DE92370C

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Publication number: DE92370C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.CLASS 14: Steam Engines.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf Dampfvertheilungsvorrichtungen und besteht in einer Vertheilungsvorrichtung für Gangwechsel und hohe Expansion, ohne Anwendung von Hebedaumen und Sperrklinken, für Lokomotiven, Dampfschiffe und andere unter dem Einflufs von Erschütterungen und wiederholten Stöfsen mit grofser Umdrehungsgeschwindigkeit arbeitende Motoren, bei welchen aus diesen Gründen die Anwendung von Hebedaumen und Sperrklinken aus dem Mechanismus, welcher nur aus einfachen und kräftigen Organen zusammengesetzt sein darf, ausgeschlossen ist.The subject matter of the present invention relates to steam distribution devices and consists of a distribution device for gear changes and high expansion, without Use of lifting thumbs and pawls for locomotives, steam ships and others under the influence of vibrations and repeated jolts at a high speed of rotation working engines, in which for these reasons the use of lifting thumbs and pawls from the mechanism, which may only be composed of simple and powerful organs, excluded is.

Die vorliegende Steuerung bezweckt, einen viel höheren Expansionsgrad zu ergeben, als mit den bisher allgemein verwendeten Vorrichtungen dieser Art zu erzielen war; weiter wird für hohe Expansionen die Drosselung des Dampfes dadurch wesentlich herabgemindert, dafs die Dampfkanäle erweitert und ein schnelleres Verschliefsen der _/ Einströmungsöffnungen herbeigeführt wird, und schliefslich wird bei Ingangsetzung der Maschine die Uebertreibung der Dampfaustritts- und Compressionsperioden vermieden, welche entsteht, wenn man bei den gewöhnlichen Vertheilungsvorrichtungen die Expansion auf einen höheren als drei- oder vierfachen Betrag des ursprünglichen Volumens bringen will.The purpose of the present control is to give a much higher degree of expansion than could be achieved with the devices of this type generally used up to now; further throttling of the steam is thus substantially diminished for high expansion, that the steam channels expanded and faster Verschliefsen the _/ inflow is brought about, and finally the machine is avoided, the exaggeration of the Dampfaustritts- and compression cycles at start-up, which arises when in the Ordinary distributors want to bring the expansion to a higher than three or four times the amount of the original volume.

Der Wechsel des Einströmungs-, Expansionsund Compressionsgrades, die Bewegungsänderung sowie die Bewegung unter Gegendampf wird bei vorliegender Vertheilungsvorrichtung durch Bethätigung eines einzigen Organes, des Umsteuerungshebels bezw. der Umsteuerungsschraube, bewirkt. The change in the degree of inflow, expansion and compression, the change in movement as well as the movement under counter steam is with the present distribution device by actuating a single organ, respectively the reversing lever. the reversing screw causes.

In beiliegenden Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand veranschaulicht, und zwar stelltThe subject of the invention is shown in the accompanying drawings illustrates, namely represents

Fig. ι den vorliegenden Mechanismus in seiner Gesammtheit dar, währendFig. Ι the present mechanism in its entirety, while

Fig. 2 die Vertheilungsvorrichtung in schematischer Ansicht wiedergiebt.Fig. 2 reproduces the distribution device in a schematic view.

Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform dieses Mechanismus für die Anwendung desselben auf unter höherem Druck arbeitende Maschinen.Fig. 3 shows a modified embodiment of this mechanism for use the same on machines working under higher pressure.

Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, setzt sich der Vertheilungsmechanismus in der Hauptsache zusammen aus einem Schieber A (Fig. 1) und einer Platte B, durch deren relative Sonderbewegungen in der weiter unten dargelegten Weise alle Vertheilungsphasen bestimmt werden.As can be seen from these figures, the distribution mechanism is mainly composed of a slide A (FIG. 1) and a plate B, through the relative special movements of which, in the manner set out below, all phases of distribution are determined.

Der Schieber A, ein an jedem Ende mit einem Dampfzuführungskanal α α¹ versehener Muschelschieber, wird in der üblichen Weise durch eine Coulisse G H geführt, welche ihm eine, je nach der jeweiligen Stellung des Kopfes / der Schieberverbindungsstange IJ auf derselben, dem zu erzielenden Dampfeinströmungs- und Expansionsgrade entsprechend verschiedene Bewegung mittheilt.The slide A, a shell slide provided at each end with a steam supply channel α α ¹ , is guided in the usual way by a coulisse G H which, depending on the respective position of the head / the slide connecting rod IJ on the same, the one to be achieved Steam inflow and expansion degrees according to different movements.

