DE83760C

DE83760C -

Info

Publication number: DE83760C
Application number: DENDAT83760D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

(Grfsch. King, Irland).

Fatentirt im Deutschen Reiche vom 12. April 1895 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Steuerungen für Kraftmaschinen und ist besonders für Schiebersteuerungen von Schiffsmaschinen mit ■ dreifacher Expansion bestimmt.

Auf beiliegenden Zeichnungen ist:

Fig. ι eine Endansicht der Gesammtanordnung, aus welcher die Vorrichtung zur Verbindung der Kurbel- und Hülfswellen ersichtlich ist, während der Deutlichkeit wegen nur ein Cylinder der Maschine und sein entsprechendes Excenter gezeichnet sind.

Fig. 2 ist ein Längsschnitt nach der Linie A-A von Fig. 3 der Vorrichtung zur Bewegung der Treibexcenter auf der Kurbelwelle.

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie B-B von Fig. 2.

Fig. 4 ist eine Einzeldarstellung des hydraulischen Cylinders.

Die Schieber der Maschine, welche die gewöhnliche Ausbildung erhalten können, werden mittelst eines einzelnen Excenters 1 für jeden Schieber 2 bewegt. Diese Excenter, von denen bei einer Dreicylindermaschine gewöhnlich drei vorhanden sind, werden auf einer Hülfswelle 3 fest angebracht, die seitlich von und parallel zu der Kurbelwelle 4 vorgesehen ist. Die Verbindung der Hülfswelle mit der Kurbelwelle erfolgt durch ein Zwischengetriebe derart, dafs beide Wellen dieselbe Winkelgeschwindigkeit haben. Das Zwischengetriebe besteht zweck mäfsig aus zwei Treibexcentern 5 und 5', die auf der Kurbelwelle gegen einander um 90 ° versetzt angebracht und durch Stangen 6 und 6¹ mit zwei entsprechenden versetzten Kurbeln 7 und 7¹ auf der Hülfswelle verbunden sind.

Die Treibexcenter sind nicht unmittelbar auf die Kurbelwelle aufgekeilt, sondern auf einem Block 8 ausgebildet, der auf der Kurbelwelle sitzt, zu derselben aber eine beschränkte Drehung ausführen kann. Während danach die Hülfswelle mit der Kurbelwelle so verbunden ist, dafs sie dieselbe Winkelgeschwindigkeit wie letztere hat, äufsert sich die Drehung des Blockes 8 mit Bezug auf die Kurbelwelle 4 in einer Aenderung der Winkellage der Hülfswelle mit Bezug auf die Kurbelwelle. Das Mafs der letzterwähnten Drehung des Blockes zur Kurbelwelle entspricht derjenigen Bewegung, welche nothwendig ist, um die Excenter 1 gegen die.Kurbeln zu bewegen, und zwar vom vollen Vorwärts - zum vollen Rückwärtsgang. Die Grenzstellungen des Blockes entsprechen diesen Stellungen der Steuerung, ebenso wie Zwischenstellungen des Blockes mit Zwischenoder Kupplungsstellungen der Steuerung übereinstimmen.

. Wenn man annimmt, dafs die Maschinen mit voller Geschwindigkeit vorwärts laufen, so ist nur nöthig, den Block 8 mit Bezug auf die Kurbelwelle aus einer Grenzlage in die andere zu bringen, um eine Umsteuerung der Maschinen herbeizuführen, oder ihn durch eine Theildrehung in eine Zwischenstellung zu bringen. Die Drehung des Blockes mit Bezug auf die

Kurbelwelle wird nun durch Flüssigkeitsdruck in folgender Weise bewerkstelligt. Der Block 8 wird als Hohlcylinder ausgebildet, der auf die Kurbelwelle palst; aufsen an diesem Cylinder sind die beiden · Treibexcenter 5 und 5 * ausgebildet. Die Kurbelwelle hat diametral einander gegenüberliegende Widerlagerg und 9¹, die radial gegen die innere Umfläche des Blockes gerichtet sind, und der Block selbst ist mit zwei entsprechenden diametralen Widerlagern 10 und ιo¹ versehen, die von der Innenfläche nach der Oberfläche der Kurbelwelle sich erstrecken. Die Gestalt zweier Widerlager entspricht annähernd der Form eines abgestumpften Kreisausschnittes, wobei die Winkel der Sectoren derart bemessen sind, dafs der Block gegen die Kurbelwelle die erwähnte Winkeldrehung ausführen kann; die Widerlager an der Welle bilden dabei Anschläge zur Begrenzung der Bewegung. Jedes Paar der radial gegenüberliegenden Flächen der Wellenwiderlager ist mit Kanälen 11 und 12 versehen, welche mit zwei Kanälen oder zwei Satz Kanälen 11^x und 12 ¹ in der Kurbelwelle communiciren; die Kanäle in den radial gegenüberliegenden Flächen communiciren dabei mit demselben Kanal oder mit demselben Satz von Kanälen.

