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Gestängelose Schiebersteuerung für doppelt wirkende Kolbenkraftmaschinen
Es sind gestängelose Schiebersteuerungen für doppelt wirkende Kolbenkraftmaschinen
bekannt, die sich aus einem Hauptschieber und Hilfssteuerorganen, z. B. gegenüber
dem Hauptschieber beweglichen Hilfsschiebern, zusammensetzen, die sämtlich durch
Dampf oder das Treibmittel der Kraftmaschine bewegt werden. Bei dieser Ausbildung
der Schiebergr uppe ist das Anspringen. der Maschine nicht immer gesichert, weil
der Hauptschieber ebenso wie die Hilfssteuerorgane die verschiedenartigsten Stellungen
zueinander und zu -den Dampfern- und -auslaßschlitzen einnehmen können, in denen
die Leitungen zu den Steuerräumen des Hauptschiebers mehr oder weniger abgedeckt
sind, so daß der zum Bewegen des Hauptschiebers erforderliche Treibmitteldruck nicht
oder nicht in erforderlichem Maße zur Wirkung kommt. Beispielsweise könnte in der
Mittelstellung des Hauptschiebers der Dampfeintritt nach beiden Seiten des doppelt
wirkenden Arbieitszylinders abgesperrt .sein. Es könnte aber auch der Dampfeinlaß
nach beiden Zylinderseiten geöffnet sein, so daß sich außerdem durch Drosselvorgänge
Zwischendrücke in den Steuerkammern des Hauptschiebers einstellen können, die ein
Heraussteuern des Schiebers aus dieser Lage unmöglich machen.
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Da bei diesen bekannten gestängelosen Schiebersteuerungen zur Einleitung
der Umsteüerbewegung des Hauptschiebers das Treibmittel dem Arbeitszylinder der
Kraftmaschine entnommen wird, und zwar durch zwei besondere, den Arbeitszylinder
mit dem Schieber-Cr verbindende Leitungen, so ist auch die Lage des Arbeitskolbens
in seinem Zylinder von Bedeutung; denn es besteht nicht nur die Möglichkeit, daß
der Arbeitskolben nach erfolgtem Stillsetzen der Maschine eine dieser Leitungen
in der Zylinderwandung abdeckt, sondern auch, daß er diese beiden Leitungen freilegt,
so daß breientsprechender Stellung der Hilfssteu_erorgane der Hauptschieber auf
beiden Seiten unter gleichen Druck gesetzt, eine Schieberbewegung also unmöglich
wird. Die Stellung der Hilfssteuerorgane ist ebenfalls für diese Verbindung von
Einfluß.
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Die Erfindung will nun die Aufgabe lösen, den Schieber derart auszubilden,
daß der Schiebersatz aus jeder seiner möglichen Lagen und aus jeder Lage des Arbeitskolbens
der Maschine heraus angelassen werden kann und unbeabsichtigte Unterbrechungen des
Steuervorganges
während des Betriebes der Kolb.enkraftmaschine
unmöglich gemacht werden. Diesen Erfolg erreicht die Erfindung dadurch daß die Triebkolben
und die den Dampf einlaß und die Dampfverteilung nach dem Arbeitszylinder oder den
Arbeitszylindern regelnden Kolben verschiedene Durchmesser haben und die Steuerkolben
bezüglich der Lage ihrer Steuerkanten in b:ezug auf die von ihnen gesteuerten, zu
dem Zylinder oder den Zylindern führenden Dampfeinlaßschlitze oder bezüglich der
Breite ihrer überdeckungsfläche zu der Breite des jeweils gesteuerten Dampfeinlaßschlitzes
derart bemessen sind, daß der Schiebersatz entweder durch eine Differemtialwirkung
der Trieb- und Steuerkolben oder durch einseitige Beaufschlagung des Hauptschiebers
bewegt wird. , In Ausführung dieses Erfindungsgedankens werden der oder die Steuerkolben
am Hauptschieber, die die Dampfverteilung regeln, unsymmetrisch zu den an seinen
beiden Enden befindlichen Triebkolben angeordnet, so daß der Hauptschleb.er einige
Einseitigkeit .erhält. In Verbindung hiermit erhalten. die Triebkolben verschieden
große Durchmesser, so daß bei gleichzeitiger Beaufschlagung dies Hauptschiebers
auf beiden Seiten durch diesen Unterschied eine zur Bewegung des- Schiebers ausreichende
Triebkraft entsteht. Zur Erzielung dieser Differentialwirkung können auch gemäß.
der Erfindung die Steuerkolben des Hauptschiebers mitbenutzt werden. Wird der Dampfeinlaß
von einem Kolben gesteuert, so .erhält dann dieser Steuerkolben eine so geringe
Stärke, daß per in keiner Schieberlage diesen Einlaß völlig abdecken kann.
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Schließlich lassen sich diese Ausführungsgedanken für de Erfindung
in der Weise miteinander vereinen, da.ß bei entsprechend einseitig oder unsymmetrisch
ausgebildetem Hauptschieber sowohl der den Dampfeinlaß steuernde Kolben, ,wie vorhin
angegeben, geringe Stärke erhält, -wie auch die Steuer- oder Triebkolben zur Erzielung
der eben erwähnten Differentialwirkung verschieden große Durchmesser ,erhalten.
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Die Zeichnungen geben dem Vorstehenden entsprechend verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung wieder.
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Abb. i zeigt die Erfindung an einer doppelt wirkenden Einzylindermaschine
=mit voll ausgezogenen Hilfsschiebern.
