DE53583C - Steuerung für Dampf- und andere Kraftmaschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 26. Januar 1890 ab.

Das Wesen der vorliegenden Steuerung, welche sich namentlich zur Anwendung bei Dampfmaschinen eignet, besteht darin, dafs einer der den Druck des zugeführten Dampfes aufnehmenden Theile elastisch, d. h. in sich verschiebbar eingerichtet wird, und dafs die dadurch in oder mit diesem Theile, sobald er den Dampfdruck erhält, hervorgebrachte Bewegung nun direct durch geeignetes Hebelwerk und Gestängewerk auf die die Dampfvertheilung bewirkende Vorrichtung (Schieber, Ventile etc.) übertragen wird, dafs ferner ein vermehrtes oder vermindertes Oeffnen und Schliefsen der Dampfzuleitung veranlafst, und zwar derart, dafs je nach dem zu überwindenden Druck bezw. der Gröfse der zu leistenden Arbeit die Oeffhung der Dampfzuströmung gröfser oder geringer ist, der Abschlufs oder der Eintritt der Expansion des Dampfes früher oder später erfolgt, wodurch die Steuerung ohne weitere Mittel auch eine Regulirung des Ganges der Maschine hervorbringt.

Der elastische Zustand, woraus die bezeichnete Bewegung resultirt, kann dem Kreuzkopf oder dem Kolben oder auch diesen Theilen zugleich gegeben werden. In jedem Falle erhält die Kolbenstange durch die Bewegung, welche der elastische Theil erfährt, sobald er unter Dampfdruck kommt, eine vor- bezw. rückwärtsgehende Verschiebung gegen die Querachse des Kreuzkopfes. Diese Verschiebung wird nun dazu benutzt, die Dampfvertheilungsvorrichtung zu bewegen, um so die Dampfzuleitung auf beiden Seiten des Kolbens zu vermitteln.

Aus den beiliegenden Zeichnungen ist das Wesen der vorstehend bezeichneten Steuerung an einigen Beispielen näher zu erkennen. Die Fig. ι zeigt einen Kreuzkopf a, welcher auf der Kolbenstange b zwischen den auf dieser Stange festsitzenden Scheiben b² b⁴ durch die Federn dd gehalten wird. Die Stärke der letzteren ist einem bestimmten Dampfdruck entsprechend gewählt, so dafs die Scheiben £² έ>⁴ mit der Kolbenstange nach der Mitte des Kreuzkopfes hin verstellt werden, wenn der Dampf von der einen oder anderen Seite auf den Kolben drückt.

Diese Bewegung der Scheiben wird nun (in der Fig. 1 ist die Einrichtung der Deutlichkeit halber nur für eine Kolbenseite, und zwar für die hintere — in der Zeichnung die linke Seite —· zur Darstellung gebracht; Fig. ia zeigt eine obere Ansicht der beiderseitigen Einrichtung) durch ein Verbindungsstück a⁶ auf einen Arm a^h übertragen, welcher, in einem mit dem Kreuzkopf bei a³ verbundenen Gleitstück d⁴ gelagert, also den Hub des Kreuzkopfes mitmachend, nach auswärts bewegt, einen mit einer Frictionsrolle a⁹ ausgerüsteten Hebel α⁸ zur Seite drückt, wodurch eine am Maschinengestell fest gelagerte Achse a¹ gedreht wird, welche Drehung nun von dem Hebel a¹⁰ auf die Schieberstange c übertragen wird. Neben dem Arm α⁶ ist noch, um den festen Punkt a^s des Kreuzkopfes drehbar, ein Arm a¹¹ angeordnet, gegen welchen die Rolle α⁹ des Hebels a^B an-

liegt; die Lage dieses Armes α¹¹ wird ebenfalls durch die Stellung der Scheibe b² gegen den Kreuzkopf bedingt, indem der Arm mit dieser Scheibe in einem schrägen Schlitz a^u zusammenhängt, so dafs bei einer Bewegung der Scheibe gegen den Drehpunkt des Armes hin dieser nach einwärts gedreht wird, wodurch der Hebel α⁸, wenn er nicht von α⁵ beeinflufst wird, einen entsprechend gröfseren Ausschlag nach innen, d. h. eine der von a^h bewirkten Bewegung entgegengesetzte, ausführt. Diese letztere Bewegung veranlafst den Schlufs des Dampfeintrittkanals und die Oeffnung des Dampfaustrittkanals. Die Länge des Armes a⁵ sowohl als auch die Länge von α¹¹ ist dem Hub des Kolbens entsprechend eingerichtet.