Die Kanäle 11 ¹ und 12^J sind mit einem hydraulischen Cylinder 13 verbunden, und dieser Cylinder, sowie die Kanäle sind mit einer geeigneten Flüssigkeit gefüllt. Die Verbindungen sind dabei derartige, dafs die Bewegungsrichtung eines Kolbens 14 in dem Cylinder bestimmt, auf welcher Seite der Kurbelwelle Widerlagsdruck ausgeübt wird. Auf diese Weise kann der Block aus einer Stellung in die andere bewegt werden.

Die Kurbelwelle 4 ist verlängert und tritt durch Stopfbüchsen 15 in ein Gehäuse 16, welches' mit dem hydraulischen Cylinder 13 communicirt; dabei ist die Anordnung derart, dafs die beiden Satz Kanäle 11¹ und 12¹ mit entgegengesetzten Enden des Cylinders communiciren. Ein Rückschlagventil 17, welches durch eine Schraubenspindel 18 unabhängig bewegt werden kann, ist in einen der Kanäle oder einen der Kanalsätze eingefügt und Zwischenstellungen des Blockes werden durch Schliefsen dieses Ventils erhalten, nachdem genügend Flüssigkeit unter Druck eingeführt worden, um den Block in die gewünschte Lage zu bringen.

Es ist zweckmäfsig, einen mittleren Kanal 11^x concentrisch mit der Kurbelwelle für das eine Paar Kanäle 11 und zwei Kanäle 12 ^l je auf einer Seite des Mittelkanals für das andere Paar Kanäle vorzusehen. Die Verbindungen zwischen diesen Kanälen 11 ¹ und 12 ¹ und dem Cylinder 13 sind aus Fig. 2 ersichtlich.

Hiernach zweigen von dem hydraulischen Cylinder zwei Gehäusetheile ab, in welchen Kanäle 11" und 12" ausgebildet sind. Diese Gehäusetheile sind mit Stopfbüchsen versehen, durch welche das. schwächer ausgeführte Ende der Kurbelwelle tritt; Oeffnungen 19 an der Umfläche der Welle setzen die Kanäle 12 und die Kanäle 12" mit einander in Verbindung. Das Ende der Welle erhält eine Kappe 20, · welche durch Bolzen in Stellung gehalten wird, und der mittlere Kanal 11 ^l communicirt mit dem Kanal 11" des Gehäusetheils durch eine Oeffnung 21 in der Kappe. Diese Oeffnung 21. wird durch das unabhängig bewegliche Ventil 17 geschlossen oder freigelegt. Die Kanäle 11" und 12" werden in den hydraulischen Cylinder an entgegengesetzten Enden desselben eingeleitet, wie aus Fig. 4 ersichtlich.

Mit Bezug auf die Detailconstruction des Blockes 8 ist unter Hinweis auf die Fig. 2. und 3 zu bemerken, dafs derselbe durch die beiden Treibexcenter 5 und 5¹, welche die Widerlager 10 und 10¹ tragen, einen getheilten Seitentheil 22, einen Seitentheil 23 mit eingeschraubtem axial verstellbarem Mittelstück 23¹ und einem dünnen biegsamen Seitenstück 24 gebildet wird, das zwischen den Excentern und dem Seitentheil 23 liegt. Diese Theile sind an ihrem Umfange durch Schraubenbolzen mit einander verspannt. Die Seiten theile 22 und 24 haben nach ,innen vortretende Ringstege , welche. in ringförmige Nuthen 2 5 des Bundes 26 der Kurbelwelle passen (Fig. 2), von welchen die Widerlager 9 und 9¹ getragen werden. Die Ringstege reichen dabei nicht bis zum Boden der Nuthen 25, und der frei bleibende Raum ist mit einer elastischen Packung ausgestattet. Der in axialer Richtung wirksame Druck, welcher zur Herstellung einer dichten Verbindung nothwendig ist, wird durch Anziehen des mittleren Büchsentheils 23 ^l des Seitentheils 23 erhalten, so zwar, dafs der mittlere Theil des biegsamen Seitentheils nach dem getheilten Seitenstück 22 hin durchgedrückt wird. Die Feststellung des Büchsentheils 23 ^Λ erfolgt durch Stellschrauben 27. Undichtigkeit. zwischen den Widerlagern und den Innenflächen des Blockes wird durch Lederstulpen 28 und 28^: vermieden, die an den Flächen der Widerlager befestigt werden und etwa wie die Ledermanschetten bei hydraulischen Pressen wirken.

Der Block 8 erhält seine Lage nahe dem Widerlager 34 der Kurbelwelle.

Der Kolben des hydraulischen Cylinders wird entweder von Hand mittelst eines Handrades 29 (Fig. 4) oder mechanisch mittelst der Kurbel 30 bewegt. In jedem Falle veranlafst die Drehung der Schraubenspindel 31 in der hohlen Kolbenstange 32 (deren Drehung durch

den Knaggen 33 ausgeschlossen wird) die erforderliche axiale Bewegung des Kolbens.

