DE597652C - - Google Patents

Description

Für doppeltwirkende schwungradlose Kolbenkraftmaschinen sind gestängelose Steuerungen vorgeschlagen, welche sich aus einem die Dampfverteilung regelnden Hauptschieber und zwei an seinen Enden relativ zu ihm beweglichen Hilfssteuerorganen oder HiI fsschiebern zusammensetzen. Der Hauptschieber trägt zur Dampfverteilung einen oder mehrere Steuerkolben und außerdem an beiden Enden Triebkolben, deren Beaufschlagung mit dem Treibmittel die Umsteuerbewegung des Schiebers einleitet. Hierbei treibt der Hauptschieber den einen Hilfsschieber vor sich her, während der andere Hilfsschieber in seiner Endstellung noch liegenbleibt, um dadurch den Eintritt des Treibmittels in die Umsteuerkammer des beaufschlagten Triebkolbens so lange zu ermöglichen, bis der Hauptschieber seine Mittelstellung etwas überschritten, also umgesteuert hat. In diesem Augenblick findet kurz hintereinander eine Entlastung des bis dahin beaufschlagten Triebkolbens des Hauptschiebers und eine Beaufschlagung des bisher liegengebliebenen Hilfsschiebcrs mit Frischdampf statt, so daß letzterer nicht nur an den Hauptschieber herangeführt wird, sondern diesen mit dem anderen Hilfsschieber weiterbewegt, derart, daß der ganze Schiebersatz in die neue Endstellung übergeht, aus der dann das entgegengesetzte Steuerspiel beginnt, sobald der Arbeitskolben der Kraftmaschine einen Leitungskanal freilegt, durch den jetzt der andere Triebkolben des Hauptschiebers mit Treibmittel über den diesem Triebkolben anliegenden Hilfsschieber beaufschlagt werden kann. Es werden also abwechselnd die beiden Triebkolben des Hauptschiebers von dem Treibmittel beaufschlagt, und zwar wird hier- · zu die jedem Triebkolben zugewiesene Um-Steuerkammer, wie bereits angedeutet, mit Pampf aus dem Arbeitszylinder durch je :■ eine im Arbeitszylinder vom Arbeitskolben der Kraftmaschine, im Schiebergehäuse vom Hilfsschieber gesteuerte Leitung gefüllt. .Wenn auch, wie ebenfalls schon erwähnt, diese Unisteuerkammern nach erfolgter Umsteuerung entlastet werden, so besteht, da die Entlastungsleitung durch den Hauptschieber bei Beginn der Umsteuerbewegung geschlossen wird, doch die Gefahr, daß die jeweils nicht arbeitende Umsteuerkammer durch die unvermeidbaren Undichtigkeiten des Schieber-Satzes wieder unter Druck kommt. Diese Gefahr ist besonders bei Verbundkraftmaschinen zu beachten, bei denen zum Zweck der Ausnutzung des zum Umsteuern benutzten Treibmittels die beiden Umsteuerkammern

der Triebkolben des Hauptschiebers mit den vom Hochdruck- zum Niederdruckzylinder führenden Leitungen verbunden sind, so daß selbst bei Entlastung der arbeitenden Umsteuerkammern immer noch Verbinderdruck jn diesem Raum verbleibt, der durch infolge von Undichtigkeiten hindurchtretenden Dampf gesteigert wird. Dann muß die Umsteuerbeweg'ung des Hauptschiebers gegen diesen ίο Druck erfolgen, und es leuchtet ein, daß unter Umständen, hauptsächlich infolge unvermeidbarer Undichtigkeiten, dieser Gegendruck ein Maß erreichen kann, das die Umsteuerung des Hauptschiebers in Frage stellt. Man hat deshalb bereits vorgeschlagen, die nicht arbeitende Umsteuerkammer dauernd, und zwar bis zur vollendeten Umsteuerung zu entlüften, indem man sie durch besondere Rohrleitungen über einen Ringraum des am anderen Ende des Schiebersatzes befindlichen Hilfsschiebers zunächst mit der beaufschlagten Seite des Niederdruckzylinders und nach erfolgtem Überschreiten der Mittellage des Hauptschiebers mit dem Auspuff verband. Für jede Bewegung des Hauptschiebers hatte hierbei der zunächst liegenbleibende Hilfsschieber die doppelte Aufgabe, sowohl die Beaufschlagung der arbeitenden Steuerkammer wie auch die Entlüftung der nicht arbeitenden Steuerkammer zu ermöglichen.

Es wurde nun gefunden, daß mit dieser Arbeitsweise ein die Umsteuerbewegung des Hauptschiebers beeinträchtigender Druckanstieg in der nicht arbeitenden Steuerkammer nicht immer mit Sicherheit verhindert werden konnte. Sobald der Hauptschieber seine Mittelstellung überschritten hat, wird, wie eingangs erwähnt, der bis dahin liegengebliebene Hilfsschieber beaufschlagt und an den Hauptschieber herangeführt, wobei er sowohl die vom Arbeitszylinder kommende Dampfzuleitung, durch die die arbeitende Steuerkammer beaufschlagt wurde, wie auch die mit seinem Ringraum zeitweilig verbundene Entlüftungsleitung der nicht arbeitenden Steuerkammer abschließt. Setzt nun diese Bewegung des Hilfsschiebers sofort nach der Umsteuerbewegung des Hauptschiebers ein, so ergibt sich eine unzureichende Entlüftung der Steuerkammer, die unter Umständen zu einem unerwünschten Druckanstieg in dieser Steuerkammer führen kann.

