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Kolbenstangenführung für Dampfmaschinen, insbesondere Lokomotivdampfmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenstangenführung für Dampfmaschinen, insbesondere
für Lokomotivdampfmaschinen, mit in einem Führungsgehäuse angeordneten, beschränkt
raumbeweglichen, mittels eines kugeligen Führungsteiles höhenverstellbaren Traglager.
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Bei bekannten Kolbenstangenführungen ist eine geschlossene Tragbüchse
in einem am Zylinderdeckel angebrachten offenen Führungsgehäuse in einem walzenförmigen,
durch Blechzwischenlagen in der Höhe verstellbaren Lager gelagert, so daß die Tragbüchse
sich nach der nicht ganz zu vermeidenden Durchbiegung der Kolbenstange einstellen
kann, um Kantenpressungen und damit Heißläufer sowie schnelle Abnutzung von Kolbenstange
und Tragbüchse zu verhindern. Der Aufbau dieser Kolbenstangenführungen ist schwer
und vielgestaltig. Außerdem ist das infolge der Abnutzung notwendige Nachstellen
der Tragbüchse sehr umständlich und zeitraubend. Um dieses zu vermeiden, ist bei
einer anderen Kolbenstangenführung die geschlossene Tragbüchse an seitlichen Zapfen
frei schwingend in Lagerdeckeln des am Zylinderdeckel angebrachten, ebenfalls offenen
Führungsgehäuses aufgehängt worden. Die Lagerdeckel sind hierbei zur Aufnahme der
Zapfen der Tragbüchse mit exzentrischen Bohrungen versehen, um durch Verdrehen der
Lagerdeckel die Tragbüchse in der Höhe nachstellen zu können. Auch diese Kolbenstangenführung
ist im Aufbau vielgestaltig und deshalb teuer. Beide Kolbenstangenführungen sind
nicht in der Lage, sich in
einer waagerechten Ebene einzustellen,
so daß durch die nie zu vermeidenden Montageungenauigkeiten ein Klemmen des walzenförmigen
Lagers bzw. der Zapfen eintritt und eine Kantenpressung mit ihren nachteiligen Folgen
nicht zu verhindern ist. Ferner sind diese Kolbenstangenführungen infolge ihrer
offenen Bauart einem starken Verschleiß unterworfen und weisen aus dem gleichen
Grunde einen hohen Verbrauch an Schmiermitteln auf, da diese ungehindert und ohne
Wirkung abtropfen können.. Es ist zwar auch schon eine offene Kolbenstangenführung
bei liegenden Verbund-Schiffsmaschinen bekanntgeworden, die mit einer halbkugeligen
Ausnehmung auf einer entsprechenden halbkugeligen Erhöhung eines durch einen Keil
in der Höhe verstellbaren Zwischenstückes aufliegt. Diese bekannte Ausführung erfordert
jedoch infolge ihrer offenen Ausbildung einen hohen Schmiermittelverbrauch und ist
außerdem schwierig herzustellen. Insbesondere besteht jedoch für solche Kolbenstangenführungen
bei Dampfmaschinen, die häufigen Stößen aus verschiedenen Richtungen ausgesetzt
sind, z. B. in Lokomotiven, die Gefahr, daß die Kolbenstange von der offenen Tragschale
bzw. diese von dem Zwischenstück abgehoben wird. Eine solche Kolbenstangenführung
ist daher nicht für Dampflokomotiven anwendbar.
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Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Kolbenstangenführung
gemäß dem Gattungsbegriff mit einfachem, geschlossenem Aufbau zu schaffen, die insbesondere
bei Dampfmaschinen, die Stößen aus wechselnden Richtungen ausgesetzt sind, verwendbar
ist und dabei stets ein pressungsfreies Gleiten der Kolbenstange sowie eine leichte
Höheneinstellbarkeit der Tragbüchse gewährleistet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das als an sich
bekannte geschlossene Tragbüchse ausgebildete Traglager koaxial in einem außen kugeligen
Innenring unverschiebbar befestigt ist, der über einen ungeteilten, innen kugeligen
Außenring durch Stellschrauben höheneinstellbar und feststellbar in einem allseitig
geschlossenen Führungsgehäuse gelagert ist. Weiterhin wird vorgeschlagen, das Gelenklager
in einem geschlossenen Führungsgehäuse anzuordnen.
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Vollständig geschlossene Kolbenstangenführungen sind zwar ebenfalls
nicht mehr neu. Bei diesen bekannten Kolbenstangenführungen ist jedoch weder eine
Höhenverstellbarkeit noch eine bewegliche Lagerung der Tragbüchse vorgesehen, so
daß die Gefahr von Kantenpressungen und damit des Heißlaufens der Tragbüchse besteht.
