DE246829C - - Google Patents

Description

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PATENTAMT

Ventilsteuerungen für Fördermaschinen, bei welchen die Ventile, ausgenommen gegen Ende des Förderhubes, von einer Daumensteuerung beeinflußt werden, sind bekannt. Von diesen bekannten Ventilsteuerungen unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand dadurch, daß die Daumen reihenweise auf einer während des ganzen Förderhubes nur einen Hub oder eine Umdrehung zurücklegenden Stange oder Scheibe

ίο angebracht sind.

Nach der Erfindung ist die Ventilsteuerung so ausgestaltet, daß jede beliebige Dampfexpansion innerhalb praktischer Grenzen während des Hubes verwendet werden und den Dampfaustrittsventilen die richtige Voreilung erteilt werden kann, wodurch eine günstige Ausnutzung des Dampfes gewonnen wird; ferner wird das zu hohe Aufwinden selbsttätig verhütet, so daß man nicht mehr von der Geschicklichkeit und Aufmerksamkeit des Maschinisten, noch von der Zuverlässigkeit der besonderen Hilfseinrichtungen abhängt.

Diese Vorteile werden durch Reihen von Daumen oder Vorsprüngen, die zu Daumenbahnen angeordnet sind, erreicht, über welche einmal während eines ganzen Förderhubes Stifte oder Rollen o. dgl. laufen, welche mit Hebeln oder Stangen oder einem ähnlichen Gestänge verbunden sind, das die Dampfventile regelt.

Die Daumenbahnen sind hierbei so angeordnet und geformt, daß die den Ventilen durch die Hebel oder Stangen mitgeteilte Bewegung derartig ist, daß der Dampf von jedem Zylinder bei jedem Hube des Kolbens in Übereinstimmung mit der an der Maschine bei diesem bestimmten Hube hängenden Last abgeschnitten wird; demgemäß wird also das Dampfaustrittsventil geregelt, d. h. die Absperrung des Dampfes wird mit der Last verändert, Und die Voreilung wird entsprechend der Geschwindigkeit verändert; ferner fehlen die Daumen auf den Daumenbahnen an einem bestimmten Punkte, bevor die ganze Förderung beendet ist, so daß also die Ventile schon früher geschlossen werden ; die Maschine wird also selbsttätig verlangsamt oder stillgesetzt infolge des Abschneidens des Dampfes, bevor der Förderkorb die Hängebank erreicht.

In den Fig. 1 und 2, 3 bis 5, 6 und 7, 8 bis 11, 12 und 13 sind fünf Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens dargestellt.

Unter Bezugnahme auf das Äusführungsbeispiel der Fig. 1 und 2, in welchem die Daumenbahnen rund um die Fläche einer Scheibe laufen, zeigt Fig. 1 zwei derartige einander gegenüberliegende Scheiben- oder Räder, von denen die eine die Ventile für die eine Drehrich-. tung und die andere die für die andere Drehrichtung regelt; die letztere Richtung soll im folgenden der Einfachheit halber als Umkehr- oder Reversierrichtung bezeichnet werden. Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Fig. 1, indem man von Linie 1-1 nach rechts sieht. Die Welle a mit der Daumenbahn wird von der Hauptmaschinenwelle durch ein Zahngetriebe derartig angetrieben, daß sie höchstens eine Umdrehung macht, wenn der Förderkorb die größte Tiefe der Grube erreicht hat. Diese Welle trägt die

beiden Scheiben δ¹ und δ², von denen eine jede mit einer Daumenbahn c¹ für den Dampfzutritt und einer Daumenbahn c² für den Dampfaustritt versehen ist; diese Bahnen werden bei der Drehung ihrer Scheibe von Stiften d¹, d^% abgelaufen, die an den Hebeln e¹, e² sitzen; diese drehen sich um die Zapfen e³, eⁱ und sind an ihren freien Enden mit den Ventilstangen Z"¹, f² verbunden. Es ist ersichtlich, daß bei