Gemäß vorliegender Erfindung wird dieser Gefahr dadurch vorgebeugt, daß bei jeder Hauptschieberbewegung der eine Hilfsschieber die Beaufschlagung der arbeitenden, der andere Hilfsschieber die Entlüftung der nicht arbeitenden Steuerkammern übernimmt; dadurch wird erreicht, daß die Entlüftung der nicht arbeitenden Steuerkammer auch dann noch erfolgt, wenn die Dampfzuleitung zu der arbeitenden Steuerkammer abgesperrt ist, so daß unter allen Umständen ein die Bewegung des Hauptschiebers beeinträchtigender Druckanstieg in der nicht arbeitenden Steuerkammer unmöglich gemacht ist.

Wenn der der arbeitenden Steuerkammer anliegende Hilfsschieber zunächst liegenbleibt, um die Beaufschlagung dieser Kammer und des in ihr arbeitenden Triebkolbens des Hauptschiebers zu ermöglichen, so muß dann gemäß der Erfindung der der nicht arbeitenden Steuerkammer anliegende Hilfsschieber mit dieser Kammer so verbunden sein, daß er diese Kammer entlüftet.

Die Zeichnungen veranschaulichen verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung in Anwendung auf verschiedene Arten von schwungradlosen Kolbenkraftmaschinen, und zwar in schematischer Darstellung.

Abb. ι zeigt die Erfindung an einer doppeltwirkenden Einzylindermaschine, und zwar sind hierbei die Hilfsschieber als Schleppschieber ausgebildet. In Abb. 1 ist der Hauptschieber in der einen Endlage dargestellt.

Abb. 2 zeigt die gleiche Ausführungsform mit dem Hauptschieber nach Überschreiten der Mittellage.

Abb. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung an einer doppeltwirkenden Zweizylinderverbundkraftmaschine in Tandemanordnung. Die Schieber befinden sich hier in der oberen Endlage.

Abb. 4 zeigt die gleiche Ausführungsform, nachdem der Hauptschieber seine Mittellage überschritten hat.

Abb. 5 veranschaulicht die Vollendung des Umsteuerspiels und zeigt die Schieber in der entgegengesetzten Endlage zu Abb. 3.

Abb. 6 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Schiebersteuerung gemäß der Erfindung an einer doppeltwirkenden Tandemverbundkraftmaschine, bei der die Hilfsschieber in der einen Richtung durch Dampf und in der anderen durch den Hauptschieber bewegt werden. Die Schieber befinden sich in der unteren Endlage.

Abb. 7 stellt die Ausführungsform der Abb. 6 mit dem Hauptschieber kurz nach Überschreiten der Mittellage dar. ■

Abb. 8 zeigt eine Vereinfachung der Ausführungsform der Abb. 6 und 7.

In den Abb. 1 und 2 ist mit α der Arbeitszylinder einer doppeltwirkenden Einzylinderdampfmaschine angedeutet, in dem der Arbeitskolben b mit Kolbenstange b¹ sich bewegt. Das zugehörige Schiebergehäuse c zeigt bei E den Dampfeinlaß und bei A den Auspuff. Zur Verbindung des Schiebergehäuses c mit dem Arbeitszylinder α dienen die Leitungen α¹ und a-, die in den Arbeitszylinder in einiger Entfernung von den Zylinder-

deckein münden und Zweigkanäle α³ und α⁴ aufweisen, die einen geringeren Querschnitt als die Leitungen α\ α² haben und unmittelbar vor den Zylinderdeckeln in den Arbeitszylinder münden. Durch diese Anordnung und Teilung jedes Dampfkanals wird in bekannter Weise eine Verdichtung und ein sanftes Anlaufen des' Kolbens im Totpunkt erreicht.

In dem Schiebergehäuse c arbeitet der Hauptschieber d, der sich aus drei Kolben, dem Steuerkolben d¹ in der Mitte und den Triebkolben e¹, e² an den beiden Enden, zusammensetzt, so daß zwischen den Kolben e¹ und c?¹ ein Ringraum r und zwischen den Kolben d¹ und e² ein Ringraum r¹ entsteht.

Zum Anschluß der verschiedenen Dampfzu-

und -ableitungen ist in dem Schiebergehäuse c eine Mehrzahl von Schlitzen vorgesehen, die bis auf die Anschlußöffnungen dampfdicht geschlossen oder, wie angedeutet, abgedeckt sind. Die Hauptdampfzuleitung E schließt sich an den Schlitz p an, der nach oben führende Dampfkanal ö¹ an den Schlitz p¹, der entsprechende, nach unten führende Dampfkanal a² an den Schlitz p² an. Der sich gabelnde Dampfauslaßkanal A ist oben mit dem Schlitz p³ und unten mit dem Schlitz />⁴ in Verbindung.

An das Schiebergehäuse c schließen sich oben und unten im Querschnitt schwächere Hilfsgehäuse c¹ und c² an, in welchen die Hilfsschieber e und e³ arbeiten; diese Hilfsschieber sind hohl, und ihre Hohlräume sind an der Außen-, d. h. dem Hauptschieber d abgekehrten Seite durch Gewindepfropfen e^s und e^s dampfdicht abgeschlossen. In die Endendes Hauptschiebers d sind Mitnebmerbolzen <?⁴ und <?⁵ eingeschraubt, die in die Hohlräume der Hilfsschieber e, e³ hineinragen und hier Anschlagköpfe e^e und e⁷ tragen. Diese Anschlagköpfe wie auch die Mitnehmerbolzen eⁱ, e⁵ sind in den Hilfsschiebern e, e³ derart geführt oder ausgebildet, daß das Treibmittel in den Hohlraum der Hilfsschieber eintreten und ihn füllen kann.

Außen hat jeder Hilfsschieber ^ e³ je eine

Ringnut g¹ oder g², die zeitweilig mit den zu dem gegabelten Auslaßkanal A führenden Entlüftungskanälen o¹ oder 0- in Verbindung treten.

