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Gestängelose Schiebersteuerung für doppeltwirkende Kolbenkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine gestängelose Schiebersteuerung mit einem als Differentialkolben
ausgebildeten Hauptschieber und einem durch eine Schleppkupplung mit diesem verbundenen
Hilfsschieber.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gestängelosen
Schiebersteuerung für doppeltwirkende Kolbenkraftmaschinen mit einem als Differentialkolben
ausgebildeten Hauptschieber und einem durch eine Schleppkupplung mit diesem verbundenen
Hilfsschieber die Umsteuerbewegung des Hauptschiebers durch frisches Treibmittel
zu beenden. Eine Lösung dieser Aufgabe ist bereits Gegenstand eines älteren Patents
des Erfinders. Nach der Erfindung wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß
der Hauptschieber eine Ringnut und Bohrungen und die Hauptschieberbuchse Bohrungen
aufweist, durch welche die äußere Hauptsteuerkammer nach teilweiser Umsteuerung
des Hauptschiebers unmittelbar an die Frischdampfzufuhr angeschlossen ist. Dieser
Anschluß erfolgt also nicht auf dem Umweg über den Arbeitszylinder. Die Erfindung
ergibt eine vom Arbeitszylinder der Kraftmaschine örtlich unabhängige Lage der Steuerung
und durch die alleinige Beaufschlagung des Hauptschiebers durch ein Druckmittel
eine freizügige Konstruktion. Der Druck des Steuerdampfes kann nicht durch Kondensation
an
kühlen Zylinder-, Kolben- u. a. Flächen oder durch undichte Kolbenringe und Dichtungen
sinken, wonach die Umsteuerung nicht mehr unbedingt sicher sein würde. Der Steuerdruck
wirkt in der äußeren Hauptsteuerkammer, in der er während der Steuerphase abgeschlossen
bleibt, sicher und rasch, so daß die Maschine zuverlässig und auch mit hoher Hubzahl
betrieben werden kann; sie hat auch einen kleinen Dampfverbrauch und arbeitet weich
und geräuscharm.
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Es ist eine Steuerung für doppeltwirkende schwungradlose Kolbendampfkraftmaschinen
mit einem durch Druckmittel gesteuerten, als Differentialkolben ausgebildeten Hauptsteuerschieber
und einem Hilfssteuerschieber bekannt, der einerseits mechanisch und andererseits
durch ein Druckmittel gesteuert wird. Wenn sich der Arbeitskolben bei seiner Aufwärtsbewegung
dem oberen Hubwechselpunkt nähert, stößt er bei der bekannten Steuerung an eine
Stoßstange des Hilfsstetterschiebers und bewegt diesen nach oben. Hierbei wird ein
Zweigkanal freigelegt, durch den der Hilfssteuerschieber unmittelbar an die Frischdampfzufuhr
derart angeschlossen wird, daß der durch den Zweigkanal eintretende Frischdampf
die untere Stirnfläche- des Hilfssteuerschiebers beaufschlagt und die Aufwärtsbewegung
des Hilfssteuerschiebers unterstützt.
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'Demgegenüber betrifft die Erfindung eine grundsätzlich andere Bauart
einer gestängelosen Schiebersteuerung. Nach der Erfindung findet kein zwangläufiger
mechanischer Antrieb des Hilfsschiebers vom Arbeitskolben aus statt. Beim Erfindungsgegenstand
ist die Steuerung des Hilfsschiebers kraftschlüssig.
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Bei Steuerungen der soeben beschriebenen bekannten Gattung ist es
weiterhin vorgeschlagen worden, das Gehäuse für den Hilfssteuerschieber mit der
Frischdampfzufuhr mittels einer Leitung zu verbinden, die in der oberen Steuerendlage
vom Kopf des Hilfssteuerschiebers verschlossen wird. Daraus ergibt sich, daß die
genannte Verbindungsleitung nur die Aufgabe hat, den Hilfssteuerschieber in der
Steuerendlage festzuhalten. Im Gegensatz dazu lassen die betreffenden Bohrungen
des Erfindungsgegenstandes schon von der Mittellage des Hauptschiebers an zu dessen
Weiterbewegung nach unten Frischdampf in die äußere Hauptsteuerkammer gelangen.