Die auf dem Rücken des Schiebers^ gleitende und die wechselweise Verschliefsung der Dampfeinströmungskanäle aa^l bewirkende Expansionsplatte B wird vermittelst der Verbindungsstange L M durch den Fixpunkt L in der Mitte der Coulisse G H derart geführt, dafs sie während der ersten Hälfte des Schieberlaufes eine zu der des Schiebers entgegengesetzte Bewegung erhält.The expansion plate B , which slides on the back of the slide and which alternately closes the steam inflow channels aa ^l , is guided by means of the connecting rod LM through the fixed point L in the center of the coulisse G H in such a way that during the first half of the slide's travel it becomes one of the Slider receives opposite movement.

Die geringste Dampfeinströmung entspricht der gröfsten Schieberbewegung. Um die Dampf-The smallest steam inflow corresponds to the largest slide movement. To the steam

einströmung zu vermehren, mufs man die Schieberbewegung dadurch vermindern, dafs man den bei I gelegenen Führungsbacken dem Coulissenmittelpunkte nähert, um so den Verschlufs der Schieberöffnung durch dieExpansionsplatte zu verzögern. Die Veränderung der Schieberbewegung kann die Dampfeinströmung um ungefähr 5 bis 30 pCt. der Kolbenbewegung vermehren, ohne dafs dadurch bei Ingangsetzung der Maschine eine Uebertreibung in den Dampfaustritts- oder Compressionsphasen eintritt.To increase the inflow, the slide movement must be reduced by approaching the guide jaws located at I to the center of the coulisse, in order to delay the closure of the slide opening by the expansion plate. The change in the slide movement can reduce the influx of steam by approximately 5 to 30 pCt. of the piston movement without causing an exaggeration in the steam exit or compression phases when the machine is started.

Setzt man die Verminderung der Schieberbewegung weiter fort, so gelangt man zu einem Punkte, wo der äufsere Rand des Dampfkanals nicht mehr bis zur Expansionsplatte gelangt, so dafs dann die Dampfeinströmung noch durch die Eigenbewegung des Schiebers erfolgt, obgleich die Oeffnung des Kanals zum Theil durch die Platte B bestimmt wird. In dieser Weise kann die Dampfeinströmung bis zu 60 pCt. vom Kolbenhub verlängert werden und läfst bei zweicylindrigen Maschinen das Anfahren zu, welches auch immer die Kolbenstellung sei.If one continues to reduce the slide movement, one arrives at a point where the outer edge of the steam channel no longer reaches the expansion plate, so that the inflow of steam then takes place through the movement of the slide itself, although the opening of the channel is partly through the plate B is determined. In this way the steam inflow can reach up to 60 pCt. can be extended by the piston stroke and allows two-cylinder machines to start, whatever the piston position.

Das in Fig. 2 gezeigte Diagramm stellt die relative Lage des Schiebers A, der Platte -B und der Dampfvertheilungskanäle des Cylinders von der gröfsten bis zur geringsten Dampfeinströmung dar. Der Punkt der Coulisse, welcher der gröfsten Dampfeinströmung entspricht, ist ungefähr in der Hälfte der Länge des Arbeitstheiles der Halbcoulisse gelegen. Für den Gang bei geschlossenem Regulator wird daher der Schieber durch einen Punkt der Coulisse geführt werden müssen, welcher neben demjenigen liegt, der die längste Dampfeinströmung ergiebt, aber dabei doch genügend nahe dem Ende der Coulisse, dafs die Compression nicht auf den Schieber einwirkt. Der mittlere Coulissentheil dient nur dazu, ■ den Uebergang vom Vorwärtsgang zum Rückwärtsgang und umgekehrt, sowie den Gang bei Gegendampf zu vermitteln.The diagram shown in Fig. 2 shows the relative position of the slide A, the plate -B and the steam distribution channels of the cylinder from the largest to the smallest steam inflow Length of the working part of the half-coulisse. To operate when the regulator is closed, the slide must therefore be passed through a point on the coulisse which is next to that which gives the longest inflow of steam, but at the same time sufficiently close to the end of the coulisse that the compression does not act on the slide. The middle part of the coulisse serves only to convey the transition from forward gear to reverse gear and vice versa, as well as the gear with counter steam.