Die Arbeitsweise der Steuerung ist folgende:

Es werde angenommen, dafs die Maschine nach vorwärts läuft (nach der Richtung des in Fig. 4 angegebenen Pfeiles), dafs der Block entsprechend in dieser Richtung bewegt worden, weil die Kurbelwiderlager 9 und 9¹ mit den Blockwiderlagern 10 und to¹ in Berührung kommen, und dafs nunmehr die Maschine umzusteuern ist. Der Kolben 14, welcher bei der vorstehenden Annahme am Ende seines Hubes nach aufsen angelangt ist, wird nun nach innen bewegt, was zur Folge hat, dafs die Flüssigkeit auf der rechten Seite des Kolbens (Fig. 4) durch den Gehäusekanal 11" hinter das Ventil 17 hindurch in den Kanal .11' gedrückt . wird, in das Innere des Blockes durch die Kanäle 11 gelangt und nunmehr Druck zwischen den Widerlagern 9 und 10 und 9' und io¹, sowie 9¹ und 10 drückt, um zu dem Cylinder durch die Kanäle 12, sowie die Kanäle 12¹. und 12" zurückzukehren. Die Bewegung des Kolbens wird fortgesetzt, bis die Widerlager 9 und ι o¹, sowie 9¹ und 10 mit einander in Berührung gelangt sind. Nunmehr wird der Block gegen die Kurbelwelle eine Bewegung durch einen Winkel von i8o° minus dem doppelten Voreilungswinkel ausgeführt haben, und da diese Bewegung auf die Hülfswelle übertragen worden ist, so ist ersichtlich, dafs, wenn das Excenter 1 in der richtigen Lage beim Vorwärtsgang der Maschine sich vor der Bewegung befunden hat, es numehr die entsprechende Lage für den Rückwärtsgang inne haben wird.

Um die Maschine auf Vorwärtsgang zurückzusteuern, wird dem Kolben, eine der eben genannten entgegengesetzte Bewegung mitgetheilt, wobei das Ventil 17 durch Einschrauben der Spindel 18 unwirksam gemacht wird..

Wenn die Excenter in eine Zwischenstellung gebracht werden sollen, um die Maschinen mit Expansion für den Vorwärtsgang arbeiten zu lassen, so wird die Spindel 18 wieder herausgeschraubt, um das Ventil 17 freizugeben, und die Flüssigkeit-wird durch die Kanäle 11", 11', sowie die Kanäle 11 gedrückt, bis der Block die erforderliche Zwischenlage einnimmt. Wenn die Maschine nach vorwärts läuft, wird die Flüssigkeit zwischen den Widerlagern 9 und 10, sowie 9¹ und io¹ infolge des Schlusses des Ventils 17 eingeschlossen und es wird der Antrieb von der Kurbelwelle auf den Block durch die zwischenliegende Flüssigkeit übertragen. Wenn die Maschine beim Rückgang mit Expansion arbeiten soll, wird ein unabhängig zu bewegendes Ventil 17 bei beiden Kanälen angeordnet.

Die Erfindung ist in Vorstehendem in Anwendung bei einer Dreicylindermaschine beschrieben worden; es ist indessen darauf hinzuweisen, dafs sie in gleicher Weise bei einer Maschine mit einzelnem Cylinder anwendbar ist, in welchem Falle natürlich das einzige Excenter auf dem Block 8 vorgesehen wird und die Steuerung unmittelbar bethätigt.

Anstatt den Kolben des hydraulischen Cylinders, wie aus den Zeichnungen ersichtlich, zu bewegen, kann derselbe unmittelbar mit dem Kolben eines Cylinders gekuppelt werden, welcher durch Dampf aus einem Kessel bethätigt und mit Schieber versehen ist. In manchen Fällen kann der Block unmittelbar durch Dampfdruck bewegt werden.

Die Lederstulpen 28 sind |_|-förmig im Grundrifs und passen in Aussparungen, welche in den drei Arbeitskanten der Widerlager 9 und 9¹ vorgesehen sind; die Stulpen können indessen auch in irgend einer anderen zweckmäfsigen oder bequemen Weise angebracht werden. Die Leder 28 ^τ sind natürlich nur auf der einzigen Arbeitskante der Widerlager 10 und ι o¹ angeordnet.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι . Eine Steuerungsvorrichtung für Kraftmaschinen, bei welcher eine Hülfswelle (3), auf der die Excenter für die Schieber angeordnet sind, durch versetzte Kurbeln getrieben wird, die durch Excenter (5, 5¹) an einem auf der Kurbelwelle (4) angeordneten Block (8) mit Widerlagern (10, 10¹J bethätigt werden, deren Drehung gegen die Kurbelwelle durch Widerlager (9, 9¹) derselben begrenzt wird, wobei in diesen Widerlagern vorgesehene Kanäle die Drehung des Blockes von einer Grenzlage zur anderen zwecks Umsteuerung der Maschine durch Flüssigkeitsdruck vermitteln.
2. Eine Ausführungsform der unter 1. genannten Steuerungsvorrichtung, bei welcher die Anordnung eines mittelst Schraubenspindel zu bewegenden Ventils (17) die Einschliefsung der Druckflüssigkeit zwischen den Widerlagern bei Zwischenlagen des Blockes für die Arbeit der Maschine mit . Expansion ermöglicht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.