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Schließlich ist eine schwungradlose Doppelverbund-Dampfluftpumpe mit
übereinander angeordneten Dampf- und Luftzylindern und mit einem parallel zu den
Zylindern angeordneten Hilfssteüerschieber bekannt, der in der einen Richtung durch
Treibmittel beaufschlagt wird, während er in der entgegengesetzten Richtung durch
einen dampfgesteuerten Differentialkolbensatz bewegt wird, der gegen den Stößel
des Hilfssteuerschiebers stößt. Der Hilfssteuerschieber wird nach einem Teilhub
mit Frischdampf beaufschlagt.
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Die bekannten Steuerungen weisen nicht das Merkmal auf, daß der Hilfsschieber
mit dem Hauptschieber durch eine Schleppkupplung verbunden ist. Weiterhin zeigen
sie nicht das Merkmal, daß die Hauptschieberbuchse Bohrungen aufweist, durch die
die äußere Hauptsteuerkammer nach teilweiser Umsteuerung des Hauptschiebers unmittelbar
an dieFrischdampfzufuhr angeschlossen wird. Zwar wird bei den bekannten Schiebersteuerungen
der Hilfsschieber nach einem Teilhub unmittelbar an die Frischdampfzufuhr angeschlossen.
Bei den bekannten Schiebersteuerungen wird aber der Hilfsschieber einerseits mittels
eines Druckmittels, andererseits mittels eines an den Stößel des Hilfsschiebers
anstoßenden Kolbens bewegt, während beim Erfindungsgegenstand der Haupt= schieber
stets nur durch ein Druckmittel, ohne Anstoß durch den Arbeitskolben oder einen
sonstigen Kolben, bewegt wird. Die bekannten Schiebersteuerungen sind somit von
der Schiebersteuerung nach der Erfindung in ihrer Art erheblich verschieden.
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Ein Merkmal'der Erfindung ist es weiterhin, daß die innere Hauptsteuerkammer
nach dem Ablösen des Hilfsschiebers vom Hauptschieber durch einen im Hauptschieber
angeordneten Kanal, der durch Berührung von Haupt- und Hilfsschieber selbsttätig
abgeschlossen wird, zusätzlich mit Frischdampf beaufschlagt wird. Hierdurch ist
erreicht, daß die Umsteuerung des Hauptschiebers nicht nur auf den Dampf, der aus
dem Arbeitszylinder durch eine vom Treibkolben gesteuerte Entnahmeleitung kommt,
angewiesen ist. Dadurch wird ein Zurückgleiten des Hauptschiebers bei Luftpumpen,
deren Arbeitskolben durch Expansion der Luft in der Mittellage des Hauptschiebers
sich ungewollt bewegen kann, verhindert.
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Nach der Erfindung enthält weiterhin die Hauptschieberbuchse im Bereich
der inneren Hauptsteuerkammer eine mit dem einen Hauptkanal des Arbeitszylinders
verbundene Bohrung, über die die innere Hauptsteuerkammer bei der Auswärtsbewegung
des Schiebers zusätzlich Dampf aus dem Arbeitszylinder erhält und anschließend über
den Arbeitszylinder entlüftet wird. Hierdurch wird einerseits der Druck in der inneren
Hauptsteuerkammer, der die Auswärtsbewegung des Schiebers bewirkt, unterstützt und
andererseits die vom Hauptschieber selbst überwachte Entlüftung der Hauptsteuerkammer
beschleunigt, so daß der Hilfsschieber dem Hauptschieber rechtzeitig nacheilen kann,
ohne daß der Hilfsschieber vom Hauptschieber mitgerissen wird. Die Betriebssicherheit
der Maschine wird auf diese Weise erheblich erhöht.
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Für die gute Brauchbarkeit der neuen Schiebersteuerung ist es ferner
wichtig, die Entwässerung der stehenden Dampfzylinder zu sichern. Dies geschieht
durch einen an sich bekannten, von außen zu betätigenden Stößel, mittels dessen
die Schieber mechanisch in die Entwässerungsstellung verschoben werden können, die
sich erfindungsgemäß dadurch kennzeichnet, daß der Arbeitskolben seine höchste Stellung
einnimmt und die Schieber in der entsprechenden Lage gehalten werden. Der Stößel
weist eine Längsnut auf, die in der Entwässerungsstellung die Steuerkammer des Hilfsschiebers
mit
der Atmosphäre verbindet. Die Entwässerungsstellung kann Vorwärmstellung
sein, in der der zum Vorwärmen dienende Dampf sichtbar ins Freie austritt.
