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Dampfmaschinensteuerung mit umlaufenden Drehschiebern Bei Dampfmaschinen
ist es bekannt, umlaufende, mit Schlitten versehene Steuerungsglieder, wie Scheiben
oder Trommeln, zu verwenden, durch deren Relativverschiebung eine Füllungsänderung
eintritt. Bei den bekannt gewordenen Steuerungen dieser Art strömt der Dampf aber
nur nach einer Seite, so daß die Steuerungsglieder wechselnd einseitig belastet
sind, sich mit der Zeit urrund schleifen und dann nicht mehr betriebssicher sind.
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Die vorliegende Erfindung vermeidet diesen Nachteil, indem sie den
Dampfaustritt aus' den Steuerungsorganen in die Zylinder . doppelseitig ausbildet,
so daß die Lager in allen Fällen entlastet sind und damit eine für höchste Drücke
und höchste Geschwindigkeiten betriebssichere Steuerung erzielt ist. Dies wird erreicht,
indem zwei mit Schlitzen versehene, konzentrisch angeordnete, sich gleichförmig
drehende zylindrische Körper, durch die der Dampf radial strömt, als Steuerorgane
verwendet werden, durch deren Relativverdrehung die Füllung geregelt wird.
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Ein weiterer Teil der Erfindung besteht darin, daß die Dampfzu- und
-abfuhr bei den Drehscheiben durch je zwei senkrecht zur Drehscheibenachse einander
gegenüber angeordnete Rohre erfolgt, die in einem ortsfesten Gehäuse beweglich und
druckentlastet vorgesehen sind.
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In der Zeichnung ist als Beispiel eine doppelt wirkende Gleichstromdampfmaschine
mit einer sich drehenden Steuerung in Fig. i im Längsschnitt, in Fig.2 im Querschnitt
durch das Steuerorgan und in Fig. 3 in Seitenansicht des Steuerorgans dargestellt.
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In dem Gleichstromzylinder i arbeitet der Gleichstromkolben 2 über
den Kreuzkopf 3 auf die Kurbelwelle q.. Von der Kurbelwelle q. wird mittels eines
Kegelzahnradpaares 5 und 6 die Steuenvelle 7 mit halber Drehgeschwindigkeit gegenüber
der Kurbelwelle q. angetrieben. Über die Steuerwelle 7 ist eine Hohlwelle 8 gelagert,
deren Verlängerung durch die Steuergehäuse g und io geführt und mittels Kugellager
ii und 12 gelagert wird. Im Gehäuse g ist an die Welle 8 ein glockenförmiger Drehkörper
13 angeschmiedet, der sich mit geringem Spiel frei im Gehäuse g drehen kann. Über
die Welle 8 ist teilweise eine Hohlwelle 1q. gelagert, deren Enden als glockenförmige
Drehkörper 15 und 16 angeschmiedet sind und sich in den Steuergehäusen g bzw. io
frei drehen können. Aus Montagegründen wird die Hohlwelle 1q. an geeigneter Stelle
geteilt und durch Verzahnung gegen Verdrehen gesichert. Im Gehäuse io ist ein glockenförmiger
Drehkörper 17 angeordnet, der die gleichen Abmessungen wie der Körper 13 hat und
mittels eines Hoblwellenansatzes 18 auf der Welle 8 zentriert wird. Eine Keilverbindung
ig bewirkt, daß sich der Drehkörper 17 mit der Welle 8 drehen muß, sich aber in
der Längsrichtung verschieben kann. Die glockenförmigen
Drehkörper
13, 15 bzw. 16 und 17 berühren sich nur an den eingeschliffenen Dichtstellen 2o
bzw. 21. Eine am Ende der Welle 8 angeordnete Feder 22 bewirkt, daß die Dichtstellen
2o und 21 immer aneinanderliegen müssen und verschiedene Wärmeausdehnungen in den
Wellen ausgeglichen werden können.
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Die von der Kurbelwelle 4 durch das Kegelzahnradpaar 5 und 6 in die
Steuerwelle 7 eingeleitete Drehbewegung wird mittels eines Mitnehmerstückes 23,
das sowohl in die Nutenbahn 24 der Welle 7 als auch in den geraden Schlitz 25 der
Welle 8 hineingreift, auf die Welle 8 übertragen. Von der Welle 8 wird in gleicher
Weise die Drehbewegung auf die Welle 14 durch das Mitnehmerstück 26 übertragen,
das sich in der Nutenbahn 27 der Welle 8 und in dem Schlitz 28 der Welle 14 befindet.
Infolge dieser zwangläufigen Verbindung der Steuerwellen müssen sich die vier glockenförmigen
Drehkörper 13, 15, 16 und 17 gleichförmig drehen.