Die Arbeitsräume der Hilfsschieber e und e^s sind mit / (oben) und f³ (unten) bezeichnet, während die Steuerkammern der Triebkolben e^l und e² des Hauptschiebers mit f¹ (oben) und f- (unten) bezeichnet sind. An die in den Hilfsschiebergehäusen c¹, c- liegenden Arbeitsräume f, /³ der Hilfsschieber schließen sich Leitungen n, n¹ an, die von den Dampfleitungen α¹, α² abzweigen und mit im Querschnitt schwächeren, in den Gehäusedeckeln mündenden Zweigkanälen li', n^s ausgerüstet sind.

In die Steuerkammern f¹, f² der Hauptschieberkolben e¹, e² münden Bohrungen h¹ und h², die in den Hilfsschiebergehäusen c¹, c² untergebracht sind und an ihrem anderen Ende mit den Ringnuten g^l, g² der Hilfsschieber dauernd in Verbindung stehen. Diese Ringnuten g¹, g² können ferner mit Leitungen m, m¹ in Verbindung treten, die von dem Arbeitszylinder α ausgehen und dort in einer solchen Entfernung von den Zylinderdeckeln münden, daß der Arbeitskolben! b bei Annäherung an seine beiden Totpünktlagen sie nach erfolgtem Überschleifen freilegt (s.Abb. 2). ,

Die beschriebene Steuerung arbeitet in folgender Weise:

In Abb. ι hat der Arbeitskolben b in seinem abwärts gerichteten Gange die Zylindermitte etwas überschritten; der Hauptschieber d mit beiden Hilfsschiebern e, e³ befindet sich in seiner unteren Endlage. Der Frischdampf strömt bei E durch den Schlitz p in den Schieberringraum r und aus diesem durch den Schlitz p¹ und den Dampfkanal α¹ in den Arbeitszylinder, so daß er den Kolben b weiter abwärts treibt. Durch die von o¹ abzweigende Leitung η gelangt Frischdampf in den Arbeitsraum / des Hilfsschiebers e und beaufschlagt diesen, der sich auf den Hauptschieber d stützt, so daß also die Schieber d, e und e³ in der dargestellten unteren Endlage kraftschlüssig festgehalten werden; die obere , Leitung m ist durch den Hilfsschieber e abgedeckt. ,

Unterhalb des Arbeitskolbens b wird der Arbeitszylinder entlüftet, weil der Dampfkanal a² durch den Schlitz p² mit dem Schieberringraum r¹ verbunden ist und dieser bei der dargestellten Schieberendlage sich nach dem Schlitz p* und dem Auspuff ^i öffnet. . Die Steuerkammern /*, f² der beiden Hauptschieberkolben e¹, e² stehen ebenfalls mit dem Auspuff A in Verbindung, die erstere, f¹, durch die Bohrung A-¹, über die Ringnut g¹ des Hilfsschiebers e und durch die Entlüftungsleitung o¹, die zum Auspuff A führt. Die untere Steuerkammer /² steht ebenfalls durch die zugehörige Bohrung h² mit dem Ringraum g² des Hilfsschiebers e³ in Verbindung. An diesen Ringraum schließt sich aber jetzt die zum Arbeitszylinder α führende Leitung m¹, so daß die untere Steuerkammer f- über den Arbeitszylinder α in der vorhin geschilderten Weise mit dem Auspuff A verbunden ist. Die Entlüftung der Steuerkammern f¹, f- erfolgt also durch Vermittlung der ihnen anliegenden Hilfsschieber e, e³.

Bewegt sich der Arbeitskolben b im Zylinder α weiter abwärts, so überschleift er zu-

nächst die Leitung m¹, um sie schließlich freizugeben (Abb. 2). Dann strömt Dampf aus dem Zylinder α durch m¹ in die Ringnut g² des Hilfsschiebers e³ und aus dieser durch die Bohrung h² in die Steuerkammer /² und zugleich aus dieser in den Hohlraum des Hilfsschiebers e³; hierbei wird sowohl der Schiebertriebkolben e² wie der Hilfsschieber e³ beaufschlagt. Letzterer wird durch den auf ihm lastenden Dampfdruck in seiner Endlage festgehalten, da in diesem Augenblick durch die Leitungen n¹ und n^z noch Abdampf unter dem Hilfsschieber e³ steht; dagegen wird der Triebkolben e² und der Hauptschieber d von dem Dampf auswärts gedrückt, weil die hier beaufschlagte Kolbenfläche erheblich größer ist als die unter dem gleichen Dampfdruck stehende Endfläche des oberen Hilfsschiebers e. Hierbei bewegt sich der Hauptschieber d zunächst so weit, bis sein unterer Anschlagkopf e¹ innen an den Hilfsschieber e³ anschlägt (Abb. 2). Das Spiel der Anschlagköpfe e®, e¹ in den Hilfsschiebern e, e^s ist so bemessen, daß der Hauptschieber d seine Mittelstellung etwas überschritten hat, wenn der Anschlagkopf e^e oder e⁷ an den festgehaltenen Hilfsschieber e, e³ anschlägt. Bis zu diesem Augenblick wirkt der Zylinderdampf dauernd auf den Hauptschieberkolben e², dessen gesamte Fläche einschließlich des Anschlagkopfes e⁷ beaufschlagt ist, so daß also die Umsteuerbewegung des Hauptschiebers unter allen Umständen erzielt wird.