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Die erwähnte . Schleppkupplung des Hauptschiebers mit dem Hilfsschieber
geschieht vorzugsweise in an sich bekannter Weise durch einen pilzartigen Kopf des
Hilfsschiebers, der über einen Schlitz des Hauptschiebers in eine Bohrung desselben
in radialerRichtung eingesetzt werden kann. Dies ermöglicht das Einsetzen des Hilfsschiebers
in das Hilfsschiebergehäuse, bevor dieses an das Gehäuse des Hauptschiebers angeschraubt
wird. Damit wird erreicht, daß der obere Ring des Hilfsschiebers vor Bruch bewahrt
bleibt. Der pilzartige Kopf kann Teil eines Bolzens sein, der im Hilfsschieber eingeschrumpft
oder eingepreßt ist.
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Der eine Verteilungskolben des Hauptschiebers kann mit einer C)lfangrinne
versehen sein, so daß die Schmierung der neuen Schiebersteuerung erleichtert ist.
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Die Steuerung nach der Erfindung ist sowohl für Einzylinder-Volldruckmaschinen
wie auch für Verbundmaschinen mit hintereinander oder nebeneinander angeordneten
Hoch- und Niederdruckzylindern anwendbar und in den Zeichnungen in Ausführungsbeispielen
für drei verschiedene Anwendungszwecke dargestellt. Es zeigen Fig. i bis .4 je eine
Ausführung der Steuerung für eine doppeltwirkende Einzylinder-Kolbenkraftmaschine,
Fig. 5 die Steuerung in der Entwässerungsstellung für eine stehende, doppeltwirkende
Einzylinder-Kolbenkraftmaschine, Fig. 6 bis 8 je eine Ausführung der Steuerung für
eine Verbundmaschine mit Tandemanordnung der Zylinder, Fig.9 eine Ausführung der
Steuerung mit in Höhe des Zylinderdeckels liegendem Hilfsschieber für eine Verbundmaschine
mit Tandemanordnung der Zylinder, Fig. io und i i je eine Ausführung der Steuerung
für eine Verbundmaschine mit nebeneinanderliegendem Hoch- und Niederdruckzylinder,
Fig. 12 die Steuerung in der Entwässerungsstellung für eine stehende, doppeltwirkende
Verbundmaschine mit nebeneinanderliegendem Hoch- und Niederdruckzylinder.
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Die Steuervorgänge spielen sich in zwei Haupt-und einer Hilfssteuerkammer
ab, die abwechselnd über das Steuerorgan mit dem Arbeitszylinder verbunden werden.
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Die äußere Hauptsteuerkammer A befindet sich über der Stirnfläche
des Hauptschiebers d1, die innere Hauptsteuerkammer B zwischen Hauptschieber d1
und Hilfsschieber d2 und die Hilfssteuerkammer C unter dem Hilfsschieber d2.
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Der Hauptschieber d1 ist ein Hohlkörper, der mit den Wulsten cl, f1
und f2 in der Hauptschieberbuchse c1 die Verteilkammern r1 und r2 bildet. Der Hohlraum
o des Hauptschiebers d1 dient zusammen mit den Bohrungen o. und o2 zur Zuführung
des Dampfes zum Treil)zylinderraumD,, Der Abdampf umspült den Hauptschieber d1 nur
außen in der Verteilkammer r2 und entweicht seitlich durch den Austritt
DA.
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Die nach dem Arbeitszylinder a führenden Kanäle a1 und a2 sind in
dem Hauptschiebergehäuse c1 an die Schlitze p1 und p2 angeschlossen, die von dem
Verteilungskolben (Wülsten) f1 bzw. f2 abwechselnd überlaufen werden.
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An den Kanal a2 schließt eine Steuerleitung und -bohrung 3 bzw. 3"
an, die nach der Hilf ssteuerkammer C an der Stirnfläche des Hilfsschiebers d2 führt.
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Die Hauptschieberringnut m1 im Hauptschieberkopf ei verbindet die
äußere Hauptsteuerkammer.4 abwechselnd über die Bohrung 7 im Hauptschieber d1 und
die Entnahmebohrung i mit dem Arbeitszylinder a und über die Frischdampfsteuerbohrung
4 bzw. 4" mit dem Dampfeintritt DB.
