DE50235C

DE50235C - Steuerung von Maschinen mittelst des Arbeitskolbens.

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Publication number: DE50235C
Application number: DENDAT50235D
Authority: DE
Original assignee: K. & TH. MÖLLER in Kupferhammer bei Brackwede, Westfalen.
Anticipated expiration: 1909-01-17

Description

HES

PATENTAMT

Die. im Nachstehenden beschriebene Steuerung hat mit der unter No. 39953 und den hierzu gehörigen Zusatz-Patenten geschützten Steuerung das gemein, dafs sie auf der nur hin- und hergehenden Bewegung eines hohlen Arbeitskolbens beruht.

Die vorliegende neae Steuerung unterscheidet sich von der ebengenannten patentirten Steuerung dadurch, dafs sie aufser dem die Steuerung bewirkenden Arbeitskolben noch mit Steuerungskolben (Kolbenventilen) versehen ist, welche durch den Arbeitskolben mittelst Dampf, Luft, Gase bewegt werden. Diese Steuerungskolben beeinflussen neben dem Arbeitskolben dieDampfvertheilung und somit den Gang der Maschine. Da der gespannte Wasserdampf der gewöhnliche Repräsentant der expandirenden Körper ist, so soll im Folgenden immer nur von Dampf die Rede sein. Diese Steuerungskolben können senkrecht geneigt oder parallel zu der Arbeitskolbenachse angeordnet sein, sie können oben und unten oder seitlich am Dampfcylinder angebracht werden. Die Steuerungskolben können entweder nur für den Eintritt des Dampfes oder für Eintritt und Austritt vorgesehen sein, sie können von einander getrennt arbeiten oder mit einander verbunden sein.

Ferner können die Steuerungskolb.en direct als Dampfabschlufs- und Vertheilungsorgane wirken, oder sie können mit Ventilen (einfachen Teller-, Kugel-, Doppelsitz- oder Haufoenventilen) oder Schiebern verbunden sein und ,dadurch die Steuerung bewirken.

Alle diese Combinationen sind nur als Modificationen derselben zu betrachten. Vier solcher Variationen sollen im Folgenden näher beschrieben werden.

Die in Fig. 1 bis 4 dargestellte Construction zeigt Steuerungskolben, deren Achse senkrecht zur Arbeitskolbenachse steht.

Die Steuerung besteht aus dem hohlen Arbeitskolben JS, den beiden Steuerungskolben h und h\ welche hier in Verbindung mit Ventilen i und i^l und einer Schraubenfeder gezeichnet sind, und den Dampfwegen b m m^l für den Eintritt und d bis d'" für den Austritt des Dampfes.

Die Wirkungsweise dieser Steuerung ist folgende :

Der Kolben B ist in seiner Todtpunktlage links gezeichnet. Der vom Kessel kommende Dampf strömt durch den Stutzen α und den in der Cylinderwandung angebrachten Kanal in den Hohlraum' des Kolbens B. Bei der dieser Endstellung vorhergehenden Bewegung des Kolbens nach links strömt, wenn die Kolbenkanalkante 2 die Kante 1, Fig. 1, überläuft, Dampf .durch m in den Ventilraum zwischen i und h, derselbe hebt aber noch nicht das Ventil, weil sieh der Druck zwischen Kolben h und Ventil i ausgleicht. Sobald aber die Kolbenkante 2 die Kante 3 des Hohlraumes unter Ventil i erreicht, hebt der aus Kolben B tretende Dampf das Ventil i, ;und es schliefst sich erst wieder, nachdem bei der Bewegung des Kolbens B nach rechts die Kolbenkanalkante 2 die Kante 1 des Cylinderkanals überschritten hat; jetzt beginnt die Expansion des Dampfes. Der Dampfaustritt erfolgt, wenn der Kolben B die Ausströmungskanäle d^d'", Fig. 3, überschreitet.

Sobald nun die Kante 4 des Kolbens B über die Kante 5 tritt, öffnet sich das Ventil i¹, und bei der demnächst beginnenden Bewegung des Kolbens nach links findet dasselbe in umgekehrter Folge statt.

Der Steuerungskolben h bewegt in der Zeichnung (Fig. 1) ein Tellerventil i, aber der Kolben kann auch, wie bereits oben angeführt, mit einem Hauben- oder einem Doppelsitzventil oder einer anderen bekannten Form eines Ventils verbunden sein. Der Steuerkolben kann statt durch die in Fig. 1 gezeichnete Schraubenfeder auch durch einen Luft- oder Gummibuffer u. s. w. niedergedrückt werden.

