DE90074C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

(New-York, V. St. A.).

Umsteuerung für Dampfmaschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 12. Dezember 1894 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Dampfmaschinen, und zwar im Besonderen auf diejenigen mit Vorrichtung zum selbstthätigen Herstellen eines Dampfpolsters. Die Verbesserungen sollen auf irgend welche umsteuerbare Dampfmaschinen angewendet werden. Dabei ist vorausgesetzt, dafs die Dampfmaschine mit einer veränderlichen Geschwindigkeit sich dreht, wie dies z. B. bei Dampfwinden vorkommt, bei welchen nämlich, wie bekannt, die Geschwindigkeit anfangs eine sehr kleine ist. Wenn die Last jedoch aus der Luke eines Schiffes herausgehoben ist, dieselbe also auf den Ort ihrer Bestimmung zu seitlich bewegt wird, ist die Geschwindigkeit der Dampfmaschine eine sehr grofse, bis sie schliefslich am Ende der Abwärtsbewegung der Last wieder abnimmt. Bei Maschinen der hier ins Auge gefafsten Art tritt eine starke Erschütterung derselben auf, sobald die Geschwindigkeit sich ändert, und es ist deshalb unmöglich, derartige Dampfwinden auf hohen Thürmen aufzustellen.

Die vorliegende Erfindung strebt nun an, Erschütterungen unmöglich zu machen, wie dieselben eintreten, sobald die Maschine gezwungen ist, mit veränderlicher Geschwindigkeit und veränderlicher Belastung zu arbeiten. Es soll hierdurch erreicht werden, dafs die Maschine selbst in sehr leicht gebauten Thürmen, und zwar an der höchsten Stelle derselben aufgestellt werden können. Im Besonderen bezieht sich nun die vorliegende Erfindung auf eine Einrichtung zum selbstthätigen Herstellen eines Dampfpolsters vor dem Kolben, und zwar in der Weise, dafs dieses Dampfpolster früher oder später zu wirken beginnt, je nachdem die Geschwindigkeit der Maschine zunimmt oder abnimmt. Diese Aenderung wiederum wird abhängig gemacht von der Gröfse der Voreilung des Hauptschiebers. Eine solche Einrichtung läfst sich vortheilhaft mit Dampfmaschinen in Verbindung bringen, bei welchen eine Umschaltung der Kanäle stattfindet. Die Nützlichkeit derartiger Maschinen für gewisse Zwecke ist seit längerer Zeit als eine sehr grofse erkannt, aber die Anwendung derselben ist durch den Umstand erschwert worden, dafs es bisher unmöglich war, dem Hauptschieber eine Voreilung zu geben. Die vorliegende Erfindung macht es nun möglich, eine solche Voreilung zu schaffen, so dafs man derartige Dampfmaschinen nicht nur als Hebemaschinen, sondern für eine ganze Anzahl anderer Zwecke verwenden kann.

Auf den beiliegenden Zeichnungen sind mehrere Ausführungsformen einer solchen Vorrichtung dargestellt. Das Wesen dieser Erfindung besteht darin, dafs in selbstthätiger Weise ein Dampfpqlster geschaffen wird vermöge der Veränderlichkeit der Voreilung, selbst wenn die Dampfmaschine eine umsteuerbare ist. Die besondere Art und Weise, in welcher die Vorrichtung zum Herbeiführen der Veränderlichkeit der Voreilung der Construction der Dampfmaschinen sich anpafst, ist von den jeweiligen Verhältnissen abhängig. Dabei ist die Fig. ι theils Seitenansicht, theils Schnitt und

zeigt eine durch Kanalwechsel umsteuerbare Dampfmaschine, welche mit der den Gegenstand vorliegender Erfindung bildenden Einrichtung versehen ist. Die Fig. 2 ist theils Grundrifs, theils waagrechter Schnitt. Die Fig. 3 zeigt in einem gröfseren Mafsstabe gezeichnet die Anordnung des Excenters, eines Ansatzes desselben und eines Gestänges zum Umstellen des Excenters. Der besseren Darstellung wegen sind die Schwunggewichte fortgelassen worden. Die Fig. 4 ist eine Seitenansicht und die Fig. 5 ist ein Schnitt, eine andere Ausführungsform zeigend. Die Fig. 6 ist eine Seitenansicht, eine dritte Ausführungsform darstellend.

