DE147206C

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Publication number: DE147206C
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Description

KAISERLICHES

Vorliegende Erfindung bezweckt wesentliche Verbesserungen an den Steuerungs- und Verteilungsorganen für hydraulische Maschinen . aller Art, wie z. B. hydraulische Förder- und Zugmaschinen, Maschinen zum Betriebe von Gangspills, zum öffnen der Docktore usw.

Da solche hydraulische Maschinen unter ziemlich hohem Druck arbeiten, kranken die bisher bei ihnen verwendeten Steuerorgane

ίο sämtlich an dem Ubelstand, daß ihre Bewegung dadurch, daß der Druck in ihnen nicht ausgeglichen war, große Reibung und damit Kraftverlust und raschen Verschleiß der aufeinander gleitenden Flächen verursachte.

Eine notwendige Folge davon waren große Lässigkeitsverluste, schlechte volumetrische und mechanische Wirkungsgrade, Betriebsstörungen und große Reparaturkosten. Dieses gilt im besonders hohen Maße von allen Schieberkonstruktionen, die große Reibungsarbeit bedingen und absolut nicht wasserdicht zu halten sind.

Viele Betriebsstörungen verursachen ebenso die Arbeitsventile der bekannten Brotherhoodmaschine, die scheibenförmig ausgebildet sind und sich auf einem Sitz von Guajakholz drehen. Sie erweisen sich in besonders hohem Grade undicht, namentlich in ihrer Anwendung auf umsteuerbare Maschinen.

Von Steuerungsorganen für die Regelung sind drei Arten im Gebrauch, nämlich erstens Schieber, zweitens das Mitredventil, bei dem der Ventilschluß entweder durch Federkraft oder Gewichte erzielt wird, was Stöße und harten Gang zeitigt, wodurch Ventil und

Sitz sehr bald zerstört werden, drittens die zylindrischen, mit Lederdichtung versehenen Ventile, die kostspielig in der Unterhaltung und undicht sind.

Alle diese Übelstände werden bei dem Gegenstand vorliegender Erfindung dadurch vermieden, daß das unter einem rechten Winkel gegen die Achse des Steuerungshahnes herangeführte und abgeführte Wasser einen Druckausgleich auf die von dem gepreßten Wasser beeinflußten Flächen des Hahnes gewährleistet. Dadurch wird ein leichteres Arbeiten der Steuerungsorgane ermöglicht, das Hand in Hand geht mit geringerem Verschleiß, besserer Wasserdichtigkeit und geringeren Unterhaltungskosten.

Bei den in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten verschiedenen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ist überall das den eigentlichen Erfindungsgedanken kennzeichnendePrinzip (Druckausgleich) das gleiche. Bei diesen verschiedenen Ausführungsformen lassen sich zwei Hauptklassen unterscheiden: erstens Arbeithähne, zweitens Anlaß- und Regulierhähne. Beide Hauptarten zerfallen wieder in einfach wirkende und doppelt wirkende Hähne.

Die Ausführungsform nach Fig. I bis 4 stellt einen Arbeitshahn für hydraulische Umsteuerungsmaschinen dar, d. h. einen Hahn, durch den das Wasser in den Zylinder einer derartigen Maschine eintritt und aus demselben wieder herausgelassen wird.

Fig. I stellt einen Längsschnitt, Fig. 2 einen Horizontalschnitt, Fig. 3 einen Quer-

schnitt nach Linie A-B der Fig. I und Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie C-D der Fig. 2 dar.

Der Hahn besitzt z\vei an entgegengesetzten Seiten des Mittelstücks α angeordnete Hälse b und c. Die äußeren Enden der Hälse sind durch Schrauben yv geschlossen, die nach dem Gießen der Hähne eingesetzt werden, um die beim Gießen der Bequemlichkeit wegen belassenen Öffnungen zu verschließen. Am äußeren Ende des Halses b ist eine Hülse d, am Ende des Halses c eine gleiche Hülse e angeordnet. Durch Stutzen, die an diesen Hülsen angeordnet sind, sind die Wasserzuführungs- und Auslaßrohre mit dem Ventil verbunden. Einer dieser Stutzen e¹ ist in Fig. 4 gezeigt. Je nach der Drehrichtung, in der die Maschine umläuft, dient der Hals b zur Zuführung und der Hals c zum Auslassen des Wassers oder umgekehrt. Die Öffnungen für die Wasserzuführung und den Wasserauslaß sind so angeordnet, daß die Strömungsrichtung des Wassers durch dieselben rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig zur Strömungsrichtung des Wassers in den Hälsen steht. Diese Anordnung dieser Öffnungen hat eine Herabminderung des Stoßes beim Zutritt des Wassers zur Folge, weil sich die Wasserdrücke auf die beiden entgegengesetzten Enden der Hälse mehr oder weniger aufheben.