Die Wirkung der Steuerung ist nun wie folgt: Tritt der Dampf hinter den Kolben B (in der Zeichnung in Fig. 2 ist die vordere Hälfte des Cylinders mit dem Dampfschieber D für die Dampfvertheilung vor dem Kolben veranschaulicht), so beginnt mit dem Hub des Kolbens gleichzeitig der Vorschub der Scheibe b²; beide Arme α⁵ und a¹¹ werden ähnlich den Blättern einer Scheere, je nach der Stärke des Druckes, bewegt, ersterer nach auswärts, letzterer nach innen. Der Arm α⁵ bewegt α⁸ und veranlafst je nach dem Ausschlag eine gröfsere oder geringere Oeffnung des Dampfeintrittkanals; bleibt der Druck infolge der von der Maschine auszuführenden Arbeit auf dem Wege des Kolbens bestehen, so wird auch durch a⁵ mehr oder weniger der Zutrittskanal offen gehalten; verringert sich der Druck, so geht a⁵ zurück, der Zutrittskanal wird je nach der Lage von a¹¹ mehr oder weniger geschlossen oder ganz abgesperrt, so dafs dann die Expansion des zugeführten Dampfes eintritt. Bei Beendigung des Kolbenhubes tritt eine Aussparung am Ende des Armes aⁿ hinter die Rolle a⁹, in welche letztere hineingeht und so die volle Oeffnung des Dampfaustrittkanals herbeiführt.

Bei der in Fig. 3 und 4 dargestellten Einrichtung wird, unter Beibehaltung der anderen eigentlichen Steuerungsmechanismen, die Verstellung der Scheiben b² b* der Kolbenstange gegen die Mitte des Kreuzkopfes α durch einen elastisch eingerichteten Kolben bewerkstelligt. Derselbe besteht aus zwei beweglichen, durch Federn d d aus einander gehaltenen Scheiben ef und einer zwischenliegenden Scheibe g. Die Kolbenstange ist aus drei in einander verschiebbaren Stangen e¹ g¹f^l zusammengesetzt, wovon jede je eine der erwähnten Scheiben des Kolbens trägt, und zwar ist die mittlere Scheibe g mit der mittleren, hülsenförmigen Stange g^[ verbunden, auf welcher auch der Kreuzkopf α befestigt ist. Der Deckel e sitzt auf der Stange e¹ und der Boden / auf der hohlen Stange/¹; auf den letzteren Stangen sind die Scheiben b² ö⁴, eine vor, die andere hinter dem Kreuzkopf angebracht, und werden durch die Stangen um ein kurzes Stück von demselben abbewegt, sobald auf die Kolbenflächen ein den Widerstand der Federn d überwindender Druck ausgeübt wird. Diese Bewegung wird nun in gleicher Weise, wie oben beschrieben, auf die Arme und Hebel bezw. die Dampfvertheilungsvorrichtung übertragen.

Fig. 5 zeigt die obere Ansicht einer Dampfmaschine, welche mit einem Kolben ausgerüstet ist, dessen Boden e und Deckel f in festem Zusammenhang stehen, welcher aber eine bewegliche Platte g enthält, die auf einer Stange g^l befestigt ist, welche sich in der eigentlichen Kolbensfange/¹ verschieben kann. Die Scheibe g steht beiderseits unter dem Druck von Federn d und trägt ebenfalls beiderseits mehrere kleine Kolben g² (Fig. 7, Planansicht in gröfserem Mafsstabe), welche durch Deckel bezw. Boden hindurchgehen und durch den Druck des Dampfes ein Eindrücken der Scheibe g nach vorn bezw. hinten veranlassen. Durch die hierdurch erzielte Bewegung erhalten die auf den Stangen f¹ und g¹ befestigten Scheiben b² bezw. b* eine Verstellung gegen den Kreuzkopf α, wodurch die an Kniehebeln λ⁶ angebrachten Rollen α⁹ gehoben und gesenkt λνε^εη und so die Bethätigung der Arme a⁵ und α¹² ausüben.

Der Arm a^h ist drehbar um den Bolzen ä^u und steht durch einen Schenkel k mit der Achse Z¹ in Verbindung, derart, dafs diese bei der Bewegung von α⁵ gedreht wird. Die Drehung wird mittelst des Hebelarmes i>² auf die Schieberstange m übertragen. Der Schenkel k ist in α⁵ und der die Achse Z¹ drehenden Büchse / verschiebbar und läuft in einen Kolben η aus, auf welchen einerseits eine Feder n¹ wirkt und welcher andererseits unter dem Druck des directen Dampfes steht. Hierdurch wird der von a⁵ auf k übertragene Ausschlag dem Druck des Dampfes angepafst. Ist der Druck grofs, so wird k dem Drehpunkt a^u genähert, dadurch die Drehwirkung auf die Achse Z¹ verringert, während bei leichterem Druck der Kolben η den Schenkel k nachzieht, den Drehpunkt <z¹³ der Achse Z¹ also nähert. Infolge dessen mufs k eine gröfsere Drehung der genannten Achse bewirken. Der die Expansion bezw. den Dampfaustritt regulirende Arm α ¹² ist durch eine Lenkstange χ mit der von k bewegten Büchse Z verbunden, wodurch die Lage des Armes von der Stellung des Armes a^h abhängig gemacht ist.