Die Cylinder A¹ sind mit Kolben B² ausgerüstet, an dessen Kolbenstange eine Lenkstange C sich anschliefst (Fig. 2). Mit JD¹ ist der Schieberkasten bezeichnet, in welchem der Hauptschieber E¹ sich bewegt. Der letztere ist durch eine Excenterstange F¹ -mit dem Excenter G^l auf der Hauptwelle H gekuppelt '(Fig. ι)·

Das Excenter G¹ ist mit einem seitlichen Ansätze g ausgerüstet, auf der Hauptwelle H lose drehbar und mit Zähnen j* /c⁴ ausgerüstet (Fig. 1). Die letzteren werden vorzugsweise an diametral gegenüberstehenden Punkten der Hauptwelle H angebracht. Eine Scheibe Γ² ist auf die Hauptwelle H in der Nähe des Ansatzes g aufgekeilt (Fig. 1 und 2). Mit dieser Scheibe I² sind ferner unter Benutzung von Zapfen z'³z'⁴ Hebel L'² L³ gelenkig verbunden. Die letzteren sind mit Schwunggewichten M'² M³ ausgerüstet. Die inneren Enden dieser Hebel L'² L³ hingegen weisen Zähne /⁴ /⁴ auf, welche mit denjenigen j⁴ A:⁴ des Ansatzes g im Eingriff stehen.

Die Arme N²N³ dieser Hebel JL²L³ sind gelenkig mit Stangen O² O³ verbunden. Die letzteren reichen durch Kloben q² q³ der Scheibe I² hindurch. Die nach innen gekehrten Enden der Stange O²O³ werden mit Gewinde ausgerüstet und greifen in eine Muttergewinde aufweisende Muffe 0 ein, um das Einstellen dieser Theile zu erleichtern. Aufserdem kann auch durch diese Einrichtung bewirkt werden, dafs man die Spannung einer Feder R² ändert. Die Stangen O² O³ sind nämlich mit Anläufen O⁴ O⁵ ausgerüstet. Gegen die letzteren legen sich die Unterlegscheiben ]p^sp⁵, zwischen welche eben die Schraubenfeder -R eingefügt ist. Die letztere ist dabei um die Stangen O² O³ um die Muffe 0 herumgelegt. ·.■■■.'

Die erwähnten Theile lassen sich bei umsteuerbaren Dampfmaschinen jeder Art anwenden. Es sei vorausgesetzt, dafs die Dampfmaschine in der durch den Pfeil (Fig. 1) angegebenen Richtung sich drehen soll. Es wird nun das Beharrungsvermögen der Schwunggewichte Ai² M³ veranlassen, hinter der Hauptwelle H zurückzubleiben, und dieses Bestreben wird eine Drehung der Hebel L'² L³ hervorrufen. Die letzteren werden somit gezwungen, das Excenter G¹ in der Drehrichtung der Hauptwelle H zu verstellen, die Umstellung wird also zur Folge haben, dafs die Voreilung des Hauptschiebers E¹ vergröfsert wird. Infolge dessen wird Dampf vor dem Kolben S² eingelassen und bildet ein Dampfpolster, welches bewirkt, dafs das Beharrungsvermögen in dem Kolben und dem mit demselben verbundenen Theile unschädlich gemacht wird. Auf diese Weise werden also die Erschütterungen der Dampfmaschinen am Ende des Kolbenhubes beseitigt. Je gröfser die Geschwindigkeit der Dampfmaschine ist, um so gröfser wird das Bestreben der Schwunggewichte M² M³ sein, hinter der Welle H zurückzubleiben. Je gröfser aber die Voreilung des Schiebers 2s¹. ist, um so gröfser wird auch der Theil des Hubes sein, auf welchem das Dampfpolster zur Wirkung kommt. Aus diesem Grunde stellt eine solche Vorrichtung eine Gegendampfgebevorrichtung für umsteuerbare Dampfmaschinen mit veränderlicher Geschwindigkeit vor.