Die Abb. 2 veranschaulicht diese Stellung, in der der Haüptschieber mit seinem Steuerkolben d¹ den Dampfeinlaßschlitz p schon so weit überschritten hat, daß der durch E zugeführte Frischdampf durch den Schlitz p in den Schieberringraum r¹ und von hier durch den Schlitz p² in den Dampf kanal α² und in den Arbeitszylinder α unter den Kolben b gelangen kann. In dieser Stellung hat der obere Triebkolben e¹ den Auspuffschlitz p³ etwas geöffnet, so daß der verbrauchte Dampf über dem Arbeitskolben b durch Leitung α¹, Schlitz p¹, Hauptschieberringraum r und Schlitz p³ nach dem Auspuff gelangt. Gleichzeitig wird auch der Arbeitsraum / des Hilfsschiebers e entlüftet, und zwar durch die an den Dampfkanal α¹ anschließende Leitungn, n^%. Die Steuerkammer/¹ des Triebkolbens e¹ bleibt bei dieser Bewegung dauernd in der bereits beschriebenen Weise mit dem Auspuff in Verbindung.

Schließlich erfolgt in dieser Stellung auch eine Beaufschlagung der unteren Endfläche des Hilfsschiebers e³ in dem Arbeitsraum/³ des Hilfsschiebergehäuses c², so daß der Hilfsschieber e³ auf beiden Endflächen den gleichen Dampfdruck hat.

Demnach bewegt sich der Hauptschieber d aus der in Abb. 2 dargestellten Lage weiter nach oben und nimmt den Hilfsschieber β^Ά zwangsläufig mit. Der Steuerkolben rf¹ öffnet jetzt den Dampfeinlaßschlitz p vollständig, und ebenso gibt der Triebkolben e^l den Auspuffschlitz p³ völlig frei. Der obere Hilfsschieber e deckt die Entlüftungsleitung o¹ ab.; unmittelbar darauf wird der Ringraum g¹ des Hilfsschiebers mit der Leitung m verbunden, so, daß die Steuerkammer f¹ des Triebkolbens e¹ auch j etzt wieder über die Bohrung h¹, den Ringraum.g¹, die Leitung m, den Arbeitszylinder a, Kanal α¹, Schlitz p¹, Ringraum r und Schlitz p³ mit dem Auspuff A verbunden ist. Der Arbeitsraum / des Hilfsschiebers e beibt über n², n, a¹, p¹, r, p³ mit dem Auspuff verbunden.

Der vom Hauptschieber d zwangsläufig mitgenommene Hilfsschieber e³ schließt zunächst die zu dem Ringraum g² führende Leitung m¹ ab, so daß also kein Dampf mehr in die Steuerkammer f- des Triebkolbens e^% zuströmen kann. Kurz darauf kommt der Ringraum g- des Hilfsschiebers e³ mit der Entlüftungsleitung o² in Verbindung, · so daß der in der Steuerkammer/² vorhandene, gespannte Dampf nach A entweicht. Dadurch verlangsamt sich die Bewegung des Hauptschiebers, da in diesem Augenblick nur seine lebendige Kraft wirkt. Gleichzeitig aber mit der Entlüftung der Sfeuerkammer /² wird der Hilfsschieber e³ durch den auf seine untere Endfläche wirkenden Frischdampf aufwärts geführt, so daß er sich gegen den Hauptschieber d anlegt und ihn unter dem Druck des dauernd einwirkenden Frischdampfes in seine obere Endstellung bringt. Hauptschieber und Hilfsschieber haben dann die entgegengesetzte Stellung zu Abb. 1, aus der dann in gleicher Weise die umgekehrte Bewegung von oben nach unten erfolgt. Bevor diese einsetzt, wird der gesamte Schieber durch den in dem Arbeitsraum /³ des Hilfsschiebers e^s wirkenden Dampf in seiner oberen Endlage kraftschlüssig festgehalten.

Aus vorstehendem ist ersichtlich, daß nicht nur ein vollkommen sicheres Umsteuern durch Überschreiten der Mittellage des Hauptschiebers, sondern daß auch ein weiches, schlagfreies Schieberspiel gewährleistet ist. Zuerst erhält der Hauptschieber, der zunächst nur einen Hilfsschieber mitnimmt, ein verhältnismäßig großes Arbeitsmoment vermöge der großen, zur Verfügung stehenden Arbeitsfläche des Triebkolbens e². Nach Überschreiten der Mittellage des Hauptschiebers d, also nach erfolgter Einleitung der Umsteuerung, wird dies Antriebsmoment erst abgeschwächt und dann der Kolben e³ druckfrei. Den Rest seiner Bahn legen die Schieber lediglich unter Wirkung des Dampfdruckes

auf den Hilfsschieber e³ zurück, so daß ein weiches, schlagfreies Schieberspiel gesichert ist. Die nicht arbeitende Steuerkammer f¹ bleibt, wie Abb. 2 zeigt, noch mit dem Auspuff verbunden, wenn der Hilfsschieber e³ beaufschlagt und an den Hauptschieber herangeführt ist.

Da, wie gesagt, zur Einleitung der Schieberbewegung, an der der eine Hilfsschieber

ίο nicht teilnimmt, die ganze Fläche der Triebkolben e¹ oder e² zur Wirkung kommt, wird es möglich, den Schieberdurchmesser zu verringern, ohne die Umsteuerkräfte erheblich zu schwächen.

In den Abb. 3 bis 5 ist die Erfindung an einer doppeltwirkenden Zweizylinderverbundkraftmaschine mit Tandemanordnung dargestellt.

Die Dampfmaschine setzt sich zusammen aus dem Hochdruckzylinder a^h mit Arbeitskolben b^h und Kolbenstange b^Vl und aus dem Niederdruckzylinder α" mit Arbeitskolben b" und Kolbenstange b^Ul. Die beiden Arbeitskolben sind durch die Kolbenstange ö^1/! mit- einander verbunden, so daß die Maschine in Tandemanordnung arbeitet.