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Abb. z zeigt die Erfindung an einer gleichen Maschine mit eingezogenen,
d. h. am Hauptschieber anliegenden Hilfsschiebern: Abh.3, ¢ und 5 geben, eine Ausführungsform
der Erfindung an einer doppelt wirkenden Zweizylinderverbundkraftmaschine in Tandemanordnung
wieder; sie zeigen die Hilfsschieber an den Enden des Hauptschiebers in drei verschiedenen
Stellungen, nämlich voll .ausgezogen (Abb.3), am Hauptschieber anliegend (Abb. q.)
und in einer dazwischenliegenden Mittelstellung (Abb. 5). Der Steuerkolben des Dampfeinlasses
steht in allen drei Abbildungen so auf dem Dampfeinlaß, daß der Dampf auf beiden
Seiten des Kolbens in das Schiebergehäuse eintritt.
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Die Abb.6 und 7 zeigen die gleiche Ausführungsform mit dem einseitig
ausgebildeten Hauptschieber in Mittelstellung in bezug auf das. Gehäuse, und zwar
Abb. 6 mit voll ausgezogenen Hilfsschiebern, Abb. 7 mit am HauPtschieb,er anliegenden
Hilfsschiebern.
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In der Abb. i ist mit a der Arbeitszylinder einer doppelt wirkenden
Einzylinderdampfmaschine angedeutet, in dem der Arbeitskolben b mit Kolbenstange
bl sich bewegt. Das zugehörige Schiebergehäuse c zeigt bei E den Dampfeinlaß und
bei A den Auspuff. Zur Verbindung des Schiebergehäuses c mit dem Arbeitszylinder
a dienen die Leitungen al und a2 mit den Zw eigleitungen a3, a4.
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In dem Schiebergehäuse c arbeitet der Hauptschieberd, der sich ,aus
vier Kolben, den beiden Steuerkolben d0, dl in der Mitte und den Triebkolben el,
e2 an den beiden Enden, zusammensetzt, so. da.ß zwischen den Kolben -el und
d° ein Ringraum r und zw !.-schen den Kolben d° und dl ein Ringraum r1 entsteht.
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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 obren führende Dampfkanal a1 an den
Schlitz pl, der entsprechende, nach unten führende Dampfkanal a2 an den Schlitz
p2. Der DampfauslaßkanalA ist mit dem Schlitzp3 in Verbindung, der bei jeder Hauptschieberstellung
in den Ringraum r' mündet.
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Der Hauptschieberist hohl; sein Hohlraum k hat ,an beiden Schieb Brenden
Schlitze k1, k2, mit deren Hilfe der Frischdampf vomDampfeinlaß-E und Schlitz p
durch den Hohlraum k, Schlitz p2, Leitung a2 unter den Arbeitskolben b geführt werden
kann. Die Beaufschlagung des Arbeitskolbens von oben erfolgt durch den Dampfkanal
al, Schlitz p1 und Ringraum r, an den der Dampfeinlaß E dauernd angeschlossen ist.
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Der Hohlraum k des Hauptschiebers ist oben und unten durch die Triebkolbenel,e2
abgeschlossen, von denen der erstere einen erheblich größeren Durchmesser hat als
der zweite. Die Schieberschlitze k1 liegen zwischen dem oberen Triebkolben e1 und
dem Steoerkolbend°, die Schieberschlitze k2 zwisehen
dem Steuerkolben
dl und dem Triebkolben e=.
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Die Zeichnung läßt erkennen, daß der Steuerkolben d0 einen kleineren
Durchmesser hat als der obere Triebkolbenel sowie daß der zweite Steuerkolben dl
noch kleiner ist und den gleichen Durchmesser hat wie der untere Triebkolben et.
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An das Schiebergehäuse c schließen sich oben und unten im Querschnitt
schwächere Hilfsgehäuse cl und c2 an, in welchen die Hilfsschieb.er.e und e 3 arbeiten;
diese Hilfsschieber sind hohl, und ihr Hohlraum ist an der Außen-, d. h. dem Hauptschieber
d abgekehrten Seite durch Gewindepfropfen eR und e3 dampfdicht abgeschlossen. In
die Enden des Hauptschiebers d sind Mitnehmerbolzen e4 und .e5 neingeschraubt, die
in die Hohlräume der Hilfsschieber e, e3 hineinragen und hier Anschlagköpfe es;
e7 tragen. Diese Anschlagköpfe wie ;auch die Mitnehmerbolzen e4, e5 sind in den
Hilfsschiebern e, e3 derart geführt oder ausgebildet, daß das Treibmittel in den
Hohlraum der Hilfsschieber eintreten und ihn füllen kann.
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Außen hat jeder Hilfsschiebere, e3 je seine Ringnut g1 bzw. g=, die
zeitweilig mit den zu dem Auslaßkanal A führenden Entlüftungskanälen o, o° in Verbindung
treten kann.
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Die Arbeitsräume der Hilfsschieber e und e3 sind mit f (oben) und
f3 (unten) bezeichnet, während die Steuerkammern der Triebkolben e1 und e2 des Hauptschiebers
mit f1 (oben) und 12 (unten) bezeichnet werden sollen. An die in den Hilfsschiebergehäusen
cl, c° liegenden Arbeitsräume f, f der Hilfsschieber schließen sich Leitungen
n, @nl mit Zweigleitungen ttt, it3 an, die von den Dampfleitungen a1, et ausgehen.