Es ist klar, dafs bei einer solchen Anordnung die Schwunggewichte M'² M³ zur Wirkung kommen, gleichviel ob die Dampfmaschine in dem einen oder anderen Sinne sich dreht. Mit Rücksicht auf die besondere Anwendung einer solchen Vorrichtung auf Dampfmaschinen mit Auswechselung der Kanäle ist ein Schieber S vorgesehen (Fig. 1), welcher durch die Stange s angetrieben wird. Die letztere reicht durch eine Stopfbüchse s¹ hindurch und ist mit einem Hebel >S² in Verbindung gesetzt. Dieser Hebel S² wird mit einer Stange X¹ gekuppelt, auf welche eine Feder X geschoben ist. Die letztere wirkt in der Hauptsache ebenso wie die erwähnte Schraubenfeder R, hat also den Zweck, den Schieber S in die Mittellage hineinzudrängen. Bei dieser Stellung sind beide Kanäle t'² t³ des Cylinders A¹ geschlossen (Fig. 2), und es wird ein Dampfpolster an jeder Seite des Kolbens B gebildet, Dampfpolster eben, welche wie eine Bremse wirken. Dieser Schieber S (Kolbenschieber) ist mit einem axialen Dampf kanal s² ausgerüstet. , Die letztere steht mit dem Auslafskanal t¹ in Verbindung und je nach der Stellung des Schiebers E¹ auch mit den Kanälen t² t³ f⁴. Dabei ist aber vorausgesetzt, dafs der Kanal i⁴ eine Abzweigung von dem Kanal t² bildet (Fig. 2). Sobald nun der Machinist den Schieber S nach rechts bewegt, so dafs derselbe den Kanal t² öffnet und den Kanal t³ mit der ringförmigen Ausdrehung t in Verbindung setzt, wird der durch das Rohr W zugeführte Dampf auf die rechte Seite des Cylinders Λ.¹ gelangen, indem er die Kanäle if² i⁴ passirt. Der Kolben B² wird sich also nach links bewegen und die

Maschine wird in der entsprechenden Richtung so lange laufen, wie der Kolbenschieber S eben in dieser Lage erhalten wird. Will der Machinist die Dampfmaschine bremsen, so läfst er den Hebel S ² einfach los und derselbe wird infolge der Einwirkung der Feder X in seine Mittellage zurückgehen. Dabei wird auch der Schieber S in die Mittellage zurückgedrängt werden und die Kanäle t²1³ werden durch denselben abgeschlossen. In dem Dampfcylinder A^τ wird also an jeder Seite des Kolbens B² ein Dampfpolster gebildet und die Maschine wird in kurzer Zeit angehalten. Um die Maschine umzusteuern, hat der Maschinist den Schieber S nach links zu bewegen, der Dampf tritt alsdann^ durch den Kanal t³ in die Austrittsöffnung e³ des Schiebers E und strömt durch den Kanal b zum linken Ende des Cylinders A¹, drängt also den Kolben B² nach rechts, und die Maschine dreht sich in der entsprechenden Richtung, so. lange der Schieber S diese Stellung beibehält. Es ist klar, dafs die Kanäle t²1³ abwechselnd als Dampfeinlafs und als Dampfauslafs. für den Cylinder A¹ wirken. Die Arbeitsbedingungen für eine solche Dampfmaschine mit auswechselbaren Kanälen wurden bisher dadurch geschaffen , dafs man dem Schieber E keinerlei Voreilung gab, derselbe mufste vielmehr in der Mittellage sich befinden, um die Maschine in beiden Richtungen anlassen zu können. Durch die vorliegende Erfindung ist nun ein Mittel gegeben, um bei solchen Dampfmaschinen sogar eine veränderliche Voreilung zu schaffen. Selbst wenn die Maschine angehalten ist, wird diese Vorrichtung zum Veränderlichmachen der Voreilung durch die erwähnte Feder R in ihrer Mittellage erhalten und der Schieber E kann ohne Voreilung bleiben, da durch die Vorrichtung eine Voreilung von veränderlicher Gröfse geschaffen wird, sobald die Dampfmaschine sich in Bewegung zu setzen beginnt. Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine Maschine mit zwei Cylindern vorausgesetzt, wobei die Pleuelstangen derselben an um 90 ° gegen einander versetzte Kurbelzapfen angreifen.