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Der Hauptschieber d1 besitzt eine Bohrung t und einen seitlichen Schlitz
ic, der zum Einhängen des Mitnehmerbolzens h des Hilfsschiebers d2 in den Hauptschieber
d1 dient.
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Der gleichfalls mit einer Ringnut m2 versehene Hilfsschieber d2 überwacht
die Beaufschlagung und Entlüftung der inneren Hauptsteuerkammer B. Er verbindet
in seiner äußeren Endlage (Fig. i) die Entnahmebohrung 2 am Arbeitszylinder a über
die Steuerbohrung 2d in der Hilfsschieberbuchse c." über die Ringnut m.2 und Bohrung
9 im Hilfsschieber d2 mit der inneren Hauptsteuerkammer B.
In der Endlage
der Schieber (Fig. 3 und 4) stellt der Hilfsschieber d2 über die Entlüftungsbohrungen
und -leitung 5" und 5U bzw. 5 eine Verbindung zwischen der inneren Hauptsteuerkammer
B und dem Dampfaustritt DA her.
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In dem Hauptschieber d1 ist eine kleine überströmbohrung 8 vorgesehen,
die durch den am Hauptschieber d1 anliegenden Hilfsschieber d2 ventilartig abgeschlossen
wird und nur eine kurze Zeit in der unteren. Umsteuerungsphas-e (Fig. 2) für den
Durchtritt von Frischdampf nach der inneren Hauptsteuerkammer B frei ist. An die
innere Hauptsteuerkammer B ist eine Haltedampf -bohrung 6" angeschlossen, die über
die Haltedampfleitung 6 nach dem Raum D, oberhalb des Dampfkolbens b führt.
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Die Wirkungsweise der in Fig. i bis 4 für eine Einzylindermaschine
dargestellten Steuerung ist folgende: In Fig. i befindet sich der Hauptschieber
d1 mit dem Hilfsschieber d2 in der unteren Endlage, in welcher der Hauptschieber
d1 durch Frischdampf, der über die Bohrungen 4 und 4Q, Hauptschieberringnut m1 und
Bohrungen 7 nach der äußeren Hauptsteuerkammer A gelangt, festgehalten wird. DerArbeitskolbenb
erhält bei dieser Lage des Hauptschiebers d1 Dampf von oben und bewegt sich nach
unten. In der unteren Lage angekommen (Fig. 2), gibt der Arbeitskolben b im Arbeitszylinder
a die Entnahmebohrung 2 frei, über welche Dampf aus dem Arbeitszylinder a nach dem
Hilfsschieber d2 strömt und über Ringnut M2 sowie Bohrung 9 im Hilfsschieber d2
in die innere Hauptsteuerkammer B gelangt. Da die untere Kolbenfläche
des
Hauptschiebers d, größer ist als die obere, wird der Hauptschieber di nach oben
geschleudert. Sobald sich nun der Hauptschieber di bei der Bewegung nach oben vom
Hilfsschieber d2 löst; tritt über die im Hauptschieber d1 befindliche Bohrung 8
vom Dampfteintritt DE her zusätzlich Frischdampf in die innere Hauptsteuerkammer
B ein und unterstützt dadurch die Bewegung des Hauptschiebers di nach oben. Bohrung
8 verhindert mit Sicherheit ein Zurückgleiten des Hauptschiebers d. in dem Fall,
daß der Arbeitskolben b beim Antrieb eines Luftzylinders unter dem Einfluß der Rückexpansion
.der Luft vorzeitig die untere Entnahmebohrung :2 abschließen und damit die Verbindung
der inneren Hauptsteuerkammer B zum Arbeitszylinder a unterbrechen sollte.
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Im weiteren Verlauf der Bewegung des Hauptschiebers di nach oben gibt
der Steuerkolben e2 des Hauptschiebers d. die Haltedampfbohrung 6" frei, die mit
dem Arbeitszylinder d in Verbindung steht und daher den in dem Arbeitszylinder a
herrschenden Dampfdruck enthält. In ähnlicher Weise wie über die Bohrung 8 kann
auch über die Haltedampfbohrung 6 zusätzlich Dampf in die innere Hauptsteuerkammer
B gelangen und die Bewegung des Hauptschiebers di nach oben unterstützen. Die Bohrung
6" trägt mit dazu bei, daß der Hauptschieber d. nicht zurückgeht, sondern in seiner
Bewegung nach oben unterstützt und oben gehalten wird (daher die Bezeichnung Haltedampfleitung).