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In die Steuerkammern f1, f= der Hauptschieherkolben:el, et münden
Bohrungen hl, h', die in den Hilfsschiebergehäusen cl, c2 untergebracht sind und
.an ihrem anderen Ende mit den Ringnutengl, g° der Hilfsschieber dauernd in Verbindung
stehen. Diese Ringnuten gl,g2 können ferner bei entsprechender Stellung der Hilfsschieber
mit Leitungen m, ml in Verbindung treten, die von dem Arbeitszylindern ausgehen
und dort in einer solchen Entfernung von den Zylinderdeckehl münden, daß der Arbeitskolben
b bei Annäherung an seine beiden Totpunktlagen sie nach erfolgtem Überschleifen
freilegt. Die Länge der Ringnuten g1, g 2 der Hilfsschieber ist so zu bemessen,
daß sie niemals gleichzeitig mit den Leitungen m, nzl und o1, .o= in Verbindung
treten können.
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In Abb. i ist der 'Hauptschieber d in Mittelstellung und die beiden
Hilfsschieber voll ausgezogen in ihren Endlagen dargestellt. Der durch
E und p eintretende Dampf füllt also den Schieberringraumr und den Schieberhohlraum
k. .Infolge der symmetrischen Ausbildung des Hauptschiebers stehen hierbei die Steuerkolb,en.do,
dl so, daß sowohl der zur Leitung a1 führende Schlitz p1 wie der zur Leitungut führende
Schlitzpt etwas geöffnet ist. Der Dampf gelangt also durch die beiden Leitungen
a1 und u2 in den Arbeitszylinder und beaufschlagt den Arbeitskolben b von beiden
Seiten gleichmäßig. Durch die Leitungen m und ml strömt nun der'Dampf aus dem Zylinder
wieder nach dem Schiebergehäuse und gelangt durch die Ringräume g 1, g t der Hilfsschieber
e, e3 und die sich anschließenden Bohrungenhl, 1t° in die Umstenerräume il, f=,
so daß also die beiden Triebkolben e1, e= des Schiebers beaufschlagt werden. Aus
den Dampfleitungen u1, et strömt der Dampf gleichzeitig auch durch die von diesen
ausgehenden Leitungen n, st' in die Umsteuerräume f, f-' der Hilfsschieber, die
also nunmehr von beiden Seiten gleich beaufschlagt sind.
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Infolge der verschiedenen Größe der Triebkolben e1, e° ergibt sich
jetzt eine Differentialwirkung, unter deren Einfuß der Hauptschieber sich abwärts
bewegt. Der Triebkolben,e2 muß in seinem Durchmesser um soviel kleiner sein als
der Triebkolben e1, und zwar kleiner als der Steuerkolben d0, um eine entgegengesetzt,
nämlich. aufwärts gerichtete Differentialwirkung zwischen den beiden Kolben e1 und
d0 mit Sicherheit übenvinden zu können. Wenn sich nun der Hauptschieber nach unten
bewegt, so wird der Schlitz p1 mit Leitungal voll geöffnet, der Schlitzpt mit Leitung
a2 aber über den Ringraum r1 mit dem Auspuff A verbunden. Der Arbeitskolben @erhält
also jetzt nur von oben durch a1 Dampf. Dadurch, daß bei dieser Verschiebung zunächst
die Dampfleitung a2 mit dem Auspuff A verbunden wird, wird nicht nur über h2, g=
und ml der Umstenerraum f °, sondern auch über rtl, et der Umsteuerraum ß des Hilfsschiebers
entlüftet. Der Schiebersatz kann sich also abwärts bewegen, wobei der Hauptschieber
den oberen Hilfsschieber e mitnimmt. Hierbei wird zuerst die Verbindung zwischen
dem Umsteuerraüm f1 und dem Arbeitszylinder dadurch unterbrochen; daß der Ringraumgl
nicht mehr mit der Leitung m in Verbindung steht. Kurz danach tritt dieser Ringraum
g1 mit der Entlüftungsleitung o1 in Verbindung, so daß dann der Umsteuerraum f 1
über hl, g1 und o1 entlüftet wird. Es wirkt dann nur noch Frischdampf aus der Leitung
n auf den Hilfsschiebere, der dabei an den Hauptschieber herangeführt ist und den
Schiebersatz in seiner unteren Endstellung kraftschlüssig festhält, bis vom Arbeitskolben
im Arbeitszylinder die .Leitung ml freigegeben wird, durch die Zylinderdampf im
Umsteuerraum
f2 den Triebkolb-ene2 beaufschlagt. Dadurch wird die
Umsteuerbew egung des Schiebersatzes eingeleitet. Der Schiebersatz bewegt sich hierbei
aufwärts, wobei zunächst der Hilfsschieberes in seiner unteren Endlage festgehalten
wird, da sein Umsteuerraum f3 noch entlüftet ist, während von oben der in den Umsteuerraum
f-' " eintretende Zylinderdampf auf ihn drückt. Der Hauptschieber bewegt sich zunächst
so weit, bis sein unterer Anschlagkopf e7 innen an den Hilfsschieberei anschlägt.