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Die Steuerungsteile im Gehäuse 9 bewirken nur die Einlaßsteuerung
für die linke Zylinderseite, während die Organe im Gehäuse io nur für die rechte
Zylinderseite wirksam sind. Da beide Seiten in allen Teilen und Wirkungen vollkommen
gleich sind, werden im folgenden nur die weiteren Teile und Vorgänge in einem Steuergehäuse,
und zwar im Gehäuse 9 beschrieben.
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Der Frischdampf wird durch je einen Kanal 29 bzw. 29' in die Vorkammer
3o bzw. 30' geleitet. In diesen Kammern befindet sich je ein hohler runder Dichtungskörper
31 bzw. 31', der in die Bohrung 32 bzw. 32' des Gehäuses 9 mit genauem Paßmaß eingesetzt
ist. Die ringförmige Endquerschnittsfläche des Dichtungskörpers 31 bzw. 3i' schleift
gegen den Drehkörper 13. Der Dampf kann durch eine Öffnung 33 bzw. 33' in den Dichtungskörper
31 bzw. 3i' gelangen. Der Drehkörper 13 hat zwei diametral angeordnete Schlitze
34 und 34'. Diese Schlitze sind so angeordnet, daß sie bei der Drehbewegung an den
Dichtungskörpern 31 bzw. 31' vorbeiwandern. Der Drehkörper 15 hat ebenfalls zwei
Schlitze 35 bzw. 35'. Außerdem sind im Innern des Gehäuses 9 zwei Dichtungskörper
36 und 36' angeordnet, deren freier Querschnitt sich zu einem Kanal 37 bzw.
37' fortsetzt. Diese beiden Kanäle vereinigen sich und münden in den Zylinderraum.
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In Fig. i ist der Kolben in der linken Totpunktstellung gezeichnet.
Die Schlitze in den Drehkörpern haben eine derartige Lage, daß die beiden freien
Querschnitte der äußeren und inneren Dichtungskörper gerade freigegeben sind, so
daß der Frischdampf von den beiden Vorkammern durch die beiden äußeren Dichtungskörper,
Schlitze, inneren Dichtungskörper und Gehäusekanal in den Zylinder gelangen kann.
Diese Dampffüllung dauert so lange, bis die Schlitze an den Dichtungskörpern vorbeigewandert
sind. Die in Fig. 2 gezeichnete Stellung zeigt die größtmögliche Füllung an. Um
eine Füllungsgradverringerung herbeiführen zu können, wird der innere Drehkörper
15 relativ zum äußeren Drehkörper verdreht, und zwar in Richtung der Drehrichtung.
Dadurchwird erreicht, daß die Schlitze des inneren Drehkörpers die freien Querschnitte
der inneren Dichtungskörper früher absperren und somit den gewünschten früheren
Füllungsabschluß bewerkstelligen. Diese Relativverdrehung wird in bekannter Weise
durch Verschieben des Mitnehmerstückes 26 mittels eines Führungsstückes 38 bewirkt,
das an der Steuerstange 39 befestigt ist. Da der Schlitz in der Welle 14 gerade
und die Nutenbahn in der Welle 8 schraubenförmig ist, muß durch Verschieben des
Mitnehmerstückes 26 die gewünschte Relativverdrehung eintreten.
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Soll die Dampfmaschine rückwärts fahren, so muß eine Relativverdrehung
aller Steuerorgane gegenüber der Kurbelwelle 4 erfolgen. Dieses wird durch Verschieben
des Mitnehmerstückes 23 mittels eines Führungsstückes 40 und der Steuerstange 39
erreicht.
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In den Vorkammern 3o bzw.3o' herrscht ständig der hohe Frischdampfdruck,
der die Dichtungskörper 31 bzw. 31' gegen den Drehkörper 13 preßt. Um diesen Druck
gering zu halten, haben die Dichtungskörper 31 bzw. 31' zylindrische Ansätze 41
bzw.41', die durch eine Stopfbüchse 42 bzw. 42' nach außen geführt werden. Je nach
der Wahl des Querschnittes dieser zylindrischen Ansätze 41 bzw.41' im Verhältnis
zum Ringschnitt der Dichtungskörper 31 bzw. 31' kann eine ganze oder teilweise Entlastung
des Anpressungsdruckes gegen den Drehkörper bewirkt werden.
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Die äußeren als auch die inneren Dichtungskörper können mit geeignet
angeordneten Federn ständig mit geringem Druck an die Drehkörper angepreßt werden,
damit kein unerwünschtes Abheben eintreten kann.
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Für die Steuerung des Dampfes würde es auch genügen, wenn nur ein
äußerer und innerer Dichtungskörper in einem Gehäuse vorhanden wäre. Durch die gewählte
Anordnung von zwei diametral angeordneten Dichtungskörpern wird aber erreicht, daß
in jeder Stellung die Drehkörper 13, 15 bzw. 16 und 17 von radialem Druck entlastet
sind.