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Hat der Hauptschieber d, die in Fig. 2 dargestellte Mittellage erreicht,
erhält auch der untere Zylinderkanal a2 Frischdampf, der über die Steuerleitung
bzw. -Bohrung 3 und 3" auf die untere Stirnfläche des Hilfsschiebers d2 wirkt. Der
Hilfsschieber d2 bleibt aber noch in der unteren Lage liegen; aus ihr gleitet er
erst heraus, wenn im weiteren _ Verlauf der Bewegung des Hauptschiebers d. dessen
Verteilkolben fi den Schlitz p, zum Dampfaustritt DA öffnet und den Austritt
des Dampfes aus dem Zylinder a oberhalb des Arbeitskolbens einleitet.
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In dieser in Fig. 3 dargestellten Lage findet über die mit dem Arbeitszylinder
a in Verbindung stehende Hältedampfleitung und -Bohrung 6 bzw. 6" eine der Ausströmung
des Dampfes entsprechende Druckentlastung in der inneren Hauptsteuerkammer B statt.
Mit dem Beginn des Ausströmens desDampfes aus der innerenHaüptsteuerkammerB setzt
sofort. durch den überwiegenden Druck des Frischdampfes in der Hilfssteuerkammer
C die Bewegung des Hilfsschiebers d2 nach oben ein, der an den Hauptschieber d1
herangedrückt wird und die Bohrung 8 abschließt. Da der Hilfsschieber bereits bei
einem geringen Unterschied zwischen den Drücken in der inneren Hauptsteuerkammer
B und der Hilfssteuerkammer C nach oben geschleudert wird und andererseits das Ausströmen
des Dampfes aus dem Arbeitszylinder a nur langsam vor sich aehb, wird die Bohrung
8 .ziemlich rasch geschlossen, so daß über diese nur wenig Dampf nach dem Auspuff
entweichen kann. In der Bewegung nach oben gibt der Hilfsschieber d2 die Entlüftungs-Bohrung
und -leitung 5" bzw. 5 frei, über die eine weitere zusätzlfthe Entlüftung der inneren
Hauptsteuerkammer B erfolgt. Nachdem der Hilfsschieber d2 den Hauptschieber d. erreicht
hat, beendet er die Schieberbewegung nach oben und hält den Hauptschieber d. in
der oberen Lage (Fig. q.) kraftschlüssig fest.
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Es hat sich gezeigt, daß durch die zusätzliche Beaufschlagung der
Hauptsteuerkammer B durch die Steuerbohrung 8 und ferner durch die doppelte Entlüftung
der inneren Hauptsteuerkammer B eine beschleunigte Bewegung der Schieber d1 und
d2 und dadurch eine wesentliche Steigerung der Hubzahl der Kolbenkraftmaschine erreicht
werden kann: Wie aus der bisherigen Beschreibung hervorgeht, wird der Hilfsschieber
d2 beim normalen Gang nicht vom Hauptschieber d. in der Mittellage mitgenommen,
sondern durch Frischdampf nach oben bewegt. Der Mitnehmerbolzen h mitAnschlagknopf
am Hilfsschieber d2 hat lediglich die Aufgabe, dafür Sorge zu tragen, daß in der
oberen Lage des Hauptschiebers d. beim Anlassen der Maschine der Hilfsschieber d2
unter keinen Umständen in der unteren Endlage liegenbdeibt, sondern so weit nach
oben hinaufgezogen wird, daß die Entnahmeleitung 2" vom Hilfsschieber d2 überdeckt
und die Entlüftung der inneren Hauptsteuerkammer B sichergestellt wird.
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Aus Fig.3 ist zu ersehen, daß in der darin wiedergegebenen Phase der
Schieberbewegung praktisch nur ein Schieben der Schieber d, und d2 durch Beaufschlagen
des Hilfsschiebers d2 - mit Frischdampf stattfindet. Die Umsteuerkräfte werden hierdurch
herabgemindert, und damit wird ein Schlagen der Schieber verhindert, während andererseits
diese unter dem Einfluß von Frischdampf entstehenden Steuerkräfte die Schieberbewegung
mit Sicherheit vollenden.