Die Schieber bestehen auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung aus dem im Schiebergehäuse c arbeitenden Hauptschieber d und den beiden in den Hilfsschiebergehäusen c¹, c² arbeitenden Hilfsschiebern e, e³. Letztere haben die gleiche Bauart, wie sie in den Abb. 1 und 2 dargestellt ist, und stehen in der gleichen Weise durch die Bolzen eⁱ _J e⁵ mit Anschlagköpfen e^e, e¹ mit dem Hauptschieber in Verbindung.

Der Hauptschieber d hat hier außer den an seinen Enden befindlichen Triebkolben e^x,edrei Steuerkolben d², d³, dⁱ, zwischen denen die Ringräume r² und r³ liegen. Zwischen dem untersten Steuerkolben rf⁴ und dem Triebkolben e² befindet sich ein dritter Ringraum r ⁴. Der Hauptschieber d ist innen hohl, sein Hohlraum k endet oben in die zwischen dem oberen Triebkolben e¹ und dem anliegenden Steuerkolben dr befindlichen Schlitze k¹ und unten in die zwischen dem untersten Steuerkolben dⁱ und dem Triebkolben e² angeordneten, Schlitze k². |_;

Das Schiebergehäuse c zeigt wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel in der Mitte den Dampfeinlaßkanal E mit Einlaßschlitz p. Von, dem Schlitz p¹ führt die Dampfleitung o¹ zum oberen Ende und von dem Schlitz p² die Dampfleitung α² zu dem unteren Ende des Hochdruckzylinders a^h. Wie vorher führen von diesen Dampfleitungen a¹ und ar die Leitungen n, n¹ mit den im Querschnitt kleineren Zweigleitungen n², n³ zu den Arbeitsräumen f, f³ der Hilfsschieber e, e³. Desgleichen sind auch hier die Steuerleitungen ni, «t¹ in der gleichen Lage an den Hochdruckzylinder α¹' angeschlossen und führen in der vorher beschriebenen Weise zu den Hilfsschiebergehäusen c¹, c².

Die Auspuffleitung A mit Auspuffschlitz p⁷ ist hier nach dem unteren Ende des Schiebergehäuses c verlegt. Zur Verbindung mit dem Niederdruckzylinder aⁿ dient einerseits der Schlitz p⁵ im Schiebergehäuse mit Dampfleitung a⁵ und andererseits der Schlitz p^e mit Dampfleitung α⁶.

Zur Entlüftung der Steuerkammern f¹ und f² der Hauptschiebertriebkolben e¹, e² sind Leitungen o³, o⁴ vorgesehen, von denen die erstere an die Dampfleitung α^β, die zweite an die Dampfleitung α⁵ zum Niederdruckzylinder über Kreuz angeschlossen sind.

In Abb. 3 ist die Maschine im Beginn des Aufwärtshubes der Arbeitskolben dargestellt. Der durch E und den Schlitz ρ in das Schiebergehäuse c eintretende Frischdampf geht durch den Ringraum r³ des Hauptschiebers, den Schlitz p² und die Dampfleitung a² unter den Hochdruckkolben b^h, um ihn aufwärts zu treiben. Der teilweise entspannte Dampf über dem Hochdruckkolben b^h strömt durch die Leitung α¹, den Schlitz p^x des Schiebergehäuses in den Ringraum r² des Hauptschiebers d und von hier durch den Schlitz p° und die Leitung α⁵ unter den Niederdruckkolben b". Der Abdampf des Niederdruckzylinders α" entweicht durch die Leitung α^β, den Schlitz p⁶, den Ringraum r⁴ des Hauptschiebers d und den Schlitz p¹ nach dem Auspuff A.

Durch die Leitung n¹ gelangt Frischdampf unter den Hilfsschieber e^s, der die Schieber in der dargestellten oberen Endlage kraftschlüssig festhält. Die beiden Steuerkammern f¹, f der Triebkolben e¹, e² des Hauptschiebers sind mit Zwischen- oder Verbinderdampf gefüllt, den der erstere, Z¹, durch die Leitung nt, Ringraum g-¹ des Hiifsschiebers e und die Bohrung h¹ erhält, während die untere Steuerkammer den Verbinderdampf aus der zum Niederdruckzylinder führenden Dampfleitung α⁵, durch die Entlüftungsleitung o⁴ über dem Ringraum g² des unteren Hiifsschiebers e³ und die Bohrung h² empfängt. Der Hauptschieber d steht auf beiden Seiten ■ unter dem gleichen Verbinderdampfdruck.

Auf den oberen Hilfsschieber e wirkt ebenfalls Verbinderdampf, der aus der Dampfleitung α¹, die Leitungen² in den Arbeits- ¹¹S raum / des Hiifsschiebers e eintritt. Demnach genügt der auf den unteren Hilfsschieber e³ wirkende hochgespannte Frischdampf, um die Schieber in der gezeichneten Lage festzuhalten. Die Arbeitskolben b^h und b" bewegen sich demnach aufwärts, während die Schieber in der dargestellten Lage verharren.

.Überschleift der Hochdruckkolben b^h gegen Ende seiner Aufwärtsbewegung die Leitung« und gibt sie frei, so strömt dann Hochdruckdampf durch diese Leitung m, den Ringraum g¹ des Hilfsschiebers e und die Bohrung h¹ in die Steuerkammer f¹, so daß der obere Triebkolben e¹ des Hauptschiebers mit Hochdruckdampf beaufschlagt wird. Da dessen Fläche wesentlich größer ist als die ίο zur Zeit noch ebenfalls mit Hochdruckdampf beaufschlagte Fläche des Hilfsschiebers e³, so wird der Hauptschieber in die in Abb. 4 dargestellte Lage verschoben, bis sein Anschlagkopf e° innen gegen den Hilfsschieber e anschlägt. Der Steuerkolben d³ des Hauptschiebers d ist hierbei über den Dampfeinlaßschlitz ρ hinweg abwärts gegangen, so> daß jetzt der Hochdruckdampf in den Ringraum r- gelangt, aus dem er durch den Schlitz p¹ in den Dampfkanal a¹ und durch den kleinen Zweigkanal a³ über den Hochdruckkolben b^h sowie durch die Leitung η und n- über den Hilfsschieber e gelangt.