In dem eigentlichen, zwischen den beiden Hälsen gelegenen Verteilungsküken α befinden sich drei schlitzförmige Kanäle f, g und h.

Der Kanal f geht quer durch das Verteilungsküken α hindurch und bildet an dem Umfang desselben die beiden schlitzförmigen Ein- und Austrittsöffnungen/¹ und/². Mit dem anderen Hals c stehen in Verbindung die beiden Kanäle g und Ji mit ihren Mündungen g¹ und Ji¹. Das Verteilungsküken α dreht sich in dem feststehenden Hahngehäuse i, das die Stutzen i^[ und z² besitzt, durch welche die Verbindung mit der Maschine hergestellt wird. In dem Gehäuse ζ befinden sich zwei gleichachsig zum Kükenumfang verlaufende Kanäle j und k. Dieselben stehen mit den Stutzen z'¹ und P in Verbindung und haben nach dem Küken zu die schlitzförmigen Mündungen j¹ und j'² bezw. k¹ und /c². Zu beiden Seiten des Verteilungskükens sind Stopfbüchsen angeordnet, die eine zusammendrückbare oder nachgiebige Packung, wie z. B. eine Hanfliderung oder dergl., besitzen.

Durch die Anordnung der so eingerichteten Stopfbüchsen kann der Hahn durch Festziehen der Stopfbüchsbrillen in hohem Grade wasserdicht gehalten werden; mm sind die . Hebel, durch die der Hahn mit der Maschine zum Einstellen verbunden ist.

Das entsprechend der Drehrichtung, in welcher die Maschine umläuft, durch einen der Hälse ,in den Hahn eintretende Wasser fließt infolge der von der Maschine abgeleiteten schwingenden Bewegung des letzteren durch die oben erwähnten Kanäle abwechselnd nach der einen und anderen Seite des Maschinenkolbens und läuft durch den anderen Hals wieder ab.

Angenommen, die Maschine arbeite in der Richtung, bei der das Wasser durch den Hals b eintritt. Alsdann ., fließt das Wasser aus dem Halse b durch den Kanal / in das Verteilungsküken a, tritt, da das Verteilungsküken α durch die Maschine in eine ent- sprechende Stellung gedreht worden ist, durch den Schlitz f^l in die Mündung k¹ des Kanals k und durch den Stutzen z² an den Maschinenkolben. Nachdem das Druckwasser den Maschinenkolben in der einen Richtung vorgeschoben hat, tritt es durch den Stutzen i'² wieder zurück. Da die Maschine inzwischen das Verteilungsküken α umgesteuert hat, so daß der Schlitz g^l desselben der Kanalmündung k'² gegenübersteht, so nimmt das Abwasser seinen weiteren Weg über /c² g¹ g in den Hals c, tritt in die Hülse e und verläßt das Steuerorgan durch den in Fig. 4 gezeigten Stutzen e¹. Selbstverständlich sind durch die Rückdrehung des Hahnes während dieser Abflußperiode die Zuflußöffnungen f¹ und k¹ geschlossen.

Gleichzeitig mit dieser Abflußperiode auf der einen Seite des Maschinenkolbens findet die Druckperiode auf dessen anderer Seite statt. Wird Schlitz/¹ geschlossen, so wird Schlitz f² freigelegt, und wenn beim Rückhube der Schlitz g¹ sich schließt, so öffnet sich in gleicher Weise der Schlitz h¹. Nachdem Schlitz /² freigelegt ist, tritt das Wasser durch die Öffnung/², den Kanal7 und durch den Stutzen z¹ an die andere Kolbenseite. Nach Vorschub des Kolbens wird Schlitz f² geschlossen, und das Abwasser tritt, da das Verteilungsküken α inzwischen durch die Maschine umgesteuert worden ist, durch /¹J¹ /2¹ Ji in den Hals c, um durch die Hülse e und Stutzen e^l (Fig. 4) abzufließen.