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Die Bewegung des Hauptschiebers d. in der entgegengesetzten Richtung,
also von der oberen Endlage in die untere, erfolgt in der Weise, daß der Arbeitskolben
b in der oberen Endlage die Entnahmeleitung z freigibt (Fig. q.). Der Dampf tritt
über die Entnahmebohrung ra, die Hauptschieberringnut mi und ferner über die Bohrungen
7 in die äußere Hauptsteuerkammer A ein. Da nur die verhältni.smä,ßig kleine Stirnfläche
des Hilfsschiebers d2 vom Druck des Frischdampfes beaufschlagt wird und da die innere
Hauptsteuerkammer B über die Haltedampfleitung 6 sowie über den Hilfsschieber d2,
dessen Ringnut m2 und Entlüftungsleitungen 5Q, 5 und 5b nach dem Auspuff
DA entlastet ist, wird der Hauptschieber d. nach Beaufschlagung der äußeren
Hauptsteuerkammer A seine Bewegung nach unten antreten. Ist er in der Mittellage
angekommen, so findet eine Abdeckung der Entnahmebohrung r" durch den Kolben ei
des Hauptschiebers d. statt, während gleichzeitig Frischdampf über die Bohrungen
q. bzw. q.a in die äußere Hauptsteuerkammer A gelangen kann. Der Rest der Bewegung
des Hauptschiebers d, nach unten erfolgt demnach wiederum durch Frischdampf,
wodurch
Zuverlässigkeit in der Umsteuerung erzielt wird.
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Für eine sichere Arbeitsweise der Steuerung ist die Schmierung von
Bedeutung, die bei dem unmittelbar unter dem Hauptschieber dl angeordneten Hilfsschieber
dz sich besonders günstig ausbilden läßt. Das im Frischdampf befindliche und durch
eine Ölpresse hineingedrückte Zylinderöl gelangt in den Raum r1 (Fig. q.) und durch
Bohrungen o1 in das Innere des Hauptschiebers d1. Der Verteilkolben f1 ist mit einer
Ringnut v versehen, in der sich das Öl sammelt, das an dem Hauptschieber herabfließt.
Die vorgesehene Ringnut verhindert, daß das Öl durch den Dampfüberdruck nach dem
Auspuff gelangt. Das mit dem Dampf im Hauptschieber dl befindliche Schmieröl kann
über die Bohrung 8 bequem nach dem Hilfsschieber d2 gelangen, dessen Schmierung
damit sichergestellt ist.
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Fig. 5 veranschaulicht die Steuerung in der Entwässerungsstellung
für eine stehende doppeltwirkende Einzylinder-Kolbenkraftmaschine. Die Schieber
d1 und d2 werden in der oberen Endlage durch die unten beschriebene Haltevorrichtung
k gehalten. Diese besteht aus einem Stößel mit zwei Entwässerungsnuten io und einer
Drehnut ii, in die .der Haltebolzen n einrastet. Vor Ingangs-etzen der Pumpe ist
die Haltevorrichtung n auszurasten. Vom Anstellventil gedrosselter Dampf strömt
von DE über r1 durch den Hauptschieber o1, o, 02, a2 unter den Arbeitskolben
b und drückt diesen gegen den Dampfzylinderdeckel, da D, über den Kanal a1 und die
Verteilkammer r2 nach DA entlüftet ist. Gedrosselter Dampf von
Du entweicht über den Kanal a2 und die Steuerbohrungen 3, 3Q, io, i i und
12 sichtbar ins Freie. Ständiges Durchströmen von Dampf verhindert Ansammeln von
Kondensat und hält den Dampfzylinder a und die Steuerung sowie die auf dem Dampfzylinder
a angeordnete, hier nicht dargestellte Schmierpumpe warm. Bei abgestelltem Dampf
fließt das Kondensat aus dem Dampfzylinder a und der Steuerung über die Hilfssteuerkammer
C, die Nut io des Stößels i, die Nut i i und die Bohrung 12 ins Freie ab.