In den Fig. 5 bis 8 ist die zweite Variation der anfangs gekennzeichneten Steuerung dargestellt und laufen hierbei die Steuerkolbenachsen parallel zur Arbeitskolbenachse. Statt parallel zu laufen, können dieselben auch geneigt angeordnet sein.

Die in Fig. 5 bis 8 dargestellte Steuerung besteht aus denselben Theilen wie die in Fig. 1 bis 4 dargestellte, nur fehlen die Ventile, und die Steuerungskolben beeinflussen direct den Dampfeintritt.

Die Wirkungsweise ist wie folgt:'

Der gespannte Dampf strömt durch α und b in den hohlen Arbeitskolben B, der in seiner linken Endstellung gezeichnet ist. Der Steuerkolben h befindet sich alsdann in seiner rechten Endstellung, wobei der frische Dampf durch Kanal m an dem Kolben h vorbei weiter durch Kanal i hinter den Arbeitskolben b strömt, bis bei der Bewegung desselben nach rechts, wo die Kolbenkante 2 die Cylinderkante 11 überschreitet, der Dampf abgeschnitten wird ■ und die Expansion im Arbeitscylinder beginnt. Gleichzeitig wird durch die im Kolben h angeordnete Schraubenfeder dieser Kolben in seine linke Anfangsstellung zurückgezogen, weil der Druck auf dessen Ringraum aufhört. Bei der weiteren Bewegung des Arbeitskolbens B nach rechts und kurz vor Ende seines Hubes findet die Voreinströmung dadurch statt, dafs die Kolbenkante 2¹ über die Cylinderkante i¹ tritt. Gleichzeitig strömt Dampf aus dem Kolben B durch Kanal z'¹ auf die Ringfläche des Steuerungskolbens Ti¹., denselben nach links schiebend und Kanal m¹ freilegend; es findet dann so länge Zuströmung frischen Dampfes hinter den Kolben B bei seiner Bewegung nach links statt, bis derselbe durch seine Kante 2¹ die' Kante 11^] des Kanals m¹ überschreitet. Der Austritt des Abgangdampfes wird durch den Kolben B geregelt. Derselbe findet durch d d'" bei der Rechtsbewegung von B und durch d¹ d" bei der Linksbewegung statt. Ueberdeckt B die Dampfabgangskanäle, so beginnt die Compression.

Die dritte Variation ist in den Fig. 9, 10 und 11 dargestellt. Diese Construction unterscheidet sich von der in Fig. 5 bis 8 dargestellten dadurch, dafs die mit ihrer Achse parallel zur Arbeitskolbenachse liegenden Steuerkolben mit einander zu einem Hohlkörper h h verbunden sind, welcher auch entgegen der vorher beschriebenen Construction die Auslafskanäle regulirt. Der frische Dampf wird durch das Rohr α zugeführt und tritt durch den in der Cylinderwand befindlichen Kanal b in den hohlen Arbeitskolben jB. In der in Fig. 9 gezeichneten Linksstellung des Arbeitskolbens B ist der Steuerungskolben h h durch den aus dem Hohlraum des Kolbens B getretenen Dampf nach rechts getrieben, hierdurch der Kanal m und der Auslafskanal ff" freigelegt, dagegen der zweite Einlafskanal m^l und Auslafskanal /¹Z" überdeckt. Tritt nun der Kolben B seine Bewegung nach rechts an, so wird so lange Füllung stattfinden, bis die Kolbenkante 2 die Kante 11 des Kanals m überschreitet. Auf der vorderen Seite des Kolbens währt die Ausströmung durch //" und das Auspuffrohr g so lange, bis die Kolbenkante 5 über den Auslafskanal f tritt und darauf die Compression beginnt.

Ehe der Kolben nun in seiner Endstellung rechts anlangt, und sobald Kante 2¹ des Kolbens B die Kante 1^x des Kanals i¹ überschreitet, wird der aus B tretende Dampf, auf die Ringfläche des Kolbenschiebers h wirkend, letzteren nach links werfen; hierdurch wird Austrittskanal f" und Einlafskanal m¹ frei und die Füllung dauert während der nun beginnenden Bewegung des Kolbens B nach links wieder so lange, bis die Kolbenkanalkante 2¹ die Kante ii^l des Kanals m¹ überschreitet.

Mit dem Kolbenschieber h sind noch durch die Stangen c und c¹ die kleinen Bufferkolben d und d^l verbunden. Dieselben haben den Zweck, den Stofs des Steuerungskolbens h h zu mindern, wenn derselbe durch den auf ihn wirkenden Dampf von der einen auf die andere Seite geworfen wird. An Stelle der gezeichneten Luftbuffer können auch Federn u. s. w. genommen werden.