Durch diese Verschiebung des Hauptschiebers d ist ferner die Dampfleitung a? des Niederdruckzylinders σ" nach den Schlitzen k¹ des Hauptschiebers d geöffnet und durch den Hohlraum k des Hauptschiebers und seine Schlitze k² mit dem Auspuffschlitz p⁷ des Schiebergehäuses verbunden. Demzufolge wird jetzt die Steuerkammer/² des Triebkolbens e² des Hauptschiebers durch die Bohrung h², den Ringraum g² des Hilfsschiebers e³ und die Entlüftungsleitung o* entlüftet.

Der Abdampf des Hochdruckzylinders, der A^erbinderdampf, geht jetzt durch die Leitung α², Schiebergehäuseschlitz p², Schieberringraum r³, Dampfleitung α⁶ in: den Niederdruckzylinder aⁿ und beaufschlagt den Arbeitskolben bⁿ von oben. Aus der Leitung α² erhält der untere Hilfsschieber e³ durch die Leitung n¹ jetzt ebenfalls Verbinderdampf. Solange die Schieber die Stellung der Abb. 4 beibehalten, wird auch der obere Triebkolben e¹ des Hauptschiebers nach der Verschiebung des Hauptschiebers mit Verbinderdampf beaufschlagt, den er aus dem Hauptdruckzylinder durch die Leitung m über den Ringraum g¹ des Hilfsschiebers e und die Bohrung h¹ erhält.

Der Hilfsschieber e ist jetzt, wie bemerkt, mit Hochdruckdampf beaufschlagt; solange die Steuerkammer Z¹ des Hauptschiebers durch die Leitung m Hochdruckdampf aus dem Zylinder a¹' erhält, wird der Hilfsschieber e durch diesen unten gegen ihn wirkenden Dampf in der Stellung der Abb. 4 festgehalten. Da jetzt nach erfolgter Bewegung des Hauptschiebers d die Steuerkammer /* Verbinderdampf erhält, so verschiebt sich der jetzt oben mit Hochdruckdampf beaufschlagte Hilfsschieber e abwärts, bis er sich an den Hauptschieber d anlegt. Dabei deckt er die Leitung in ab und öffnet kurz darauf die Leitung o^s nach seinem Ringraum g¹, so daß die Steuerkammer/¹ des Triebkolbens e¹ wieder Verbinderdampf aus der Dampfleitung a^ö über die Entlüftung»** leitung o³, Ringraum g¹ und Bohrung h¹ erhält, nachdem sie kurze Zeit außer Verbindung mit den Dampfleitungen war.

Da nun, wie beschrieben, die Steuerkammer f² des unteren Triebkolbens e² entlüftet ist, der untere Hilfsschieber e³ nur mit Verbinderdampf beaufschlagt ist, so bewegen sich jetzt die Schieber unter dem Einfluß des auf den oberen Hilfsschieber e wirkenden Hochdruckdampfes weiter abwärts und gelangen in die in Abb. 5 dargestellte untere Endlage. Hierbei wird durch den unteren Hilfsschieber e³ die Entlüftungsleitung o⁴ abgedeckt und die vom Hochdruckzylinder kommende Steuerleitung m^l mit dem Ringraum g² dieses Hilfsschiebers verbunden, so daß jetzt auch Verbinderdampf in die Steuerkammer /² eintreten kann. Da aber der obere, größere Triebkolben e¹ ebenfalls mit Verbinderdampf, der obere Hilfsschieber e aber mit Hochdruckdampf beaufschlagt ist, so werden die Schieber in der Endlage der Abb. 5 kraftschlüssig festgehalten. Die Steuerleitung m¹ ist jetzt mit der Steuerkammer f² des unteren Triebkolbens verbunden, so daß, wenn der Hochdruckkolben b^h bei weiterem Abwärtsgange diese Leitung w¹ nach erfolgtem Überschleifen freilegt, Hochdruckdampf durch diese Leitung in die Steuerkammer f- gelangt und den unteren Triebkolben e² beaufschlagt, so daß der Umsteuervorgang in umgekehrter Richtung einsetzt.

Die Ausführungsform der Abb. 6 und 7 unterscheidet sich von den bisher beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung in der Hauptsache dadurch, daß die Hilfsschieber e, e³ derart ausgebildet sind, daß sie in der einen Richtung durch Anstoß vom Hauptschieber, in der anderen Richtung durch Frischdampf gesteuert werden. Hierin liegt gegenüber den Ausführungsformen der Abb. 1 bis 5 der Vorteil, daß die in den Hauptschieber rf eingeschraubten Bolzen e*, e^s mit Anschlagköpfen e^e, e¹ fortfallen, bei denen die Gefahr vorliegt, daß im Betriebe allmählich das Gewinde der Bolzen sich lockert oder zerstört wird. Außerdem ist bei dieser Ausführungsform der Zusammenbau des Hauptschiebers mit den Hilfsschiebern umständlich und schwierig. Deshalb sind gemäß den Abb. 6 und 7 die Hilfsschieber als Differentialkolben in der Weise ausgebildet, daß sie sich mit dem schwereren Kolbenteil auf Bolzen oder Stempeln des Hauptschiebers bewegen können.