ίο Drehung der Welle α in der durch die Pfeile angegebenen Richtung den Stiften d¹, d^% eine bestimmte Bewegung erteilt wird, welche den Ventilen des Maschinenzylinders übermittelt wird, so daß bei entsprechender Formung der Umrisse einer jeden Daumenbahn c¹ und c² die gewünschte besondere. Bewegung den entsprechenden Ventilen übermittelt wird. In der Praxis ist die Belastung der Maschine am größten beim Beginn der Förderung, worauf sie allmählich abnimmt. Demgemäß sind die Daumen so geformt, daß sie die Ventile bis nahe zum Ende des Hubes offenhalten und sie bei jedem Hube mehr schließen, je mehr die Belastung der Maschine abnimmt, so daß also die Abstufung der Daumen der Abstufung der Belastung entspricht. Es sei hervorgehoben,' daß die Daumen auf den Daumenbahnen nicht auf dem ganzen Umfange der Scheibe vorhanden sind, daß vielmehr eine freie Stelle bei c³ und c⁴ gelassen ist, so daß also, wenn die Stifte d¹, d² über diese freien Stellen hinweggehen, sie dem Ventilantriebe keine Bewegung erteilen. Demgemäß wird die Maschine verlangsamt oder stillgesetzt. Dies tritt ein, wenn der Korb sich dem Ende der Förderung nähert, welche alsdann dadurch völlig beendet werden kann, daß der Maschinist die Ventile einstellt, was naturgemäß ein sehr zuverlässiges Schutzmittel gegen ein zu hohes Aufwinden abgibt. Um die Maschine zu reversieren, wird der Ventilantrieb von der Scheibe δ² freigemacht und mit der Scheibe δ¹ in Eingriff gebracht, auf welcher die Daumenbahnen in umgekehrter Weise angeordnet sind. Dies kann in beliebiger Weise entweder selbsttätig oder von dem Maschinisten durch einen Handhebel o. dgl. erfolgen.

Die Fig. 3, 4 und 5 erläutern, wie die Erfindung durch Anordnung der Daumenbahnen auf dem Umfange einer Trommel, einer doppelten Trommel oder einer Reihe von Rädern abgeändert werden kann. In Fig. 3 ist eine doppelte Trommel mit je zwei Daumenbahnen dargestellt, wobei die Daumenbahnen für den Dampf eintritt aus dem Umfange der Trommel &³ und die Daumenbahnen für den Dampfaustritt aus dem Umfange der Trommel δ⁴ herausragen. Fig. 4 ist eine Ansicht der oberen Hälfte der Trommel δ³, wenn man von Linie 2-2 nach rechts sieht, und Fig. 5 eine ähnliche Ansicht der Trommel δ⁴, wenn man von Linie 3-3 nach rechts sieht. Die Daumenbahn c³ auf Trommel δ³ entspricht der Daumenbahn c^B auf Trommel δ⁴ und die Daumenbahn c* auf Trommel δ³ entspricht in gleicher Weise der Daumenbahn c⁶ auf Trommel δ⁴, so daß durch die Übertragung der Hebel und Stifte oder Rollen von der einen zur anderen Seite einer jeden Trommel die Maschine in der an Hand der Fig. % und 2 bereits beschriebenen Weise umgesteuert wird. Auch ist dieselbe Abstufung der Daumenbahnen für den Dampfeintritt vorgesehen, so daß der Dampfzutritt der Belastung entspricht; ebenso sind wieder freie Stellen auf allen Daumenbahnen, um die Dampfzufuhr abzuschneiden, bevor der Korb die Bank erreicht.