Das Spiel der Anschlagköpfe es, e7 in den Hilfsschiebern e, e3 ist so bemessen,
daß 'der Hauptschieber seine Mittelstellung etwas überschritten hat, wenn der Anschlagkopf
es oder e7 an den festgehaltenen Hilfsschiebern e, e*-anschlägt. Bis zu diesem
Augenblick wirkt der Zylinderdampf dauernd auf den Triebkolben e2, dessen gesamte
Fläche einschließlich des Anschlagkopfes e7 beaufschlagt ist, so daß also die Umsteuerbelvegung
des Hauptschiebers unter allen Umständen erzielt wird. Bei dieser Aufwärtsbewegung
wird die Leitung a1 über den Schlitz p1 und den' Ringraum r1 mit dem Auspuff verbunden,
während andererseits die Leitung ,a2 über den Schlitz p2 und die Schieberschlitze
k2 mit dem Hohlraum des Hauptschiebers in Verbindung tritt, so daß der Frischdampf
durch E , hl und k2 sowie p2 und a' unter den Arbeitskolben
b gelangt. Der verbrauchte Dampf geht über den Arbeitskolben durch Leitung
a1, Schlitz p1, Ringraum r' und Schlitz p3 zum Auspuff Dabei wird ,auch der Arbeitsraum
f des Hilfsschiebers e entlüftet, und zwar durch die an den Dämpfkanalel sich anschließende
reitung n bzw. n2. Der Umsteuerraum f l des Triebkolbens e1 bleibt bei dieser Bewegung
in der angedeuteten Weise, mit dem Auspuff in Verbindung.
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Da nun der Dampf durch die Leitunga-' zu dem Arbeitszylinder strömt,
wird auch die untere Endfläche des Hilfsschiebers e3 in dem Arbeitsraum
/33 des Hilfsschiebergehäuses c2 durch die Leitungnl, n3 beaufschlagt, so
daß der Hilfsschieberes auf beiden Endflächen den gleichen Dampfdruck hat.
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Demnach bewegt sich der Hauptschieber weiter nach oben ;,und nimmt
den Hilfsschiebere3 zwangsläufig mit, wobei er gleichzeitig den oberen Hilfsschieber
vor sich her schiebt. Dieser deckt nunmehr die Entlüftungsleitung o1 ab; unmittelbar
darauf wird der Ringraumgl des Hilfsschiebers e mit der Leitungm verbunden, so d,äß
der Umsteuerraum f t des Triebkolbens et .auch jetzt wieder über die Bohrunghl,
den Ringraumgl; die Leitung m, den Arbeitszylinder a, Kanal. a1, Schlitz
p1, Ringraum r1 und Schlitz p3 mit dem Auspuff A verbünden ist. Der Arbeitsraum
f
des' Hilfsschiebers e ist dabei gleichfalls mit dem Auspuff verbunden, und
zwar durch die an den Dampfkanal a1 angeschlossene Leitung n.
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Der vom Hauptschieber zwangsläufig mitgenommene Hilfsschieber e3 schließt
zunächst die zu dem Ringraum g2 führende Leitung m' ab, so daß ,also kein Dampf
mehr in den Umsteuerraum f2 des Triebkolbens e= zuströmen kann. Kurz darauf kommt
der Ringraumg2 des Hilfsschieberse3 mit der Entlüftungsleitung o9 in Verbindung,
so daß der gespannte Dampf in der' Steuerkammer f nach A entweicht. Dadurch verlangsamt
sich die Bewegung dies Hauptschiebers, da in diesem Augenblick nur seine lebendige
Kraft wirkt. Gleichzeitig aber mit der Entlüftung des Umsteuerraumes f= wird der
Hilfsschieber es durch den auf seine untere Endfläche wirkenden Frischdampf aufwärts
geführt, so daß er sich gegen den Hauptschieber anlegt und ihn unter dem Druck des
dauernd einwirkenden Frischdampfes in seine obere Endstellung bringt. Hauptschieber
und Hilfsschieber haben dann ihre obere Endstellung erreicht, in der sie durch den
auf den Hilfsschieber es im Umsteuerraum f3 wirkenden Dampf kraftschlüssig festgehalten
werden. Die umgekehrte Bewegung setzt dann ein, wenn der Arbeitskolben b nahe am
Ende seiner Aufwärtsbewegung die Leitung m freigibt, durch die der Umsbeuerraum
/t des oberen Triebkolbens e1 Zylinderdampf erhält.
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Die Abb. 2 zeigt den Hauptschieber d in seiner Mittelstellung mit
dicht anliegenden Hilfsschiebern. Der durch E und p eintretende Dampf füllt also
den Schieberringraum Y und den Schieberhohlraum k. Infolge der symmetrischen
Ausbildung des Schiebers stehen @ebenso wie nach Abb. r in. seiner Mitellage die
Steuerkolb;endo, dl so, daß sowohl der zur Leitungal führende Schlitz p1 wie der
zur Leitung a2 führende Schlitz etwas geöffnet ist. Demnach gelangt der Dampf durch
@al und a2 in den Arbeitszylinder und beaufschlagt den Arbeitskolben b von beiden
Seiten gleichmäßig.
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Durch die Leitungen n, n1 strömt der Dampf in die Arbeitsräume f,
f s der Hilfsschieber e, e3. Die Umsteuerräume f1, f2 der Schlebertriebkolbenel,
e2 sind, wie dargestellt, über die Bohrungen fzl,112, die Schieherringräume g 1,
g2 und die Entlüftungsleitungen o1, o' !an den Auspuff -4 angeschlossen, also entlüftet;
der Schieber steht also auf beiden Enden unter gleichem Druck. Seine Bewegung wird
durch die Differentialwirkung der Kolben e1 und tl° ermöglicht; der Schieber d bewegt
sich demnach aufwärts in Abb. 2, so daß die Leitung u1 über p1, den Ringraum r1,
den Schlitz p5 mit dem Auspuff in Verbindung tritt, der Zylinder
a
als(. über dem Kolben b entlüfte= wird. Andererseits öffnet der Steuerkolben dl
den Schlitz p° vollständig. Der Dampf strömt durch a= unter den Kolben b in der.