Die Hilfsschieber e, 6^% haben hier schwächere Führungskolben e¹⁰, e¹¹, in deren Hohlraum die an dem Hauptschieber d sitzenden Stempel e¹², eⁿ einpassen. Dabei entstehen in den Hilfsschiebergehäusen c¹, c² an den inneren Enden der Hilfsschieber e, e³ Arbeitsräume /⁴,. f⁵, die durch die Entlüftungsleitungen o⁵, o⁸ dauernd mit dem Auspuff A verbunden, also stets druckfrei sind.

to In Abb. 6 befinden sich die Schieber in der unteren Endlage. Der Hochdruckkolben wird über E, p, p¹, ar von oben mit Frischdampf beaufschlagt, ebenso von α¹ aus durch η der Hilfsschieber e, der demzufolge die Schieber

!5 in der dargestellten Endlage kraftschlüssig festhält. Der Niederdruckkolbeii erhält von oben Verbinderdampf aus dem Hochdruckzylinder durch ar, p², r³, p° und α". Der Hauptschieber d ist an beiden Triebkolben c\

so e² mit Verbinderdampf beaufschlagt und ebenso der untere Hilfsschieber e³ in seinem Arbeitsraum f³. Die Zuführung des Frischdampfes wie des Verbinderdampfes ist die gleiche wie bei dem vorhergehenden Aus füllrungsbeispiel und bedarf deshalb keiner wiederholten Erläuterung.

Wenn nun beim weiteren Abwärtsgang des Arbeitskolbensatzes der Hochdruckkolben b^h die S teuer leitung m^x nach erfolgtem Überschleifen freilegt (s. Abb. 7), so strömt dann zunächst Hochdruckdampf durch diese Leitung Ot¹, durch g² und h² in die Steuerkammer f² des unteren Schieberkolbens e². Der Hauptschieber d bewegt sich aufwärts, während der Hilfsschieber e^s unter dem Druck des in der Steuerkammer f² von oben auf ihn einwirkenden Hochdruckdampfes liegenbleibt, so daß also dauernd Hochdruckdampf den Schieber d aufwärts bewegt, bis sein Steuerkolben d³ den Einlaßschlitz p überschleift und die in Abb. 7 dargestellte Lage einnimmt. Dabei ist der obere Hilfsschieber c mit aufwärts geschoben und hat die Entlüftungsleitung ο^Ά mit seinem Ringraum g¹ in Verbin- dung gebracht, so daß nunmehr, nachdem der Steuerkolben dⁱ den Schlitz p° nach dem Auspuff geöffnet hat, die Steuerkammer f¹ des oberen Schiebertriebkolbens e¹ über h¹, g¹, σ³, die Dampfleitung α⁶, Schlitz p^e, Ringraum r⁴ nach dem Auspuff A entlüftet wird.

Jetzt strömt der Frischdampf von E durch Schlitz p, Ringraum r³, Schlitz p- in die Dampfleitung ar und gelangt unter den Hochdruckkolben sowie durch die Leitung n¹, n³ unter den unteren Hilfsschieber e^s, so daß letzterer bei der weiteren Bewegung der Schieber an den Hauptschieber herangedrückt wird, wobei schließlich die Schieber ihre obere Endlage erreicht haben. Die beiden Steuerkammern f¹, f- der Schiebertriebkolban erhalten in dieser Stellung Verbinderdampf, der auch den oberen Hilfsschieber e von oben beaufschlagt. Da aber der untere Hilfsschieber e in seinem Arbeitsraum f³ unter Hochdruckdampf steht, so werden die Schieber in der oberen Endlage kraftschlüssig festgehalten.

In dieser Stellung ist die Steuerkammer Z¹ des oberen Triebkolbens e¹ über h¹ und g^l mit der Steuerieitung m in Verbindung, so daß nach Üiberschleifen und Freilegen dieser Leitung durch den Hochdruckkolben b¹' Hochdruckdampf in die Steuerkammer f¹ eintreten kann und das gleiche Schieberspiel in umgekehrter Richtung beginnt.

Die Abb. 8 veranschaulicht eine weitere Ausbildung der Ausführungsform nach den Abb. 6 und 7, die eine erhebliche Verkürzung der Baulänge der Hilfsschieber und damit der gesamten Schiebersteuerung ergibt. Dieser Erfolg wird dadurch erreicht, daß die dauernd entlüfteten Arbeitsräume/⁴ und /⁵ (Abb. 7) der Hilfsschieber e, e^z nach den Enden der Hilfsschieber verlegt und hier als" Arbeitsräume g³, g·⁴ mit den Ringräumen g¹, g² der Hilfsschieber verbunden sind. Dabei fallen dann die Entlüftungsleitungen o⁵, o⁶ der Arbeitsräume /⁴, f nach den Abb. 6 und 7 fort, was eine Aveitere Vereinfachung der ganzen Steuerung bedeutet. Die Steuerleitungen m und w¹ münden hierbei unmittelbar in die go Steuerkammern/¹,/², wie Abb. 8 unten bezüglich der Leitung Ot¹ zeigt. Die in der gleichen Weise wie vorher bewegten Hilfsschieber e, e^s haben an ihren äußeren Enden verbreiterte Kolben e^u und e¹⁵ und sind an ihren inneren Enden etwas abgesetzt oder verschwächt, so daß sie in ihrer Endlage, wie bei dem unteren Hilfsschieber e³ dargestellt, die Steuerleitungen m, ni^x freilegen können, die bei dieser Ausführungsform dann unmittelbar mit den zugehörigen Steuerkammern Z¹, /² der Triebkolben e¹, e² in Verbindung treten. Die Arbeitsräume der Hilfskolben e^u und e¹⁵ sind hier entsprechend mit f^u und f¹⁵ bezeichnet; mit ihrer nach innen liegenden Fläche arbeiten diese Kolben in Räumen g³, g⁴, die mit den Ringräumen g¹, g² der Hilfsschieber dauernd in Verbindung stehen. In die Hilfsschieber ragen, wie vorhin, die am Hauptschieber d angebrachten Stempel e¹², eⁱ³. Das Schiebergehäuse c und der Hauptschieber d sind ebenfalls etwas verändert. Der Dampfeinlaß E ist mit seinem Einlaßschlitz p aus der Mitte nach oben hin und der Auspufft mit seinem Schlitz p⁷ etwas mehr nach der Mitte verschoben. Der hohle Hauptschieber d hat an seinem oberen Ende zwischen dem Triebkolben e^x und dem obersten Steuerkolben wie bei der Ausführungsform der Abb. 3 bis 5 Schlitze k¹ und ebenso am unteren Ende zwischen dem Steuerkolben dⁱ und dem Triebkolben e²