Arbeitet die Maschine in der Richtung, bei der das Wasser durch den Hals c eintritt, so ist der Lauf, den das Wasser nimmt, genau der umgekehrte wie im obigen Falle, in dem das Wasser durch den Hals b eintrat. Die Kanäle und Schlitze, die vorher zur Zuführung dienten, vermitteln nunmehr den Austritt des Wassers und umgekehrt.

Der in den Fig. 5 bis 8 dargestellte Hahn ist seiner Anordnung und Bauart nach dem oben beschriebenen ähnlich, soll jedoch als doppelt wirkender Anlaß- oder Regulierhahn für umsteuerbare Maschinen oder hydraulische Zylinder, an deren Kolben das Wasser von

beiden Seiten her herantritt, ferner für gekuppelte Rammen und für ähnliche Fälle dienen.

Fig. 5 ist wieder ein Längs-, Fig. 6 ein Horizontalschnitt, Fig. 7 ein Querschnitt nach der Linie E-F der Fig. 5 und Fig. 8 ein Querschnitt nach der Linie G-H der Fig. 6.

Während der vorher erwähnte Hahn eine

Überlappung nicht besaß, besitzt dieser Anlaß- und Regulierhahn eine solche. Diese Überlappung ist in Fig. 7 mit a^l bezeichnet und hat den Zweck, dem Wärter die Regelung zu erleichtern und die Wasserdichtheit des Hahnes zu sichern. In Fig. 5 bis 7 sind die Teile, die in Fig. 1 bis 4 ebenfalls vorhanden sind, mit denselben Bezugszeichen versehen.

Ein weiterer Unterschied gegenüber dem Hahn nach Fig. 1 bis 4 ist der, daß der Hals c nicht aus dem äußeren Ende der Hülse e hervorragt. Ferner dient der Hals b immer zur Wasserzuführung und der Hals c immer zum Abführen des Wassers. Dies gilt auch für die geänderte Umdrehungsrichtung der Maschine. Der zur Drehung des Hahnes dienende Handhebel ist mit η bezeichnet. Das Wasserzuführungsrohr wird mit dem Stutzen d^l der Hülse d (Fig. 8) verbunden.

Fig. 9 bis 12 veranschaulichen den Hahn in seiner Anordnung als einfach wirkender Anlaß- und Regulierhahn für nicht umsteuerbare Maschinen und hydraulische Vorrichtungen.

Fig. 9 zeigt wieder einen Längsschnitt, Fig. IO einen Horizontalschnittt, Fig. il einen Querschnitt nach der Linie I-J der Fig. 9 und Fig. 12 einen Schnitt nach der Linie K-L der Fig. 10.

Der in diesen Figuren dargestellte Hahn besitzt nur einen Hals o, der immer zur Zuführung des Wassers dient. Das Gehäuse ρ und das Verteilungsküken p^l sind an einem Ende geschlossen, und ersteres besitzt zwei Schlitze p- und p⁸ (Fig. 11). Diese Schlitze erweitern sich zu zwei Rohrstutzen r und r¹, deren einer (r) mit der Maschine oder Vorrichtung, die durch den Hahn beherrscht wird, verbunden ist. Der andere Rohrstutzen (r¹) dient stets als Auslaß. Das Verteilungsküken p¹ weist drei Schlitze q, q¹ und q² auf. Der Handhebel m dient zur Drehung des Hahnes, der ebenfalls eine Überlappung p* (Fig. 11) besitzt.

In Fig. 13 und 14 ist der Hahn in seiner Anordnung als einfach wirkender, mit zwei Hälsen versehener Anlaß- und Regulierhahn dargestellt.

Fig. 13 ist ein Längsschnitt, Fig. 14 ein Querschnitt nach der Linie M-N der Fig. 13. Die beiden Hälse b und c liegen wieder zu entgegengesetzten Seiten des Verteilungskükens a, das zwei Schlitze 5 und t hat. Das Gehäuse i weist einen Schlitz u auf, der sich zu dem Rohrstutzen ν erweitert. Durch letzteren wird die Verbindung mit der Vorrichtung, die durch den Hahn beherrscht wird, hergestellt. Der Hals b dient immer zur Zuführung, der Hals c immer zur Abführung des Wassers. Letzterer ist am äußeren Ende durch das Gehäuse e abgeschlossen, während der Zuführungshals b von einer Hülse d umgeben ist. Auch dieser Hahn besitzt eine Überlappung a¹ (Fig. 14).

