
ein Übersetzungsverhältnis zwischen den Hebe#larmen 8
und 7, beispielsweise
eine übersetzung von i : 2, um die Ventilbewegung zu vergrößern. Ebenso ist
es vorteilhaft, die Abbrernsung beim Schließen des Ventils über einen größeren Weg
des Bremskolbens entsprechend einem Übersetzungsverhältnis von etwa I
: 3
erfolgen zu lassen.
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Bei der dargestellten Steuerungseinrichtung eines Lo-ko-inotivzylinders
ist jedem der beiden Einlaßventile E und der beiden Auslaßventile
A die beschriebene Steuerungseinrichtung zugeordnet. Dabei werden die beiden
Einlaßventile und die beiden Auslaßventile durch je einen gemeinsamen Steuerhebel
5 verstellt. Die vier Bewegungshebel 7, 8 sitz ' en auf einer
gemeinsamen Achse g. Ebenso sind die Lenker i auf einer gemeinsamen Kurbelwelle
28 gelagert mit entsprechender Versetzung der- Kurbeln. Die in Fig. i ersichtliche
Kurbel 2 gehört zu dein Einlaßventil 1:2 der rechten Zylinderseite. Die Drehung
der Kurbel erfolgt entgegen dem Uhrzeigersinne. In der Steuerellipse e (Fig.
3) des Lenkeranschlußpunktes 6 entspricht der Punkt a dem Beginn der
Voreinströmung, die sich bis zum Punkt b erstreckt. Dem Punkt b entspricht
die in Fig. i dargestellte Lage der Steuerungseinrichtung und des Ventils 12. Im
Punkt c erfolgt das Abschließen des Ventils. Von der Steuerellipse wird also in,
bekannter Weise nur der Teil a, b, c auf das Antriebsgestänge der
Steuerung übertragen, während der Teil c-a der Ellipse unwirks-am bleibt. Während
dieser Zeit wird die Bewegung des Anschlußpunktes des Lenkers durch den zwischen
Lenker und Antriebsgestänge eingeschalteten ölpuffer aufgenommlen, und das Gestänge
bleibt in Ruhe.
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Bei höheren Drehzahlen wird der ölzulaui in den Pufferzylinder 16.
und den Bremszylinder 22 durch eine besondere Ölfördereinrichtung gesichert. Bei
dein Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist zu diesem Zweck im Ständer 17 eine Zahnradpumpe
.29 eingebaut, die ihren Antrieb beispielsweise durch eine Kette 30
von der
Kurbelwelle 28 aus erhält. Der Saugkanal der Zahnradpumpe ist mit
3 1, der Druckkanal mit 32 bezeichnet. Durch eine Abflußöffnung
33 kann zuviel gefördertes Öl abströinen, um ein zu starkes Anwachsen
des Öl-
druckes zu verhindern.