Arbeitszylinder und durch die Leitung n1 unter den Hilfsschieber e3, der die Aufwärtsbewegung
des Schiebersatzes bei entlüftetem Arbeitsraum/ und /'auf der Oberseite vollende;
und den Schieb.ersatz in seiner oberen Endstellung kraftschlüssig festhält, bis
der aufwärts gehende Arbeitskolben die Leitung nt überschliffen und freigegeben
hat. Dann strömt, wie vorhin beschrieben, Dampf aus dem Arbeitszylinder durch
in, g1, hl in den Umsteuerraum 1l, so daß der obere Triebkolben e1 beaufschlagt
wird und die Umsteuerbewegung des Schiebers nach unten einleitet. Dies -weitere
Schieberspiel erfolgt dann in der vorhin beschriebenen Weise.
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In den Abb. 3 bis 7 ist die Erfindung an einer doppelt wirkenden Zweizylinderverbundkra.ftmaschille
mit Tandemanordnung dargestellt.
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Die Dampfmaschine setzt sich zusammen aus dem Hochdruckzylinder aj=
rnnit Arbeitskolben bli und Kolbenstange b1,'- und aus dem Niederdruckzylilider
an mit Arbeitskolben b1 und Kolbenstange bln. Die beiden Arbeitskolben sind
durch die Kolbenstange bit, miteinander verbunden, so daß die Maschine in Tandemanordnung
arbeitet.
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Die Schiebergruppe besteht auch bei dieser Ausführungsform der @Erflndung
aus dem im Schiebergehäuse c arbeitenden Hauptschieber d und den beiden in den Hilfsschiebergehäusen
cl, c2 arbeitenden Hilfsschiebern @, e3. Letztere haben die gleiche Bauart, wie
sie in den Abb. i und 2 dargestellt ist, und stellen in der gleichen Weise durch
die Bolzen e1, .-5 mit Anschlagköpfen el,, e7 mit dem Hauptschieber in Verbindung.
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Der Hauptschieberd hat hier außer den an seinen Enden befindlichen
Triebkolben e1, e= drei Steuerkolben d=, d@, d4, zwischen denen die Ringräumer=
und i-3 liegen. Zwischen dem untersten Steuerkolben d4 und dem Tri@ebkolben e2 befindet
sich ein dritter Ringraum Y4.
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Der Hauptschieber d ist innen hohl; sein Hohlraum k endet oben in
die zwischen dem oberen Triebkolben e1 und dem anliegenden Steuerkolben d2 befindlichen
Schlitze hl und unten in die zwischen dem untersten Steuerkolben d4 und dem Triebkolben
e= angeordneten Schlitze k=.
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Das Schiebergehäuse c zeigt in der Mitte den Dampfeinlaßkanal E mit
Einlaßschliiz p. Von dem Schlitz p1 führt die Dampfleitung a1 mit Zweigleitung a3
zum oberen Ende und von dem Schlitz p2 die Dampfleitung a2 mit Zweigleitung a4 zu
dem unteren Ende des Hochdruckzylinders all. Wie vorher führen von diesen Dampfleitungen
a1 und a= die Leittra-gen it, tzl mit Z«#eigleitungen n2, n3 zu den
Arbeitsräumen f, f3 der Hilfsschieber e, el. Desgleichen sind auch
hier die Steuerleitungen m, ntl in der gleichen Lage an den Hochdruckzylinderah
angeschlossen und führen in der vorher beschriebenen Weise zu den Hilfsschieb:ergehäusen
cl, c-°.
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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 p3 im Schiebergehäuse mit Dampfleitung a3 und andererseits
der Schlitz p6 mit Dampfleitung a6. .
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Zur Entlüftung der Steuerkammern f l und f 2
der Hauptschiebertriebkolbenel,
e2 sind Leitungen o3, o¢ vorgesehen, von denen die erstere an die Dampfleitung a6,
die zweite an die Dampfleitung a5 zum Niederdrud-,zylinder über Kreuz angeschlossen
sind. Der mittelste Steuerkolben d3 steuert den Dampfeintritt durch den Schlitz
p; seine Stärke ist geringer als die Breite des Schlitzes p, so daß also dieser
Schlitz von dem Kolben d3 niemals vollkommen abgedeckt werden kann. Die beiden Steuerkolben
d2 und d4 steuern die Dampfleitungen nach dem i'\Tiederdruckzylinderan, haben also
die Aufgabe, die zu den Leitungen a5 und a6 führenden Schlitze und p6 des Schlebergehäuses
abwechselnd zu überdecken und wieder freizulegen. Die Steuerkolben d2 und d4 sind
hier unsymmetrisch zu dem Steuerkolben d3 angeordnet, so daß die Schlitze p5, p6,
die zu dem Dampfeinlaßschlitz p symmetrisch liegen, niemals gleichzeitig Dampf zum
Niederdruckzylinder führen können.
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Außerdem liegen die Steuerkolben d=, d4 auch unsymmetrisch zu den
Triebkolben e1, C=-, da gemäß der hier veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung
die Entfernung zwischen dem Steuerkolben d4 und dem Triebkolben.e2erheblich größer
ist als die Entfernung zwischen dem St@euerkolbend2 und dem Triebkolben e1. Schließlich
ist hier ebenso wie gemäß Abb. i und 2 der Triebkolben e° kleiner als der ihm zunächstliegende
Steuerkolben d4.
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In den Abb. 3 bis 5 ist der Schieber nicht in seiner Mittellage in
bezug auf sein Gehäuse dargestellt; er steht aber so, daß sein Steuerkolben d3 gerade
über dem Dampfeinla.ßschlitz p liegt und infolge seiner geringen Stärke den Dampf
nach beiden Seiten in die Ringräume r2, r3 eintreten läßt.