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Der Hauptschieber d1 für die Verbund-Kolbenkraftmaschinen nach den
Fig. 6 bis 12 führt gleichfalls in seinem Innern Frischdampf und arbeitet demnach
mit Außenkanteneinströmung: In Fig.6 befinden sich der Hauptschieber d1 und der
Hilfsschieber d2 in der unteren Lage, in der der Hochdruckkolben bh über den Kanal
dl von oben Dampf erhält. Der unterhalb des Hochdruckkolbens bh verbrauchte Dampf
strömt über den Kanal a2 in die Ringkammer y2 des Hauptschiebers d1 und dann weiter
durch den Schlitz p4 sowie in den Niederdruck-Zylinderkanal a4 über den Niederdruckkolben
bn. Der verbrauchte Dampf unterhalb des Niederdruckkolbens b" gelangt durch den
Zylinderkanal a3 und den Ringkanal r3 des Hauptschiebers d1 nach dem Auspuff
DA.
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Die Schieber d1 und d2 werden in der unteren Endlage durch den über
dem Hauptschieber d1 in der äußeren Hauptsteuerkammer A wirkenden Dampf festgehalten,
der über die Bohrungen 4 und q" und die Hauptschieberringnut in, und Bohrungen 7
im Hauptschieber dl nach dort gelangt. Sobald die untere Entnahmebohrung 2 vom Hochdruckkolben
bh freigelegt ist (Fig. 7), tritt der Dampf aus dem Arbeitszylinder ah über den
Hilfsschieber d2 in die innere Hauptsteuerkammer B und drückt den Hauptschieber
dl nach oben.
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In der Mittellage des Hauptschiebers d1 gelangt Frischdampf über die
Leitungen 3 und 3, unter den Hilfsschieber d2. Beim weiteren Hochgleiten
des Hauptschiebers dl gibt dessen Steuerkolben e2 die Haltedampfleitungen 6 und
6" frei, durch die gleichfalls Frischdampf in die innere Hauptsteuerkammer B strömt.
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In gleicher Weise wie bei der mit Bezug auf Fig. i bis 4. beschriebenen
Einzylinder-Kolbenmaschine findet auch hier eine Unterstützung der Bewegung des
Hauptschiebers d1 nach oben durch Frischdampf statt, der über die unten im Hauptschieber
dl befindliche Überströmbohrung 8 in die innere Hauptsteuerkammer B hineinströmt.
Sobald der Hauptschieber d1 die Mittellage überschritten hat, tritt in bekannter
Weise über die Haltedampfleitung 6 nach dem Hochdruckzylinder ah über den Schlitz
p1 eine Entlastung des Dampfdruckes nach dem Raum unterhalb des Niederdruckkolbens
b" über Leitung ca. ein. Die Schieber d1 und d2 erreichen schließlich die in Fig.
8 dargestellte Lage. Die Verbindung der inneren HauptsteuerkammerB mit dem Niederdruckzylinder
an ergibt ähnlich wie bei der Steuerung für die Einzylinder-Kraftmaschine
nach Fig.3 eine Herabminderung der Umstenerkraft und damit ein schlagfreies Umsteuern
des Hauptschiebers d1.
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Die Bewegung des Hauptschiebers aus der oberen Endlage (Fig.8) geht
in der gleichen Weise vor sich wie bei den Steuerungen nach Fig. i bis q.. Zu Beginn
derUmsteuerung befindet sich dieSchieberkammer y2 zwischen den Verteilungskolben
f3 und f2 unter Auspuffdruck, an dessen Stelle jedoch nach Überschreiten der Mittellage
des Hauptschiebers d1 der aus dem Hochdruckzylinder ah nach dem Niederdruckzylinder
an überströmende Dampf von höherem Druck tritt.
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In Fig. 9 ist eine Ausführungsform der Steuerung mit oberhalb des
Hauptschiebers d1 angeordnetem Hilfsschieber d2 dargestellt. Bei dieser Ausführung
der Steuerung erfolgt der Ausbau der Schieber nach oben, wodurch es insbesondere
bei Tandem-Verbundkolbenmaschinen möglich ist, die Steuerung ganz dicht an dem Hochdruckzylinder
anzuordnen und damit den schädlichen Raum und auch .die äußeren Bauabmessungen der
Maschinen zu verkleinern. Auch läßt sich die Steuerung besser gegen Ausstrahlungsverluste
schützen. Um den Dampf im oberen Teil der Schieberbuchse einführen zu können, damit
das Schmieröl sicherer zu den darunterliegenden Schieberteilen gelangt, hat der
Hauptschieber d1 die aus der Fig. 9 ersichtliche Ausführung. Zur Aufnahme des Dampfes
und zur Steuerung der Kanäle sind die beiden großen Kolben des Hauptschiebers d1
auseinandergezogen. Auch bei dieser Ausführung der Steuerung ist die
Schmierung
des Hilfsschiebers d2 sichergestellt, da das Schmieröl durch den Überdruck des Dampfes
in der oberen Lage der Schieber dl und d9 über die innere Hauptsteuerkammer B nach
der Hilf ssteuerkammer C gelangen kann.