Die Fig. 6 und 7 erläutern, wie die Daumenbahnen an einer Stange oder einem Schlitten angebracht sein können, welcher durch Zahneingriff von der Maschine aus bei jeder ganzen Förderung einmal um seine ganze Länge bewegt wird. Fig. 6 ist eine Endansicht und Fig. 7 eine Außenansicht einer doppelten Daumenbahn, wenn man von Linie 4-4 der Fig. 6 nach rechts sieht, wobei die äußeren Teile zur Vereinfachung weggelassen sind. In diesem Falle steht die Daumenbahnwelle α durch ein Zahnrad und eine Zahnstange oder ähnliche Mittel mit der Stange g in Verbindung, welche einen hohlen oder kanalartigen Balken bildet. Auf jeder Außenseite g'¹, g² ist eine Daumenbahn c' für den Dampfeintritt und eine Daumenbahn c⁸ für den Dampf austritt angeordnet, wobei die Bahn c⁷ in derselben Weise und aus demselben Grunde wie die Bahn c¹ der Fig. 1 und 2 abgestuft ist. Die Hebel e⁵ und e^e sind als Winkelhebel dargestellt, die sich um die Zapfen e⁷ und e⁸ auf den Seiten h¹ und h² des Rahmens h drehen; der Rahmen dient hierbei als Grundplatte für den Balken g. Da die Daumenbahnen auf der Seite g¹ des Balkens g in der entgegengesetzten Richtung zu denen auf der Seite g^a angeordnet sind, kann die Maschine durch Unv schaltung der Hebel von ihrem Eingriff mit den Daumenbahnen g¹ zu dem Eingriff mit g² und umgekehrt umgesteuert werden. Die Daumenbahnen enden wieder rechtzeitig, um die Dampfzufuhr abzuschneiden, sobald der Korb oder die Last sich dem Ende der Förderung nähert, wodurch ein zu weites Aufwinden unmöglich gemacht wird. no

Die Fig. 8 bis 11 erläutern, wie die Daumenbahnen spiralig um eine Trommel gelegt werden können, wie also die Daumenbahnen für den Dampfzutritt um die eine Trommel und die Daumenbahn für den Dampf austritt um eine andere Trommel gelegt werden, wie es zweckmäßig ist, wenn die Maschine mit getrennten Ventilen für den Damp feinlaß und -auslaß versehen ist. Fig. 8 zeigt die Trommeln in Endansicht in Verbindung mit dem Ventilgestänge. Fig. 9 ist eine Aufsicht auf die eine Trommel. Fig. 10 und 11 sind Aufsichten auf die Trommeln für die

Dampfzufuhr bzw. für den Dampfaustritt mit den Daumenbahnen ohne alle anderen Teile, wobei zwei getrennte Daumenbahnen auf jeder Trommel zwecks Umsteuerung vorhanden sind; S die Daumenbahnen für den Dampfzutritt c⁹, c¹⁰ auf Trommel b⁵ sind in der bereits beschriebenen Weise, aber in entgegengesetzten Richtungen abgestuft, während die Bahnen c¹¹, c¹² für den Dampfaustritt auf Trommel δ⁶ gleichmäßig sind und so gesetzt sind, daß sie den Daumenbahnen c⁹ bzw. c¹⁰ entsprechen. Die Arme e⁵, e^e bilden zusammen einen Hebel, dessen einer Arm e⁵ sich längs seines Drehzapfens bewegen kann, so daß er sich über die ganze Länge der Trommel bewegt, während der andere Arm e⁶ an dieser Bewegung nicht teilnimmt, sondern nur hin und her schwingt, und zwar um denselben Drehzapfen und mit demselben um einen Betrag, der den gleichen Bewegungen des Armes e^b entspricht, die durch die Daumen hervorgerufen werden. Der Drehzapfen / kann in irgendeiner beliebigen Weise getragen werden, so daß die Hebelarme e⁵ auf seiner Länge parallel zur Trommelachse gleiten können. Der Stift oder die Reibungsrolle d^s wird durch ein Gewicht 0. dgl. in Berührung mit ihrer Daumenbahn gehalten, wobei die Längsbewegung der Rolle derartig erteilt wird, daß sie der Linie ihrer Daumenbahn bei Drehung der Trommel folgen kann. Wenn also beispielsweise jede Daumenbahn auf einer Trommel von 6 Zoll Steigung angebracht ist, würden die beiden Daumenbahnen als eine Schraube mit doppeltem Gewinde von 3 Zoll Steigung erscheinen, und der Hebelarm e⁵ würde bei jeder Umdrehung der Trommel längs der Stange / sich um 6 Zoll verschieben.

