DE251822C

DE251822C -

Info

Publication number: DE251822C
Application number: DENDAT251822D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT,

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14/. GRUPPE

Kraftmaschinensteuerung. Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Dezember 1910 ab.

Die Erfindung betrifft eine Kraftmaschinensteuerung und besteht darin, daß das Einlaßorgan, welches in bekannter Weise ständig das Bestreben hat, sich zu öffnen, mit einem Kolben versehen ist, der mit einer unter veränderlichem Druck stehenden Regelkammer in Verbindung steht, derart, daß der dort auf den Kolben ausgeübte Druck die auf Öffnung des Einlaßorganes wirkende Kraft vergrößert

ίο oder verkleinert. Die Erfindung ist besonders geeignet und bestimmt für Kraftmaschinen der durch die Patentschrift 76651 bekannt gewordenen Art, d. h. für Kraftmaschinen, bei welchen das treibende Mittel durch ein Organ eingelassen wird, welches ständig das Bestreben hat, sich zu öffnen und sich unter der Einwirkung der Druckverhältnisse, die der fortschreitende Kolben erzeugt, selbsttätig schließt.

Bei diesen Maschinen wurde die Änderung der Füllung bisher durch Vergrößerung oder Verkleinerung des Hubes des Einlaßorganes bewirkt. Mit anderen Worten, der anfängliche Durchgangsquerschnitt der Einlaßöffnungen wurde vergrößert oder verkleinert, so daß der Zeitpunkt, bei welchem der zum Schluß des Einlaßorganes hinreichende äußere Überdruck sich einstellte, früher oder später eintrat.

Bei dieser Art der Steuerung ist man in der Bemessung des normalen Hubes des Einlaßorganes oder, was dasselbe bedeutet, in der Bemessung der normalen Höhe der Einlaßöffnungen beschränkt, da die Regelung bei sehr kleinen Normalhuben bzw. sehr kleiner Höhe der Einlaßöffnungen unsicher wird.

Die neue Steuerung ermöglicht es, daß der Hub des Einlaßorganes bei allen Füllungen gleich groß gehalten werden kann. Die Steuerung ist daher in gleicher Weise verwendbar für sehr kleine Hubhöhen (z.B. ^x/₂ mm und weniger), wie sie unter Umständen angebracht ist, wenn Ventile als Einlaßorgane benutzt werden, als auch für größere Hubhöhen, wie sie z. B. zur Anwendung kommen können, wenn Kolbenschieber als Einlaßorgane benutzt werden. Bei Kolbenschiebern als Einiaßorgane kommt noch der Vorteil hinzu, daß der Hub größer sein kann als die Höhe der Einlaßöffnungen.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung zur Darstellung gebracht.

Fig. ι zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch die erste Ausführungsform und Fig. 2 einen entsprechenden Längsschnitt durch die zweite Ausführungsform.

Bei dem in Fig. ι dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Einlaßorgan ein Ringventil verwendet, α ist der Dampf zylinder, b der Kolben der Maschine. Der Dampfzylinder ist mit Auslaßöffnungen a¹ versehen, die durch den Kolben b gesteuert werden. Im Deckel des Dampfzylinders befindet sich eine ringförmige Einlaßöffnung a², die durch ein in der Dampfeinlaßkammer d liegendes Ringventil c gesteuert wird. Letzteres ist mit einem hohlen Kolben f versehen, dessen Inneres mit der Einlaßkammer d in dauernder Verbindung steht. Der Kolben f gleitet in einer zylindrischen Kammer e, die im folgenden Regelkammer genannt wird. Die Einlaß-

kammer d und die Regelkammer sind durch einen Kanal g, dessen Durchflußquerschnitt durch eine Schraube g¹ verändert werden kann, miteinander verbunden. Im Deckel der Regelkammer e ist ein Rohr h befestigt, welches die Regelkammer mit der äußeren Luft, einem Dampfsammler o. dgl. verbindet. In dieses Rohr ist ein Druckregler eingeschaltet, der aus einer mit einem Ventilkegel i¹ versehenen

ίο Schraubenspindel i und einem mit einer Bohrung i² versehenen Gehäuse i^s besteht. Die ' Schraubenspindel i besitzt einen Arm i⁴, der durch einen Regulator oder in Ermangelung eines solchen von Hand bewegt werden kann.

Durch den Kanal g, die Regelkammer e und das Rohr h fließt ständig in der Richtung der Pfeile eine geringe Menge Frischdampf hindurch, dessen Spannung durch den Druckregler

ι,ϊ

geregelt wird.

Der im Innern des hohlen Kolbens f wirkende Druck des Frischdampfes sucht das Ventil c ständig von seinem Sitz abzuheben. Diesem Druck wirkt der in der Regelkamraer e auf den Kolben wirkende Druck entgegen. Die Abmessungen der wirksamen • Kolbenfläche sind so gewählt, daß die Differenz zwischen dem Druck der Einlaßkammer d und demjenigen der Regelkammer e gering gehalten werden kann.

Bei der Bewegung des Kolbens b der Maschine von der Dampfeintrittseite nach der Auslaßseite zu findet in den Durchflußöffnungen des Ventils eine Drosselung des Eintrittsdampfes statt, die mit wachsender Kolbenge- schwindigkeit zunimmt. Infolgedessen entsteht im Zylinder ein geringerer Druck als in der Einlaßkammer. Sobald der Unterschied . des Druckes vor und hinter dem Ventil genügend groß ist, um die auf Öffnung des Ventils wirkende Dampfkraft zu überwinden, schließt sich das Ventil und bleibt während der Expansion und des Auspuffes geschlossen. Es bleibt auch noch während eines Teiles des Rückganges des Kolbens geschlossen und öffnet sich erst wieder, wenn der Kompressionsdruck eine gewisse Höhe erreicht hat.