In Fig. ι ist der vorliegende Vertheilungsmechanismus beispielsweise auf eine Lokomotive von folgenden wesentlichen Gröfsenverhältnissen angewendet gedacht:In Fig. Ι is the present distribution mechanism for example on a locomotive of the following essential proportions applied thought:

Kolbenhub 0,610 m,Piston stroke 0.610 m,

Länge der Pleuelstange 1,960 m,Length of connecting rod 1,960 m,

Länge der Excenterstangen 1,200 m,Length of the eccentric rods 1,200 m,

Länge der Coulisse ' 0,450 m,Length of the coulisse '0,450 m,

Aufkeilungswinkel der Excenter ... 27 °,Wedge angle of the eccentrics ... 27 °,

Excenterradius 0,085 rn,Eccentric radius 0.085 rn,

äufsere (Gesatnmt-) Deckfläche desOuter (total) top surface of the

Schiebers 0,036 m,Slide 0.036 m,

innere (Gesammt-) Deckfläche desinner (total) top surface of the

Schiebers 0,022 m.Slide 0.022 m.

In dieser Fig. 1 stellt C den Mittelpunkt der Treibachse dar, während D den Mittelpunkt der Antriebskurbel bildet. E ist das Excenter für die Vorwärtsbewegung, F dagegen das Excenter für die Rückwärtsbewegung. E G ist die Excenterstange für die Vorwärts- und FH diejenige für die Rückwärtsbewegung, und zwar kreuzen sich in dem angegebenen Beispiel diese Stangen. N G ist das Coulissengelenk und O P das Schieberstangen- und Bethätigungsgelenk, während Q den Mittelpunkt der Umsteuerungsachse und S R die Umsteuerungsstange selbst bildet. In this Fig. 1, C represents the center of the drive axis, while D forms the center of the drive crank. E is the eccentric for the forward movement, while F is the eccentric for the backward movement. EG is the eccentric rod for the forward movement and FH is the one for the backward movement, and in the example given these rods cross each other. NG is the coulisse joint and OP the slide rod and actuation joint, while Q forms the center of the reversing axis and SR the reversing rod itself.

Untenstehende Tabelle giebt für das in Fig. 1 gezeigte Beispiel die verschiedenen Vertheilungsphasen für den Kolbenvorwärtsgang an, und zwar sind die Dimensionen des Schiebers und der Platte die in Fig. ia angegebenen.The table below gives for that in Fig. 1 The example shown shows the different distribution phases for the piston forward gear, and although the dimensions of the slide and the plate are those indicated in Fig. ia.

Die zwischen den Dampfzuströmungen AV und AR an den Kolbenfiächen herrschenden Unterschiede sind auf die Schrägstellung der Excenterstangen und der Antriebskurbel zurückzuführen. The differences between the steam inflows AV and AR on the piston surfaces are due to the inclination of the eccentric rods and the drive crank.

Die Phasen der Rückwärtsbewegung sind, mit Ausnahme der von der Schrägstellung des Coulissengelenkes und der Schieberverbindungsstange herrührenden Unterschiede, symmetrisch und analog.The phases of backward movement are, with the exception of the inclination of the Coulisse hinge and the slide connecting rod resulting differences, symmetrical and analog.

Gang
abcorridor
away Mittlere
Entfer
nung des
Gleit-
backen-
centrums
vom Cou-
lissen-
centrum
in Milli
meternMedium
Distance
tion of the
Sliding
to bake-
centers
from cou-
lissen-
center
in milli
meters Linearer
Gang
des
Schie
bers in
Milli
meternLinear
corridor
of
Shoot
bers in
Milli
meters AVAV Gang
in
Milli
meterncorridor
in
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meters der
Plattethe
plate Maximal
öffnung
der
Kanäle
während
der Zu
strömung
in Milli
meternMaximum
opening
the
channels
while
the to
flow
in milli
meters AVAV Perioden der Vertheilung, gemessen in Millimetern
während des KolbenhubesPeriods of distribution, measured in millimeters
during the piston stroke AVAV Expan
sionExpan
sion AVAV vor dem
Ent
weichenbefore the
Ent
give way AVAV Ent
weichenEnt
give way AVAV Com
pressionCom
pressure AVAV Rück
wärtsbe
wegungBack
downward
movement AVAV schnittecuts 144
95
81
74144
95
81
74 ARAR 6
6
6
6
66th
6th
6th
6th
6th des
Schiebersof
Slide 48
48
48
48
4848
48
48
48
48 ARAR 20
20
20
18
1520th
20th
20th
18th
15th Zuströ
mungInflux
mung *5
55
92
152
400* 5
55
92
152
400 ARAR 580
549
510
448
198580
549
510
448
198 ARAR 5
6
8
IO
125
6th
8th
IO
12th ARAR 534
500
479
457
440534
500
479
457
440 ARAR 74
99
128
149
16574
99
128
149
165 ARAR I
2
3
4
5I.
2
3
4th
5 6
6
6
6
66th
6th
6th
6th
6th 114
96
84
76
70114
96
84
76
70 20
20
20
20
■720th
20th
20th
20th
■ 7 ARAR 567
534
492
433
211567
534
492
433
211 8
12
18
26
338th
12th
18th
26th
33 574
552
520
488
470574
552
520
488
470 35
57
89
121
13835
57
89
121
138 I
I
I
I
2I.
I.
I.
I.
2 I
2
3
4
5I.
2
3
4th
5 35
64
100
152
36635
64
100
152
366