Die vierte Variation ist in Fig. 12 und 13 dargestellt. Bei dieser Construction erfolgt der Eintritt frischen Dampfes durch die hohle Kolbenstange. Der vom Kessel kommende directe Dampf strömt durch das Rohr a α in die zu beiden Enden des Dampfcylinders angeordneten kleinen Schieberkasten b und b¹, zugleich auch durch das Rohr k in das Rohr 5 und somit durch die hohle, hinten offene Kolbenstange ρ in den Arbeitskolben B. Der Kolben ist in seiner linken Endstellung gezeichnet, seinen Weg nach rechts beginnend. Der Dampf tritt in den Cylinder durch den linken Eintrittskanal c; der rechte Eintrittskanal c¹ ist geschlossen, der linke Auslafsschieber i" hat den Ausströmungskanal c¹ geschlossen, der

Claims

rechte V" den Austrittskanal freigelegt. Ueberschreitet die Kante des Arbeitskolbens B die kleine Bohrung ι im rechten Cylinderende, so strömt aus B durch Dampfweg ι frischer Dampf hinter den Steuerungskolben d'", denselben nach links schiebend und dadurch bewirkend , dafs der Schieber V" den Ausstfömungskanal g im rechten Cylinderende schliefst und der Schieber i" den Kanal c" öffnet. Es kann somit der auf den Kolben B während seiner Bewegung nach rechts wirksam gewesene Dampf durch den Kanal c" und das Ausblaserohr g ausströmen; je nachdem die Bohrung ι angeordnet wird, kann ein gröfserer oder geringerer constanter Compressionsgrad erreicht werden.

Der Knaggen χ begrenzt die Bewegung der Auslafsschieber i" und V" durch die elastischen Stofsscheiben-y undy¹; statt dieser kann auch an der über d" verlängerten Kolbenstange ein Buffer angebracht werden.

Je nach dem zu erzielenden Füllungsgrad wird mittelst einer hier nicht gezeichneten, selbstthätig variablen Vorrichtung, je nach Stellung des Regulators bei einer bestimmten Stellung des Kolbens B Dampf vor den Kolben m, der einen gröfseren Durchmesser wie d^l hat, durch die Oeffnung 3 gegeben, und da dieser ebenfalls wie der Kolben d mit dem Schieber c¹ verbunden ist, so wird durch Linksbewegung des Schiebers i der Einströmungskanal c geschlossen, wodurch die Expansion beginnt. .

Diese selbstthätig variable Absperrvorrichtung kann eine der bekannten sein.

Ueberschreitet der ständig mit Dampf gefüllte Raum 0 des Kolbens B die Bohrung 2, so tritt Dampf durch Rohr 2 hinter den kleinen Kolben d des rechten Einlafsschiebers i¹, denselben nach links werfend und dadurch den Einströmungskanal c¹ öffnend.

Bei der Bewegung des Kolbens von links nach rechts findet Analoges in umgekehrter Folge statt.

Patenτ-Ansprüche:

i. Neuerung für Kraftmaschinen oder Hämmer,' welche mit expansiblen Medien (statt deren der Kürze halber stets »Dämpfe« gesagt ist) betrieben werden, bestehend aus einem mit Dampf gefüllten Arbeitskolben B, der mit der Dampfzuleitung durch den Kanal b (Fig. ι bis 11) oder ρ (Fig. 12 und 13) in steter Verbindung ist, und den durch diesen Arbeitskolben gesteuerten Steuerungskolben la h¹ (Fig. ι bis 11) und dd¹ (Fig. 12 und 13), die ohne maschinellen Antrieb durch Dampf bewegt werden, indem der Arbeitskolben B durch Vermittelung der in Fig. 1 bis 4 durch die gleichnamigen Ventile geschlossenen oder der in den Fig. 5 bis 11 offenen Kanäle

und m m¹, sowie der Kanäle

i, 2, i¹, 2¹ (Fig. 12 und 13) die Steuerungskolben steuert, während diese wiederum den Arbeitskolben B durch Vermittelung der eben genannten Kanäle steuern.
Bei der im Anspruch 1. gekennzeichneten Steuerung die Verwendung der Steuerungskolben entweder direct ohne Zwischenorgane (Fig. 5 bis 11), indem die Steuerungskolben h h¹ selbst den Dampfeintrittsabschlufs bezw. den -Austritt bewirken, oder aber mittelst Bewegung von Ventilen i V-(Fig. ι bis 4) oder Schiebern i bis V" (Fig. 12 und 13J den Arbeitskolben steuern, und zwar entweder den Einlafs allein (Fig. ι bis 8) oder Ein- und Auslafs (Fig. 9 bis ι 3) beeinflussen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.