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Sind nun die Hilfsschieber ,e, e3 gemäß Abb:3 voll ausgezogen, so
ergibt sich folgende Dampfverteilung; Infolge der unsymmetrischen Lage der Steuerkolben
c12, d4 am Hauptschieber d erhalten
aus dem Schieberringraum
r2 die Dampfleitungenal und a5 sowie aus dem Ringraumr3 die Leitung a2 Dampf. Der
HOChdruckkolben blt wird also auf 'beiden Seiten, der Niederdruckkolben b11 von
unten mit Frischdampf beaufschlagt. Der- Niederdruckzylinderan steht über seinem
Arbeitskolben durch die Leitung a6, Schlitz p6, Ringraum r4 mit dem Auspuff A in
Verbindung. Demnach muß sich der Arheitskolbensatz bei dieser Schieberstellung zunächst
immer aufwärts bewegen.
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Die beiden Hüfsschieber@e,e3 #erhalten aus den Dampfleitungen al und
a2 durch die Leitungen n, atl Frischdampf, ebenso bei der dargpstellten Arbieitskolbenstellung
die beiden Umsteuerräume f1, f2 der Schiebertriebkolben e1, e2 aus dem Hochdruckzylinder
durch m, g1, Itl oder ml, g=; ft2. Alle Schiebierarbeitsräume stehen also
unter gleichem Druck. Infolge des .Größenunterschiedes zwischen den Triebkolbenel
und E2 und des von ,dem Steuerkolbend4 und dem Tri-ebkolben.e2 gebildeten Differentials.
bewegt sich der Hauptschieberd abwärts; infolge ;dieser Logenveränderung tritt der
Frischdampf jetzt nur noch in die Leitungal. Der'- Schieberringraum r3 verbindet
die Leitungena2 und a6, welch letztere vom Auspuff A abgeschaltet ist, so daß sich
also der unter dem Hochdruckkolben an befindliche Dampf über dem Niederdruckkolben
bn @entspannen kann. Die Leitung a5 und .der Raum unter dem Niederdruckkolben werden
jetzt über die Schieberschlitze hl, den Schieb.erhohlraum k und die Schlitze k=
nach A entlüftet. Infolgedessen wird der Hochdruckkolbenah jetzt nur von oben beaufschlagt;
ebenso wird der Niederdruckkolben btt jetzt von oben durch den unten dem Hochdruckkolben
alt expandierenden Dampf beaufschlagt, der Niederdruckzylinder unterhalb seines
Arbeitskolbens entlüftet. DerArbeitskolbiensatz wechselt also seine anfängliche
Bewegung und geht abwärts.
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Der auf den Hilfsschieberei wirkdnde ursprüngliche Frischdampf expandiert
in dieser Stellung durch .n1- ebenfalls nach dem Niederdruckzylinder, ebenso wie
der .den Umsteuerraum f2 füllende Dampf über ml, :den Hochdruckzylinder, weiter
:a2, r3 und a6. Die Verbindung des Umsteuerraumes /l mit dem Hochdruckzylinder :alt
durch die Leitung m
wird bei diesem Abwärtsgehen des Schiebersatzes unterbrochen;
statt dessen tritt die EntliUftungsleitüng,o3 mit dem Umsteuerraum f1 über g1, itl
in Verbindung, so daß sich auch der in diesem Umsteuerraum befindliche Dampf nach
-dem Niederdruckzylinderentspannt. Der Hilfsschieber e dagegen wird durch n von
a1= aus mit. Frischdampf beaufschlagt und hält .demnach den Schiebersatx iri seiner
unteren Endstellung kraftschlüssig fest; bis durch Freilegen der Leitung ml durch
den abwärts gehenden Hochdruckkolben die Umsbeuerbewegung des S.chiebersatzes .>,n.
der vorhin. beschriebenen Weise eingeleitet wird.
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In Abb.-q. ist der Hauptschieber d in der gleichen Stellung -wie in
Abb.3 dargestellt; die Hilfsschieber liegen aber hier am Hauptschieber an.
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Die beiden Arbeitszylinder erhalten infolge der Lage der Steuerkolben
d=, d3, d4 zueinander demnach in der gleichen Weise wie nach Abb.3 Dampf,
so d.aß der Hochdruckkolben blt beiderseits, ,der Nieder druckkolben b1L von unten
beaufschlagt wird. Ebenso ist der Niederdruckzylinder über seinem Kolben durch a6,
p6, r4, p7 nach A entlüftet. Es ändert sich nur die Beaufschlagung der Umsteuerräume/',
/2; denn die beiden Hilfsschieber e, e' werden genau wie vorhin durch die Leitungenat
und itl von den Leitungezlal, a2 aus in ihren Arbeitsräumen f, f3 mit Frischdampf
beaufschlagt; der Umsteuerraum f 2 erhält hier Dampf durch die Entlüftungsleitung
o¢ aus der unter Dampf stehenden Leitungaä. Der Umsteuerraum il dagegen wird über
fil, g1, die Entlüftungsleitung o3 nach a6 und weiter über p6, r4, p7 nach A entlüftet.
' Demnach sind unten beide Schieb.erarbeits- und Umsteuerräume f2, f3, oben nur
der Arbeitsraum f des Hilfsschiebers e mit Dampf gleichen Druckes beaufschlagt.