Wie oben schon erwähnt, können auch bei ein und derselben Maschine die federnde Anordnung des Kreuzkopfes und der elastisch eingerichtete Kolben gleichzeitig zur Anwen-

dung kommen, indem sie dann beide gemeinschaftlich die Verschiebung der Kolbenstange bewirken.

In der Fig. io ist noch die Steuerung mit elastischem Kolben in Anwendung auf eine Verbundmaschine dargestellt. Der Hochdruckcylinder L ist mit einem Kolben B versehen, dessen elastische Einrichtung der oben zu Fig. 3 beschriebenen entspricht. Der ringförmige Kolben M des Niederdruckcylinders steht durch die Kolbenstangen N entweder mit dem Kreuzkopf der in einander liegenden Kolbenstangen b¹f¹g¹ in Verbindung, oder es kann der Kolben M auch auf einen besonderen Kreuzkopf wirken.

Der Dampf geht aus dem Zuführungsrohr ο zunächst in der Richtung der Pfeile durch den Theil R des Schiebers zu dem Hochdruckcylinder. Der verbrauchte Dampf wird aus der Dampfkammer S bei T dem Niederdruckcylinder zugeleitet; bei T¹ erfolgt die Ableitung des verbrauchten Dampfes in das Ausblaserohr PP¹. Die Schieber werden mittelst der Stangen c, in der Zeichnung in der Richtung nach oben, nach Art der Einrichtung Fig. ι bewegt; während der Rückgang durch die punktirt angedeuteten Spiralfedern bewerkstelligt wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspröche:

   ι . Eine Steuerung für Dampf- und andere Kraftmaschinen, bei welcher die Bewegung der die Dampfvertheilung bewirkenden Vorrichtung (Schieber, Ventile etc.) durch eine vor- bezw. rückwärts gehende Verschiebung der Kolbenstange gegen die Querachse des Kreuzkopfes erzielt wird, indem entweder der Kreuzkopf (α) der Maschine zwischen zwei auf der Kolbenstange gehaltenen Federn (dd) angeordnet ist, welche, dem Dampfdruck nachgebend, der Kolbenstange bezw. den daran befestigten Scheiben (b² b*) die Verschiebung gestatten, oder indem der Kolben aus zwei beweglichen, durch Federn dd (Fig. 3) aus einander gehaltenen Scheiben ef und einer zwischenliegenden Scheibe g hergestellt wird, wovon jede auf einer von drei in einander verschiebbaren Kolbenstangen e¹ bezw. g·¹ f¹ angebracht ist, von welchen die Stange der mittleren Scheibe den Kreuzkopf a, die anderen Stangen die genannten Theile b² b⁴= tragen, oder indem endlich der Kolben zwischen fest zusammenhängendem Boden und Deckel ef, Fig. 5, eine Scheibe g enthält, die auf einer in der eigentlichen Kolbenstange f¹ verschiebbaren Stange g^l befestigt, von der einen oder anderen Seite durch den auf kleine Kolben g² wirkenden Dampfdruck gegen den Kolbenkörper verschoben, eine Verstellung der auf der Stange/¹ bezw. g^l befestigten Theile b² b^l gegen den Kreuzkopf hervorbringt.

   Die zur Uebertragung der unter 1. gekennzeichneten Verschiebung der Kolbenstange auf das Dampfvertheilungsorgan (Schieber, Ventile etc.) vorgesehene Einrichtung, wobei die Verschiebung — sowohl für die Arbeit des Dampfes vor wie hinter dem Kolben — einentheils durch eine Verbindungsstange (a^ej den Ausschlag eines Armes fa^sj, anderentheils in einem schrägen Schlitz (a¹²j die Einwärtsbewegung eines Armes (a^u) veranlafst, von welchen Armen, beide den Gang des Kreuzkopfes mitmachend, der erstere (a^sj in nach auswärts gerichteter Lage einen auf die Schieberstange wirkenden Hebel (a⁸j seitwärts drückt und dadurch die Oeffnung des Dampfeintritts bewirkt, während der andere Arm α¹¹, gegen welchen der Hebel a^s, sofern er nicht von a° bethätigt wird, anliegt, je nach seiner Stellung früher oder später den Abschlufs des Dampfes bezw. die Expansion desselben regulirt.

   Die Modification der Uebertragungseinrichtung, nach welcher durch die Verschiebung der Kolbenstange die in Kniegelenken a⁶ gelagerten Rollen <ϊ⁹, Fig. 6, gehoben und gesenkt werden, die dann je nach ihrer Lage auf das die Dampfvertheilungsvorrichtung betreibende Hebel- und Gestängewerk einwirken.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.