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In Fig. io bis i2 ist die gleiche Steuerungsausführung für eine Verbund-Kolbenmaschine
mit nebeneinander angeordneten Hochdruck- und Niederdruckzylindern dargestellt.
Die Wirkungsweise ist die gleiche wie nach den vorhergehenden Figuren.
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Durch das Vorhandensein nur eines Hilfsschiebers gestaltet sich das
Anstellen der Steuerung einfacher und sicherer als bei der bekannten Steuerung mit
zwei Hilfsschiebern. In der Mittellage des Hauptschiebers dl gibt es nur zwei grundsätzliche
Hilfsschieberlagen, und zwar eine..arnliegende und eine ausgezogene.
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Wie Fig. i i zeigt, sind die Überdeckungen am Hauptschieber dl - übrigens
ebenso wie bei den anderen Bauarten gemäß Fig. ä und 7 - so gewählt, daß in der
Mittelstellung des Hauptschiebers d1 beide Schlitze p1 und p2 von den Verteilungskolben
f1 und f2 geöffnet sind, so daß Frischdampf oberhalb und unterhalb des Arbeitskolbens
b" bzw. bh einströmen kann. Bei ausgezogenem Hilfsschieber d2 erhält die innere
Hauptsteuerkammer B über die nach dem Arbeitszylinder führende Entnahmeleitung2
Frischdampf, wodurch der Hauptschieber nach oben gedrückt wird. Bei am Hauptschieber
dl anliegendem Hilfsschieber d2 findet grundsätzlich über die bei Einzylinder= maschinen
mit dem Auspuff, bei Verbundmaschinen mit dem Niederdruckzylinder in Verbindung
stehende Entlüftungsleitung 5 eine Entlastung der inneren Hauptsteuerkammer B statt;
der auf den Treibkolben wirkende Dampf treibt dann die Schieber d1 und d2 in die
untere Endlage. Bei der Steuerung für die Verbund-Kolbenmaschine ist der denDampf
steuerndeKolben fades Hauptschiebers d1 in der Stärke geringer bemessen als der
Dampfauslaßschlitz pA, so daß in der Mittelstellung des Hauptschiebers d1 und bei
anliegendem Hilfsschieber d2 die innere Hauptsteuerkammer B finit dem Auspuff
DA in Verbindung gebracht wird.
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Fig. i2veranschaulicht dieSteuerungsausführung für die Verbund-Kolbenmaschine
=mit nebeneinander angeordneten Hochdruck- -und Niederdruckzylindern in der Entwässerungsstellung.
Die Schieber werden wie in Fig. 5 in der oberen Endlage durch die Haltevorrichtung
h gehalten. Vom Anstellventil gedrosselter Frischdampf strömt von DE über
r1 durch den Hauptschieber o1, o, 02, a2 unter den Hochdruckdampfkolben bh
-und drückt ihn gegen den Hochdruckzylinderdeckel. Der Niederdruckdampfkolben b"
befindet sich in unterer Endlage und entwässert durch Freigabe von Bohrung
13 über ein Ventil q und ein Entwässerungsventil s den Niederdruckdampfzylinder.
Gedrosselter Dampf, der unterhalb des Hochdruckkolbens bh steht, entweicht über
a2, 3, 3v io, 1i, 12 sichtbar ins Freie. Ein Ansammeln von Wasser im Dampfzylinder
ah oberhalb des Dampfkolbens bh wird hierdurch auch bei stehenden und längere
Zeit abgestellten Maschinen verringert und ein rasches Anlaufen auch aus dem kalten
Zustand heraus, sichergestellt. Da kein Wasser in den Zylindern zurückbleibt, können
auch keine Rostansätze an den Zylinderlaufflächen auftreten.
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Statt Dampf kann auch ein anderes Treibmittel, z. B. Druckluft, verwendet
werden.