Der Schiebersatz bewegt sich also aufwärts. Dadurch wird der Dampf nach a1 und a5
abgesperrt; beide Leitungen bleiben aber .durch den Schieberringraum r2 in Verbindung,
so daß der Dampf von oben aus dem Hochdruckzylinder in den Niederdruckzylinder unter
dessen Kolben entweichen kann. Durch aal wird der Hochdruckkolben blt von unten
beaufschlagt; der Arbeitskolbensatz bewegt sich nach oben. Die Entlüftung des Niederdruckzylinders
über seinen Kolben über a6, p6, p7 findet #veiter statt.
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Der Hilfsschiebere wird entlastet, da sich der ihn bieaufschlagende
Dampf über it, a1, r2, a5 ebenfalls nach dem Niederdruckzylinder entspannt. Der
Umsteuerraum f 1 kommt bei entsprechender Aufwärtsverschiebung des Hilfsschiebers
durch lal, g1, m mit dem oberen Hochdruckzylinder ah in Verbindung, erhält also
jetzt Verbinderdampf, desgleichen auch der Umsteuerraiun f2 über h2, g2, o4 aus
der Leitung a5. Der Hilfsschieber e3 wird durch Leitung ttl von a2,aus mit
Frischdampf b.eaufschlagt und hält infolgedessen den Schiebersatz in seiner oberen
Endlage kraftschlüssig fest, bis in der vorhin beschriebenen Weise das neue Schieberspiel
beginnt.
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In Abb. 5 sind die Hilf sschiebere, e3 in einer Mittellage zwischen
Hauptschieber und
Gehäusedeckel dargestellt, und zwar derart, daß
ihre Ringräume g 1, g 2 gerade zwischen den Leitungen m und o3 und ml und o4 liegen,
so daß ,also die Umsteuerräume il, f' weder Dampf enthalten noch Entlüftet werden.
Dadurch wird verhindert, daß sich in den Umsteuerräumen f l, 12 Zwischendrücke
einstellen.
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Die Beaufschlagung des Arbeitskolbensatzes ist natürlich ebenso wie
vorhin, d. h. der Hochdruckkolben ist beiderseits, der Niederdruckkolben von unten
mit Dampf beaufschlagt, von oben, wie vorhin, entlastet.
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Beide Hilfsschieber e"e werden durch n, a1 oder ttl, a2 mit
' Frischdampf beaufschlagt, demnach an den Hauptschieber d von beiden Seiten herangetrieben,
und es ergibt sich die Gesamtstellung der Abb. 4, so daß also auch bei dieser Lage
der Hilfsschieber und des Hauptschiebers die Maschine anspringen kann.
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Wesentlich ist, wie sich aus vorstehendem ergibt, die Unsymmetrie
in bezug auf die überdeckungen der nach dem Niederdruckzylinder führenden Schlitze
und Leitungen;, durch die erreicht wird, daß, wenn der Einl:aßsteuerkolben d3 in
der Mitte über dem Dampfeinlaßschlitz p steht, der Hochdruckkolben beiderseits,
der Niederdruckkolben nur von unten beaufschlagt wird, während der Raum über dem
Niederdruckkolben mit dem Dampfauslaß A verbunden ist, so daß die Maschine anspringt.
Die Schieberbewegung ist hierbei von der Stellung der Hilfsschieber e, e3 insofern'
abhängig, als bei ausgezogenen Schiebern der Größenunterschied der Triebkolben e1,
e=' bzw. das vom Steuerkolbend4 und Triebkolbene22 gebildete Differential zur Wirkung
kommt, während bei oder in einer Mittelstellung befindlichen Hilfsschiebern eine
einseitige Beaufschlagung des Hauptschiebers erfolgt. Damit nun bei der dargestellten
Lage der Steuerkolben am Hauptscbleber das durch die Kolben d4, e2 gebildete Differential
die Schieberbewegung im richtigen Sinne einleitet, muß gemäß der Erfindung das Differential
zu den Steuerkolben derart angeordnet sein, daß bei der durch das Differential bewirkten
Schieberbewegung die zum Niederdruckzylinder führenden Dampfleitungen a5, a' umgesteuert
werden und gleichzeitig eine Entlüftung der beaufschlagten Steuerkammern f2 erfolgt.
Das Differential wirkt hierbei nach dem Auspuff A hin; der Raum zwischen dem Steuerkolben
d4 und dem Triebkolben e2 steht, wie schon bemerkt,. dauernd mit dem Auspuff in
Verbindung.
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Die Stellung des Arbeitskolbensatzes kann das Anspringen der Maschine
nicht beeinträchtigen. Wenn z. B. bei ausgezogenen Hilfsschiebern nach Abb.3 der
Hochdruckkolben blt die Leitung in oder ml abdecken würde, so würde dann der zugehörige
Umsteuerraum f l oder f 2 nicht mit Frischdampf beaufschlagt werden. Der Hauptschieber
wäre dann nur auf einer Seite beaufschlagt, müßte sich also .aus der dargestellten
Lage bewegen.
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In den Stellungen nach den Abb. 4 und 5 sind die Leitungen m, m1 durch
die Hilfsschiebere,e3 bereits abgesperrt, so daß ihre überdeckung im Arbeitszylinder
keinerlei Einfluß haben kann.
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In den Abb. 6 und 7 ist der Hauptschieber in seiner Mittellage zu
dem Schiebergehäuse dargestellt, und zwar in Abb.6 mit ausgezogenen, in Abb.7 mit
anliegenden Hilfsschiebern. Im übrigen ist hier alles ebenso wie in den Abb. 3 bis
5.