Fig. 15 und 16 veranschaulichen einen einfach wirkenden Arbeitshahn, welcher also von einer Wasserkraftmaschine betätigt wird und nicht als Anlaß- oder Regulierhahn dient. Fig. 15 ist ein Längsschnitt, Fig. 16 ein Querschnitt nach der Linie 0-P der Fig. 15. Dieser Hahn gleicht im wesentlichen nach Anordnung und Konstruktion dem Anlaß- und Regelungshahn nach Fig. 9 bis 12. Der Hauptunterschied zwischen beiden Hähnen ist der, daß der in Fig. 9 bis 12 dargestellte Hahn eine Überlappung besitzt, während der Hahn nach Fig. 15 und 16 eine Überlappung nicht aufweist. Die gleichen Teile sind in beiden Fällen durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Der in Fig. 15 und 16 gezeigte Hahn ist mit einem Hebel m¹ versehen , durch den er mit der Maschine verbunden wird.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Doppeltwirkender Arbeitshahn für hydraulische Umsteuerungsmaschinen (Fig. 1 bis 4), dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzu- und -Abfuhr durch an ein Verteilungsküken (a) sich anschließende, hohle Hälse (b und c) unter Vermittelung von feststehenden Hülsen (e und d) rechtwinklig zur Achse des Hahnes erfolgt, wobei der Hals (b) nach dem Verteilungsküken zu in einen sich nahezu mitten durch letzteres erstreckenden Kanal (f) ausläuft, dessen beide Schlitze (f¹ und f'²) nacheinander mit den Mündungen (k^nnap) der zu den beiden Seiten des Maschinenkolbens führenden Kanäle (k und j) in Verbindung treten, während der Hals (c) in zwei ebenfalls in den Umfang des Verteilungskükens(a) einmündende Schlitze (g¹ und h\) ausläuft, die unter Vermittelung der ebenfalls nacheinander zur Wirkung kommenden Mündungen (k² und j¹) der Kanäle (k und j) mit der einen oder anderen Kolbenseite in Verbindung treten können, wobei es gleichgültig ist, in welcher Richtung die Maschine umläuft.

2. Ausführungsform des Hahnes nach Anspruch 1 als doppeltwirkender Anlaß-

und Regulierhahn für Umsteuerungsmaschinen (Fig. 5 bis 8), dadurch gekennzeichnet, daß der immer nur als Abführung'srohr dienende Hals (c) von einer nach außen hin geschlossenen Hülse umfaßt wird und daß das Verteilungsküken (a) eine Überlappung (a^l) hat.

3. Ausführungsform des Hahnes nach Anspruch ι als einfachwirkender Anlaß- und Regulierhahn für nicht umsteuerbare Maschinen (Fig. 9 bis 12), dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Hals (0) angeordnet ist, der stets zur Wasserzuführung dient, wogegen das \^rerteilungsküken an der entgegengesetzten Seite geschlossen ist und einen mit den Mündungen (q¹ und q'²J versehenen Kanal hat, der stets nur das Abwasser von der Maschine von dem einen Stutzen (r) nach dem anderen fr¹) überzuleiten hat, und daß das Verteilungsküken eine Überlappung (p⁴j sowie einen mit dem Zuführungshals (0) in Verbindung stehenden Schlitz (q) aufweist, i der zeitweise durch einen Schlitz (p²) im Hahngehäuse mit der wirksamen Kolbenseite in Verbindung tritt.

4. Ausführungsform des Hahnes nach Anspruch 1 und 3 als einfachwirkender Anlaß- und Regulierhahn für nicht umsteuerbare Maschinen (Fig. 13 und 14), gekennzeichnet durch die Anordnung zweier Hälse, von denen der eine (b) stets als Zuführungsrohr, der andere (c) stets als Abführungsrohr dient, welche zwei Hälse je in einen Schlitz (s und t) im Verteilungsküken auslaufen, die abwechselnd durch Gehäuseschlitz (u) und Rohrstutzen (v) mit der Maschine in Verbindung treten, sowie durch Anordnung einer Überlappung (a¹). .

5. Ausführungsform des Hahnes nach Anspruch 1 und 3 als ein fach wirk ender Arbeitshahn (Fig. 15 und 16), gekennzeichnet durch den Fortfall der bei dem Hahn nach Anspruch 3 angeordneten Überlappung (*)

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.