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Schlitze k². Der Dampfkanal er mit Schlitz p· ist hier nach, unten verlegt, so daß die Schieberschlitze k² sich nach diesem Schlitz öffnen können, wenn der Hauptschieber aufwärts geht. Die Umleitung des Verbinderdanipfes vom Hochdruckzylinder a^h nach dem Niederdruckzylinder aⁿ erfolgt je nach Stellung des Hauptschiebers mit Hilfe der Ringräume r³ und r⁴ des Hauptschiebers d.

ίο In Abb. 8 sind die Schieber in ihrer unteren Endlage dargestellt; der Arbeitskolbensatz der Dampfmaschine bewegt sich abwärts. Der Hilfsschieber e wird auf seinem Kolben e^u in dem Arbeitsraum f^u mit Hochdruckdampf aus der Leitung α¹ und η beaufschlagt und hält die Schieber in der dargestellten Lage kraftschlüssig fest. Die Steuerkammern Z¹ und f- der Schiebertriebkolben e¹, e² haben Verbinderdampf bekommen, die erstere, f^l, aus der Dampfleitung α⁶ über die Entlüftungsleitung o³, den Raum g^s, den Ringraum g¹ des Hilfsschiebers e¹ und 'die Bohrung h¹, die letztere, f², unmittelbar durch die Steuerleitung m¹ aus dem Hochdruckzylinder a^h. Der untere Hilfsschieber e³ wird unten auf seinem Kolbene¹⁵ im Raum/¹⁵ ebenfalls mit Verbinderdampf beaufschlagt. Der über diesen Kolben e¹⁵ befindliche Raum gⁱ mit dem Ringraum g- des Hilfs-Schiebers wird durch die Entlüftungsleitung o⁴, den Dampfkanal α⁵, Schieberschlitz />⁵, Ringraum r³ nach dem Auspufft entlüftet.

Nach Überschleifen der Steuerleitung m¹ durch den Hochdruckkolben b^h erhält die Steuerkammer f² durch diese Leitung Hochdruckdampf, so daß der untere Triebkolben e² mit Hochdruckdampf beaufschlagt wird. Der Hauptschieber d geht aufwärts, und das Schieberspiel läuft dann in der vorher beschriebenen Weise ab.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Gestängelose Schiebersteuerung für doppeltwirkende Kolbenkraftmaschinen mit einem Hauptschieber und zwei an seinen Enden relativ zu ihm beweglichen Hilfsschiebern, welche den Treibmittelein- und -austritt zu den Steuerkammern der an den Enden des Hauptschiebers befindlichen Triebkolben regeln, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Hauptschieberbewegung die Beaufschlagung der arbeitenden Steuerkammern (Z¹, /²) durch den einen und die Entlüftung der nicht arbeitenden Steuerkammern durch den anderen Hilfsschieber erfolgt.
2. 2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung der arbeitenden Steuerkammer (Z¹, /²) des Hauptschiebers (ei) durch den hierbei liegenbleibenden Hilfsschieber (e, e³) geregelt wird, während der hierbei jeweils vom Hauptschieber (d) geschobene Hilfsschieber (e³, e) die Verbindung der nicht arbeitenden Steuerkammer (f², f¹) des Hauptschiebers mit einem Raum niederen Druckes bis über die Mittelstellung des Hauptschiebers (d) hinaus aufrechterhält.
3. 3. Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkammer (/*, /²) des Hauptschiebers (d) zur Füllung wie zur Entlüftung durch Bohrungen (h¹, h²) in dem Schiebergehäuse (c) mit Ringräumen (g¹, g²) an den Hilfsschiebern (e, e³) verbunden sind, welche ihrerseits jeweils entweder zur Zuführung des Treibmittels in die arbeitende Steuerkammer oder zur Verbindung der nicht arbeitenden Steuerkammer mit einem Raum niederen Druckes dienen.
4. ,4. Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsschieber . (e, £³) in Hohlräumen die am Hauptschieber (d) mittels der Schraubenbolzen (fc·⁴, <?⁵) befestigten Anschlagköpfe (C⁶J e⁷) aufnehmen (Abb. 1 bis 5).
5. 5. Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsschieber (e, e³) als Differentialkolben ausgebildet und mit ihren schwächeren Führungskolben (V⁰, e¹¹) auf am Hauptschieber (d) sitzenden Stempeln (e¹², e^u) beweglich sind, derart, daß der jeweils liegenbleibende Hilfsschieber durch Beaufschlagung seiner äußeren Endfläche bewegt wird.
6. 6. Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsschieber (e, e³) an ihren äußeren Enden Kolben (V⁴, e^ls) tragen, deren innere Arbeitsräume (g³, g⁴) mit den Ringräumen (g·¹, g-) der Hilfsschieber verbunden sind, welch letztere außerdem an ihren inneren Enden etwas abgesetzt sind, so daß sie in ihrer Endlage die Steuerleitungen («, m^v) freilegen, die dann unmittelbar in die Steuerkammern (f¹, f²) der Triebkolben (V, e~) des Hauptschiebers münden.

   Hierzu ¹S₁ Blatt Zeichnungen