DE92370C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

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.

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.

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.

In beiliegenden Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand veranschaulicht, und zwar stellt

Fig. ι den vorliegenden Mechanismus in seiner Gesammtheit dar, während

Fig. 2 die Vertheilungsvorrichtung in schematischer Ansicht wiedergiebt.

Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform dieses Mechanismus für die Anwendung desselben auf unter höherem Druck arbeitende Maschinen.

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.

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.

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.

Die geringste Dampfeinströmung entspricht der gröfsten Schieberbewegung. Um die Dampf-

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.

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.

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.

In Fig. ι ist der vorliegende Vertheilungsmechanismus beispielsweise auf eine Lokomotive von folgenden wesentlichen Gröfsenverhältnissen angewendet gedacht:

Kolbenhub 0,610 m,

Länge der Pleuelstange 1,960 m,

Länge der Excenterstangen 1,200 m,

Länge der Coulisse ' 0,450 m,

Aufkeilungswinkel der Excenter ... 27 °,

Excenterradius 0,085 rn,

äufsere (Gesatnmt-) Deckfläche des

Schiebers 0,036 m,

innere (Gesammt-) Deckfläche des

Schiebers 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.

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.

Die zwischen den Dampfzuströmungen AV und AR an den Kolbenfiächen herrschenden Unterschiede sind auf die Schrägstellung der Excenterstangen und der Antriebskurbel zurückzuführen.

Die Phasen der Rückwärtsbewegung sind, mit Ausnahme der von der Schrägstellung des Coulissengelenkes und der Schieberverbindungsstange herrührenden Unterschiede, symmetrisch und analog.

Gang ab

Mittlere Entfer nung des Gleit- backen- centrums vom Cou- lissen- centrum in Milli metern

Linearer Gang des Schie bers in Milli metern

AV

Gang in Milli metern

der Platte

Maximal öffnung der Kanäle während der Zu strömung in Milli metern

AV

Perioden der Vertheilung, gemessen in Millimetern während des Kolbenhubes

AV

Expan sion

AV

vor dem Ent weichen

AV

Ent weichen

AV

Com pression

AV

Rück wärtsbe wegung

AV

schnitte

144 95 81 74

AR

6 6 6 6 6

des Schiebers

48 48 48 48 48

AR

20 20 20 18 15

Zuströ mung

*5 55 92 152 400

AR

580 549 510 448 198

AR

5 6 8 IO 12

AR

534 500 479 457 440

AR

74 99 128 149 165

AR

I 2 3 4 5

6 6 6 6 6

114 96 84 76 70

20 20 20 20 ■7

AR

567 534 492 433 211

8 12 18 26 33

574 552 520 488 470

35 57 89 121 138

I I I I 2

I 2 3 4 5

35 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.

Claims (2)

Pa tent-Ansprüche:

1. Doppelschiebersteuerung mit Gangwechsel und hoher Expansion für Lokomotiven, Schiffs- und andere Dampfmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dafs nur der Schieberverbindungspunkt (I) auf der Coulisse (G H) verschiebbar, der Expansionsplattenverbindungspunkt (L) aber in der Coulissenmitte fest gelagert ist, derart, dafs man, um den Dampfeinlafs zu vermehren, die Schieberpleuelstange gegen die Coulissenmitte hinzuführen hat, und dafs man bei verringerter Dampfeinströmung und bedeutend vergröfserter Expansion eine Verringerung der Voreilung für die Entweichung, eine Vergröfserung der Zeitdauer der Entweichungsöffnung und eine Verminderung der Compression erzielt.

2. Eine Doppelschiebersteuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs der stets zwischen denselben Hubgrenzen bewegte Expansionsschieber einen ringförmigen, mit seiner oberen Fläche an der Dampfkastendeckelinnenseite gleitenden und mit einer der Durchbohrung (b) des Schieberrückens entsprechenden Bohrung (e) versehenen Druckausgleicher (C) enthält, der sowohl die Reibung des Expansionsschiebers auf dem Grundschieber, als auch die des Grundschiebers (A) auf dem Schieberspiegel vermindert. ' .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.