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In dieser Schieberinittellage (Abb. 6) ergibt sich nun bei der unsymmetrischen
Anordnung der Kolben am Schieber, daß der in das Schiebergehäuse durch E eintretende
Dampf aus dem Schieberringraumr2 in die Leitungar und in die Leitung a5 gelangen
kann. Der Hochdruckkolben bh wird also von oben, der Niederdruckkolb;en bn von unten
beaufschlagt. Die Leitunga2 des Hochdruckzylindersalt ist durch den Ringraum r3
sowohl gegen den Dampfern- wie -auslaß abgesperrt, während der Niederdruckzylinder
über seinen Kolben über es, p', Y1, p7 nach A entlüftet ist.
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Da der Raum unter dem Hochdruckkolben bit, wie g@esa,,t, völlig @abgesperrt
ist, so gilt dies auch für die mit diesem Raum durch a2, n1 und ml, g=, 7z2 verbundenen
Scbieberräume ß und /2. Der Scbiebersatz ist also an der Unterseite drucklos,
denn die jetzt Frischdampf führende Entlüftungsleitung o4 wird durch den Hilfsschieber
e3 abgedeckt.
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Dagegen ist der Schiebeersatz auf der oberen Seite mit Dampf beaufschlagt,
und zwar der Hilfsschieber e von a1 über n und der Umsteuerraum f l und der
Triebkolben e1 vom Hochdruckzylinder alt über m, g1, ltl. Demzufolge
bewegt sich der Schieber abwärts und sperrt zunächst den Dampfzufluß durch a5 unter
den Niederdruckkolben ab, um dann die Leitung a5 mit den Kolbenschlitzen k1 zur
überdeckung zu bringen, so daß der Niederdruckzylinder an der Unterseite über a5,
p5, ftl, k, h2,. 14, p7 nach A entlgftet wird. Gleichzeitig wird a5 gegen
den Auspuff abgesperrt und durch den Ringraum r3 mit der Leitung a2, die ebenfalls
drucklos ist, in Verbindung gebracht.
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Der bei dieser Bewegung abwärts gehende Hilfsschieber trennt den Umsteuerraum
il durch Abdecken der Leitung m von dem Hochdruckzylinder und bringt ihn durch die
Entlüftungsleitung o3 mit der zum Niederdruckzylinder führenden Leitungar in Ver-
Bindung,
so daß der im. Umsteuerraum f1 befindliche Hochdruckdampf nach dem Niederdruckzylinderexpandieren
kann.
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Der Hilfsschiehere steht aber dauernd durch It von a1 aus unter Frischdampfdruck
und hält demnach den Schiehersatz in seiner unteren Endstellung bis zum nächsten
Schieberspiel kraftschlüssig fest.
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Die Abb. 7 zeigt den Hauptschieberdd in der ,gleichen Lage wie Abb.
6, jedoch mit anliegenden Hilfsschiebern. Es ändert sich demnach nur die Beaufschlagung
des Schiebersatzes.
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Der Hochdruckkolben blt wird von oben beaufschlagt, der Raum unter
ihm ist wie vorhin abgesperrt; der - Ni:ederdruckkolben wird von unten beaufschlagt
und ist oben entlastet. Der Hilfsschieber e erhält, wie vorhin, durch it von a1
aus Frischdampf. Infolge der veränderten Lage dieses Hilfsschiebers wird der Umsteuerraum
f l des Triebkolbens e1 über %t1, g'1, die Entlüftungsleitung o-, weiter a6, p6,
tue, p7 nach A entlüftet.
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Dagegen steht der Umsteuerraurn f' des Triebkolbens e2 über 1a2, g'2,
o4 mit der jetzt unter Dampf stehenden Leitung a5 in Verbindung; der Triebkolbel122
.wird also mit Dämpf vom gleichen Druck wie der Hilfsschieber e beaufschlagt - und
bewegt den Schieber aufwärts. Der Arbeitsraum f 3' des Hilfsschiebers e3 ist hierbei
durch seine Verbindung itl mit a2 ebenso ,ausgeschaltet wie der Raum unter dem Hochdruckkolben
blt.
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Durch die Aufwärtsbewegung des HauptscIii:ebers d . wird der Dampfeinlaß
umgesteuert; der Dampf gelangt jetzt durch a2 unter den Hochdruckkolben. Die Leitungal
bleibt durch den Ringraum r2 mit der Leitung a5 in Verbindung, so daß der Dampf
über den Hochdruckkolben nach dem Niederdruckzylinder expandieren kann. Damit sinkt
auch der Druck über dem Hilfsschieber.e und im Umsteuerraum f', die beide jetzt
Verbinlerdruck bekommen. Der Hilfsschieberei wird von a° .aus übern' mit Frischdampf
beaufschlagt und hält den Schebersatz in seiner oberen Endlage bis zum nächsten
Schieberspiel kraftschlüssig fest.
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Die Stellung des Arbeitskolbensatzes ist auch in diesem Falle für
das Anspringen der Iflaschine unwesentlich. Die Leitung ml könnte, y3,ie die Abb.
6 und 7 zeigen, von dem Hochdruckkolben blt abgedeckt sein, ohne daß sich irgend
;etwas in der vorhergehenden Darstellung ändert, da diese Leitung bei jeder Stellung
der Hilfsschieber drucklos ist. Bei anliegenden Hilfsschiebern nach Abb. ; ist die
Leitung m durch den Hilfsschieber 2 abgesperrt; ihre LSbexdeckung durch den Hochdruckkolben
wäre also wirkungslos. - Bei ausgezogenen Hilfsschiebern (Abb.6) würde die Überdeckung
der Leitung m durch den Hochdruckkolben blt zur Folge haben, daß nur der Hilfsschiebene
beaufschlagt wird, der dann die Schieberbe wegung einleiten würde.