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Die sich aus den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen ergebenden
Vorteile sind neben der vorteilhaften Lösung der Erfindungsaufgabe vor allem in
der einfachen und billigen Herstellung und Wartung zu sehen, da die Kolbenstangenführung
nur noch aus wenigen leicht herstellbaren Teilen besteht und ein Verlust der zum
Betrieb notwendigen Schmiermittel wegen des geschlossenen Führungsgehäuses nicht
mehr eintreten kann. Das Nachstellen der Höhe der Tragbüchse und das Auswechseln
schadhafter Teile ist äußerst einfach, weil die hierzu zu betätigenden Stellschrauben
gut zugänglich sind. Ein Verkanten und die sich daraus ergebenden Folgen, wie erhöhter
Verschleiß, Pressen od. dgl., können infolge der Raumbeweglichkeit des Gelenklagers
nicht mehr eintreten.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Abb. I eine Kolbenstangenführung im lotrechten Längsmittelschnitt, Abb.
2 die Kolbenstangenführung im Querschnitt längs der Linie II-II in Abb. I.
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Im Ausführungsbeispiel gleitet das freie Ende der zylindrischen Kolbenstange
I in einer hohlzylindrischen, mit einem Lagermetallausguß 2 mit abgerundeten Kanten
versehenen Tragbüchse 3. Die Tragbüchse 3 ist fest in den ungeteilten Innenring
4 eines Gelenklagers eingepreßt und durch zwei in Ringnuten der Tragbüchse 3 vorgesehene,
mit ihren einander zugekehrten Stirnseiten auf den Stirnflächen des Innenringes
4 anliegende Sicherungsringe 5 in ihrer Lage festgehalten. Der Innenring 4 des Gelenklagers
ist außen kugelig ausgebildet und wird von dem ebenfalls ungeteilten in bekannter
Weise mit diametral gegenüberliegenden Ausfräsungen zum Einbringen des Innenringes
4 versehenen Außenring 6 umfaßt. In der Quermittelebene des Gelenklagers bzw. des
Außenringes 6 sind in der lotrechten Längsmittelebene radiale Ausnehmungen 7 oder
tangentiale Abplattungen an der äußeren Zylindermantelfläche des Außenringes 6 vorgesehen,
in denen oder auf denen je eine im Führungsgehäuse 8 lotrecht und radial angeordnete
Stellschraube 9 mit Sicherungsmutter ro angreift. Die Abplattung bzw. Ausnehmung
7 für die Stellschrauben 9 und die Ausfräsungen zum Einbringen des Innenringes 4
sind dabei vorteilhaft um 9o° gegeneinander versetzt, d. h., die Ausnehmungen 7
liegen im Betrieb in keiner Druckzone. Das Führungsgehäuse 8 ist ein rotationssymmetrischer
Körper, dessen das Gelenklager bzw. dessen Außenring 6 aufnehmender Teil in Richtung
der Stellschrauben 9 langlochartig ausgenommen ist, damit die Verstellbarkeit des
Gelenklagers durch die Stellschrauben 9 gewährleistet ist. Um eine feste, in Längsrichtung
spielfreie Lagerung des Außenringes 6 zu erzielen, ist das Führungsgehäuse 8 mit
einer Schulter r r versehen, an deren Stirnfläche eine Stirnfläche des Außenringes
6 anliegt. Das Führungsgehäuse 8 ist durch einen ebenfalls rotationssymmetrischen,
etwa hohlkegelförmigen Deckel 12 verschlossen, der am weiteren Ende einen dem Profil
des Langloches 13 entsprechenden, auf der anderen Stirnfläche des Außenringes
6 aufliegenden Ringbund 1q. aufweist und mittels eines Flansches 15 und Schrauben
16 an der vom Zylinderdeckel 17
ab liegenden Stirnseite des Führungsgehäuses
8 festgeschraubt ist. An dem vom Gelenklager ab liegenden Ende des Deckels 1a ist
ein zylindrisches, etwa gleichachsig mit der Bohrung der Tragbüchse 3 liegendes
und am vorderen Ende verschlossenes Schutzrohr 18 für die Kolbenstange r fest angebracht.
Die Befestigung des Führungsgehäuses 8
am Zylinderdeckel I7 erfolgt
in bekannter Weise durch einen Ringflansch I9 und Schrauben 2o. Zur Kontrolle der
Schmierung der Kolbenstangenführung wird das vollständig abgeschlossene Führungsgehäuse
8 auf einer leicht zugänglichen Seite vorteilhaft mit einem oder mehreren Schaugläsern
versehen. Der Außen- und Innenring 6 und 4 des Gelenklagers kann aus Stahl, Buntmetall,
Preßstoff od. dgl. gefertigt sein. Vorteilhaft werden dabei jedoch die Werkstoffe
der Ringe 4 und 6 so gewählt, daß gute Gleiteigenschaften erzielt werden. Bei Verwendung
von Stahlringen können diese auch, um Korrosionen zu vermeiden, mit einer Schicht
aus korrosionsfestem Metall, z. B. Chrom, Nickel od. dgl., überzogen werden.