Bei der durch Fig. 3 veranschaulichten Abänderung des Vertheilungsmechanismus, welche zur Anwendung auf eine unter höherem Druck arbeitende Maschine bestimmt ist, ist es rathsam, einen Ausgleicher anzuwenden, vermittelst dessen der Druck des Schiebers A gegen die Kanalmündungsfläche verringert und so die dadurch bedingte Reibung und Abnutzung vermindert wird. Zu diesem Zweck ist der Schieber A mit seinem Rücken, genau über der Austrittsöffnung, mit einer Durchbrechung b versehen, welche beinahe der auszugleichenden Oberfläche entspricht. Er gleitet zwischen der Kanalöffnungsebene und der Unterseite der .Expansionsplatte B, welche dem Dampfdruck durch einen ringförmigen Ausgleicher C entzogen ist, dessen Durchmesser demjenigen der Durchbrechung des Schieberrückens entspricht. Der mit sanfter Reibung auf die Expansionsplatte eingestellte ringförmige Ausgleicher ist mit Segmenten c ausgestattet und reibt mit seinem oberen abgerichteten Theil gegen die Innenfläche des Deckels des Dampfkastens, welche parallel zur Expansionsplatte und der Kanalöffnungsebene eingestellt ist. Eine auf der Expansionsplatte B ruhende Feder d lüftet den ringförmigen Ausgleicher c ein wenig und hält ihn in Berührung mit der Deckelinnenfläche des Dampfkastens. Der durch den Ring . abgeschlossene Zwischenraum wird durch den Austrittskanal mit der Atmosphäre in Verbindung gesetzt, und zwar vermittelst einer kleinen Oeffnung e, welche gleichzeitig die Expansionsplatte C derart durchsetzt, dafs dort kein Dampfdruck eintreten kann.In the modification of the distribution mechanism illustrated by FIG. 3, which is intended for use on a machine operating under higher pressure, it is advisable to use an equalizer, by means of which the pressure of the slide A against the channel opening surface is reduced and so the friction caused thereby Wear is reduced. For this purpose, the slide A is provided with its back, exactly above the outlet opening, with an opening b , which almost corresponds to the surface to be leveled. It slides between the channel opening plane and the underside of the expansion plate B, which is withdrawn from the steam pressure by an annular compensator C, the diameter of which corresponds to that of the opening in the back of the slide. The ring-shaped equalizer, which is set with gentle friction on the expansion plate, is equipped with segments c and rubs with its upper, straightened part against the inner surface of the lid of the steam box, which is set parallel to the expansion plate and the plane of the duct opening. A resting on the expansion plate spring B d lifts the ring-shaped balancer c a bit and keeps it in contact with the lid inner surface of the steam box. The one through the ring. The closed intermediate space is connected to the atmosphere through the outlet channel, namely by means of a small opening e, which at the same time penetrates the expansion plate C in such a way that no steam pressure can enter there.

Claims

Patent claims:

1. Double slide control with gear change and high expansion for locomotives, ships and other steam engines, characterized in that only the slide connection point (I) can be moved on the coulisse (GH) , but the expansion plate connection point (L) is firmly mounted in the center of the coulisse, in such a way that that, in order to increase the steam inlet, one has to bring the slide connecting rod towards the center of the coulisse, and that with reduced steam inflow and significantly increased expansion, a reduction in the advance for the escape, an increase in the duration of the escape opening, and a reduction in compression are achieved.

2. A double slide control according to claim i, characterized in that the expansion slide, which is always moved between the same stroke limits, has an annular pressure equalizer (C) which slides with its upper surface on the inside of the steam box cover and has a bore (e) corresponding to the through bore (b) in the spine back. which reduces both the friction of the expansion slide on the base slide and that of the base slide (A) on the slide face. '.

1 sheet of drawings.