Damit die Längsbewegung des Hebelarmes e^B genau mit dem Vorrücken der Daumenbahn, auf welcher er läuft, übereinstimmt, ist beispielsweise eine Schraube k mit einfachem oder doppeltem Gewinde auf dem Umfange der Trommel ausgearbeitet, welche dieselbe Steigung wie die Spirale der Daumenbahn besitzt; auch können die Daumenbahnen selbst als Schraube, welche die Bewegung des Hebelarmes führt, dienen. Geeignete Gleitstücke können in die Schraube \ oder zwischen die Daumenreihen eingreifen, so daß sie für die Bewegung der Hebel längs der Trommel eine Führung abgeben. Auch könnte eine getrennte Schraubenwelle mit geeigneter Steigung und entsprechendem Vorgelege, so daß sie zusammen mit dem Hebel β⁵ und mit der richtigen Gesch windigkeit umläuft, für denselben Zweck benutzt werden, wobei eine derartige Welle zweckmäßig von der Trommelwelle aus angetrieben wird.
Die Maschine wird durch Umlegung des Stiftes oder der Rolle von der einen Daumenbahn auf die andere umgesteuert, indem man den Hebel der Länge nach in bezug auf die Trommel bewegt, oder wenn man eine besondere Antriebsschraube verwendet, kann. die Trommel in bezug auf den Hebelarm bewegt werden. Die letztere Methode des Umsteuerns läßt sich in gleicher Weise auf die verschiedenen, bereits oben erwähnten Ausführungsarten anwenden, nur daß sie bei dem Beispiele nach Fig. 6 und 7 nicht zweckmäßig sein dürfte.

Anstatt getrennte Trommeln für den Antrieb der Dampfeintritts- und -austrittsventile zu verwenden, können auch alle vier Bahnen über dieselbe Trommel gewickelt sein, wodurch an Stelle des zweifachen Systems ein vierfaches System von Schrauben entsteht. In allen Fällen endet die Schraube früher wie die Förderung, um den Dampf abzuschneiden.

Die Fig. 12 und 13, welche eine ähnliche Type wie die Fig. 3, 4 und 5 darstellen, wo sich näm-Hch die Daumenbahnen auf dem Umfange befinden, erläutern, wie eine einzige Daumenbahn anzuordnen ist, um die Ventile sowohl für den Dampfeintritt als für den -austritt zu betätigen. Fig. 12 zeigt zwei Scheiben, die auf einer Welle zwecks Umsteuerung angeordnet sind, währendjFig. 13 eine halbe Ansicht darstellt. Wenn bei einer derartigen Anordnung der Hebel e, der den Stift oder die Rolle d, welche die Daumenbahnen abläuft, trägt, in der Mitte, wie in Fig. 13 dargestellt, sich befindet, sind alle Ventile geschlossen. Wenn die Daumenbahn sich dreht, bewegt sich der Hebel aus dieser mittleren Stellung heraus nach innen oder nach außen, wobei die erste Lage bei seiner Bewegung nach beiden Richtungen das Dampfaustrittsventil für das eine oder andere Ende des Zylinders öffnet, wie durch die gestrichelten Linien L-L angedeutet, und zwar öffnet diese Bewegung den Dampfaustritt so weit, daß eine genügende Voreilung erzielt wird, entsprechend der Geschwindigkeit, mit welcher die Maschine laufen soll; hierbei ist die Öffnung im allgemeinen weit offen oder fast, offen. Eine weitere Bewegung des Hebels nach den gestrichelten Linien M-M veranlaßt die Öffnung des Dampfventils für das andere Ende des Zylinders. Eine weitere Bewegung der Daumenbahn bringt den Hebel in eine der Lagen L wieder zurück, wodurch no die Dampfzufuhr abgeschnitten wird, während das entsprechende Dampfaustrittsventil offen bleibt . bis fast zum Ende des Hubes. Die Bewegung des Hebels beginnt dann von neuem, schließt zunächst den Dampf austritt, öffnet dann den entgegengesetzten, und das Spiel erneuert sich dann so oft, als Daumen zur Betätigung des Hebels vorhanden sind. Der Punkt des Hubes, bei welchem der Dampf abgeschnitten wird, kann durch Veränderung der Form der Daumen etwas verschoben werden. Eine derartige Gestaltung der Daumenbahn