Bei dem Ausführungsbeispiel Fig. 4 und 5 sind die Hebel L² L³ mit zwei zu einander parallelen Flächen /⁵Z⁶ ausgerüstet, welche gegen Federn F¹ Y² sich legen. Die letzteren werden unter Benutzung von Kloben yy^l in ihrer Lage erhalten, indem die letzteren von in eine ringförmige Ausdrehung h^h der Welle H¹ eingreifenden Schrauben ^ \ durchsetzt werden.

Die Hebel L² L³ sind unter Benutzung von Zapfen h⁶ h⁷ an der Stirnseite des Excenters G¹ mit diesem verbunden und durchsetzen Schlitze /⁸ Z⁹ der Hebel L² L³. Die erwähnten Federn Y F¹ halten unter normalen Verhältnissen die letzteren sammt den Schwunggewichten M² M^s in der Mittelstellung fest. Sobald aber die Hauptwelle H eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht, wird das Beharrungsvermögen der Gewichte M² M³ dieselben veranlassen, hinter der Hauptwelle zurückzubleiben und das Excenter G entsprechend nach vorwärts zu verdrehen. Selbstverständlich sind die Schwunggewichte M² M³ in der Lage,, bei jeder Drehungsrichtung der Hauptwelle H in Thätigkeit zu treten.

Beim Ausführungsbeispiel Fig. 6 sind die Hebel L L mit Armen η η ausgerüstet. Die letzteren sind durch Lenkstangen g¹ g^s mit dem Ansatz g des Excenters G¹ verbunden. Die Schwunggewichte M'² M³ sind bei dieser Ausfübrungsform auf den Hebeln L² L³ ver- ■ stellbar vorausgesetzt. Dieser Zweck wird durch Stellschrauben m"' m^s erreicht, indem dieselben in Vertiefungen I⁹I¹⁰ der Hebel L²L³ eingreifen; bei einer solchen Anordnung werden die Schwunggewichte M² M³ das Excenter G¹ in der oben beschriebenen Weise einzustellen in der Lage sein, je nach der Geschwindigkeit und der Drehungsrichtung der Welle H.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eine Umsteuerung für Dampfmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dafs mit der Kurbelwelle H eine Scheibe I² starr verbunden ist, um deren Zapfen /³Z⁴ Gewichtshebel L²M² und L³M³ drehbar sind, wobei die letzteren durch Verzahnungen Z⁴ k* und /⁴J⁴ das Excenter G¹ bezw. den mit demselben gekuppelten Ansatz g in der jeweiligen Drehungsrichtung der Welle H verstellen, entgegen der Spannung einer zwischen die Arme N'² N³ der Gewichtshebel eingefügten Feder R, zum Zwecke, die Voreilung der Vertheilungsschieber im Verhältnifs zur Geschwindigkeit des Gegendampfgebens wegen zu ändern, gleichviel, in welchem Sinne die Maschine sich dreht (Fig. ι und 3 bezw. 6).

2. Eine Ausführungsform der unter 1. angegebenen Umsteuerung, dadurch gekennzeichnet, dafs die Gewichtshebel L² M² bezw. L³ Af³ zwei zu einander parallele Flächen Z⁵/⁵ (bezw. l^ü l^a) aufweisen und gegen zwei Paare von Blattfedern y y¹ sich derart legen, dafs bei stillgesetzter Maschine die Hebel in die Mittellage gebracht werden (Fig. 4 und 5).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.