Wird der Arm i⁴ des Druckreglers so gedreht, daß der Durchgangsquerschnitt in der Bohrung i² des Gehäuses V' kleiner wird, so steigt der Druck in der Regelkammer e. Infolgedessen wird die Kraft, die das Ventil zu öffnen sucht, geringer. Dieses wird daher früher geschlossen werden als vorher, und die Füllung wird kleiner.

Wird der Arm ι'⁴ des Druckreglers in umgekehrtem Sinne gedreht, so verringert sich der Druck in der Regelkammer e. Die Kraft, die das Ventil zu öffnen sucht, wird größer, und das Ventil schließt sich später, was eine Vergrößerung der Füllung zur Folge hat.

Statt besondere Bohrungen g anzuordnen, kann man die Verbindung zwischen der Regelkammer e und der Einlaßkammer d auch durch entsprechende Vergrößerung des Spieles zwischen dem Kolben und der/zylindrisehen Wandung der Regelkammer e herstellen.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Dampfeinlaß durch einen Kolben m gesteuert. Dieser gleitet in einer im Zylinderdeckel angeordneten zylindrischen Bohrung 0, die nach dem Zylinderinnern zu offen ist. Durch Kanäle p kann der Dampf aus der Einlaßkammer d in die Bohrung 0 und von dort in den Dampfzylinder a eintreten. Der obere Teil der Bohrung 0 bildet eine Kammer o¹, die durch einen Kanal o² dauernd mit der Einlaßkammer d verbunden ist. Mit dem Steuerkolben m ist der Regelkolben f verbunden. Dieser gleitet in einer zylindrischen Kammer e und steht durch eine Stange η mit einem Luftkatarakt r, r¹ in Verbindung. Der Kanal g verbindet wie bei dem vorher beschriebenen Beispiel die Regelkammer e mit der Einlaßkammer, und das Rohr h dient zur Ableitung des Dampfes aus der Regelkammer. In der Rohrleitung h befindet sich wiederum der Druckregler, der indessen auf der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Wenn der Steuerkolben m die aus der Zeichnung ersichtliche Lage einnimmt, sucht der auf seine Unterseite wirkende Frischdampf ihn in seiher höchsten Lage zu halten. Dem wirkt der in der Kammer o¹ befindliche Frischdampf und der in der Regelkammer e befindliche Dampf von verminderter Spannung entgegen. Die Abmessungen sind so gewählt, daß der auf der Unterseite des Steuerkolbens wirksame Druck überwiegt. Die Wirkung dieser Steuerung entspricht genau derjenigen der vorher beschriebenen.

Bewegt sich der Kolben b der Maschine von der Dampfeintrittseite nach der Dampfauslaßseite, so findet in den Kanälen p eine . Drosselung des Eintrittsdampfes statt, die mit wachsender Kolbengeschwindigkeit zunimmt. Sobald der Druck im Dampfzylinder so weit vermindert wird, daß der in den Kammern o¹ und e auf den Kolben m, f ausgeübte Druck den auf der Unterseite des Kolbens wirksamen Druck überwindet, wird der KoI-ben in die mit Strichpunktlinien angedeutete Lage bewegt, in welcher er die Einlaßkanäle p abschließt. Durch den Kompressionsdruck wird der Kolben wieder gehoben. Der Luftkatarakt r, r¹ dient dabei zur Begrenzung des Hubes des Kolbens m, f.

Die Art der Regelung der Füllung entspricht genau derjenigen der vorher beschriebenen Ausführungsform.

Es ist klar, daß die Erfindung nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Insbesondere ist die Form des

Regelkolbens f, der z. B. auch ein Membrankolben sein kann, durchaus unwesentlich. Ferner braucht die auf Öffnung des Einlaßorganes wirkende Kraft nicht dem Treibmittel der Maschine entnommen zu werden, sondern man kann dazu eine Feder verwenden oder aber beide Kraftmittel vereinigen.

Es ist auch nicht erforderlich, als Druckmittel in der Regelkammer e das Treibmittel ίο der Maschine zu verwenden, sondern es kann jedes beliebige andere unter Druck stehende Fluidum für diesen Zweck benutzt werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Kraftmaschinensteuerung, bei welcher das treibende Mittel durch ein Organ eingelassen wird, welches ständig das Bestreben hat, sich zu öffnen und sich unter der Einwirkung der Druckverhältnisse, welche der fortschreitende Arbeitskolben erzeugt, schließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßorgan der Maschine mit einem Kolben (f) versehen ist, der mit einer unter veränderlichem Druck stehenden Regelkammer (e) in Verbindung steht, derart, daß der dort auf den Kolben ausgeübte Druck die auf Öffnung", des Einlaßorganes wirkende Kraft vergrößert oder verkleinert.
2. Kraftmaschinensteuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Regelkammer (e) durch ein in Strömung befindliches Fluidum vermittelt wird, dessen Spannung durch einen in der Ableitung oder in der Zuleitung angeordneten Druckregler geregelt werden kann.
3. Kraftmaschinensteuerung nach Anspruch ι und 2, bei welcher das Treibmittel der Maschine zur Erzeugung des in der Regelkammer herrschenden Druckes benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelkammer (e) durch einen Kanal (g) mit der Kammer (d) des Einlaßorganes in Verbindung steht.
4. Kraftmaschinensteuerung nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Regel-. kammer (e) und der Kammer (d) des Einlaßorganes durch entsprechende Bemessung des Spielraumes zwischen dem Regelkolben (f) und der Wandung des Zylinders, in welchem er gleitet, hergestellt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.