ist für Maschinen mit jedem beliebigen Ventil geeignet; wenn jedoch getrennte Ventile für den Dampfeintritt und -austritt vorhanden sind, muß eine derartige Nacheilung bei den

. 5 Einlaßventilen oder bei dem zu ihier Betätigung dienenden Getriebe vorgesehen sein, daß die Auslaßventile in dem erforderlichen Maße geöffnet werden, bevor die Einlaßventile sich zu öffnen beginnen.

ίο Wenn ein einziges Ventil, wie beispielsweise ein Schieberventil, sowohl für den Einlaß wie für den Auslaß dient, muß an der Einlaßseite die erforderliche Voreilung vorgesehen sein, damit der Auslaßkanal sich in dem erforderliehen Umfange öffnet, bevor der Einlaßkanal am anderen Ende des Zylinders sich zu öffnen beginnt.

Eine derartige Form der Daumenbahn, welche sowohl die Einlaß- wie auch die Auslaßventile durch einen einzigen Hebel regelt, kann auf der Umfläche von Scheiben nach Fig. 1 und 2 auf einer Gleitstange nach Fig. 6 und 7 angeordnet oder spiralig um eine Trommel nach den Fig. 8 bis 11 gewickelt und schließlich auch auf dem Umfange einer Trommel nach Fig. 12 und 13 angebracht sein.

Was für eine Form von Daumenbahnen man wählt, und wie man sie auch immer antreiben mag, stets werden die Daumen für eine oder mehrere Umdrehungen der Maschine ausgelassen für den Zeitpunkt, wo der Korb sich der Bank nähert, um die Geschwindigkeit der Maschine zu vermindern oder sie stillzusetzen.. Wenn die Bahn spiralig rund um eine Trommel gewickelt ist und nur zwei Bahnen erforderlich sind, so ist nur eine einzige Trommel nötig, und die beiden Bahnen werden auf ihr wie eine Doppelschraube angeordnet.

In der Beschreibung und in den Zeichnungen war angenommen, daß das Getriebe zum Antrieb der Ventile eines einzigen Zylinders dient; wenn jedoch mehrere Zylinder vorhanden sind, sind auch verschiedene Daumenbahnen für jeden Zylinder vorzusehen, oder dieselben Daumenbahnen können für beide Zylinder dienen, indem man einen zweiten Satz von Hebeln anordnet, welche Stifte, Rollen oder Gleitstücke tragen, die mit den Daumen in Berührung stehen; hierbei muß die Entfernung des zweiten Satzes von dem ersten genau gleich der Entfernung sein, welche dem Winkel zwischen den Kurbeln entspricht.

Claims (2)

Patent-An Sprüche:

1. Ventilsteuerung für Darnpffördermaschinen, bei der die Ventile, ausgenommen gegen Ende des Förderhubes, von einer Daumensteuerung beeinflußt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Daumen reihenweise auf einer während des ganzen Förderhubes nur einen Hub oder eine Umdrehung zurücklegenden Stange oder Scheibe angebracht sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites System von Daumenreihen abwechselnd mit dem ersten durch eine entsprechende Übertragungsvorrichtung zwecks Umsteuerung der Maschine ein- und ausgeschaltet wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.