DE68477C - Steuerung für Dampfmaschinen mit durch den Grundschieber veränderlicher Expansion und veränderlicher Voreinströmung durch stellbare Hilfseinströmungsplatten - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Alle Dampfvertheilungsmittel (Steuerungen), welche von Excentern bedient werden und mit gewöhnlichen Flachschiebern arbeiten, müssen stets, wenn sie unter günstigen Umständen verharren sollen, eine gewisse, je nach Wunsch grofse oder kleine Voreinströmung geben können, die Dampf kanäle müssen für alle Füllungs- bezw. Expansionsgrade weitmöglichst geöffnet werden und der Druck in den Cylindern sich so wenig als möglich von demjenigen im Kessel entfernen.

Nun aber bieten alle Steuerungen mit Excenterantrieb und Flachschiebern und im besondern die Stephenson-Coulisse trotz aller ihnen eigenen Vorzüge ernstliche Uebelstände, sobald man sie benutzt, um Expansionen mit kleinen Einlafsöffnungen innerhalb mehr oder minder weiten Grenzen zu erzielen. Diese Nachtheile sind folgende:

ι. Die Voreinströmung ist sehr veränderlich, sie nimmt zu mit der Expansion bei der Coulisse mit nicht gekreuzten Stangen, während sie bei derjenigen mit gekreuzten Stangen abnimmt und sogar mit Zunahme der Expansion negativ werden kann.

2. Die Eröffnung der Zulafskanäle nimmt ab mit abnehmendem Füllungsgrade und bezw. wachsendem Expansionsgrade, so dafs eine Druckabnahme im Vergleich mit der Kesselspannung entsteht, — eine für das Güteverhältnifs der Maschine sehr nachtheilige Thatsache, indem dadurch die gewöhnlichen Vortheile der Expansion wieder aufgehoben werden. Der Zweck gegenwärtiger Erfindung ist nun, bei gewöhnlichen Flachschiebersteuerungen die beregten Nachtheile zu beseitigen, und zwar durch das Mittel eines einfachen Ersatzes des gewöhnlichen Flachschiebers, unter Hinzufügung zweier feststehender Platten, welche jedoch, abweichend vom D. R. P. Nr. 62272, selbst während des Ganges in jede gewünschte Stellung gebracht werden können.

Bezüglich der auf beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele veranschaulichen :

Fig. 2,3,4 ^und 5 ^emen Mechanismus zui" Verstellung der Platten durch Hebel, unabhängig von der Dampfverfheilung und bewegbar von Hand,

Fig. ι im Schnitt einen Schieber, versehen mit den Platten, dienend zur näheren Erläuterung der Wirkung und technischen Vorzüge,

Fig. 6 eine Hebelanordnung zur Verstellung der Platten unabhängig von einander, Fig. 11 eine Einrichtung zur Plattenverstellung mittelst äufserer Schraubenspindel,

Fig. 7, 8,9 und 10 eine Einrichtung zur Plattenverstellung mittelst innerer Schraubenspindel,

-; Fig. .12, 13 und 14 eine Einrichtung zur Plattenverstellung vermöge der Mittel zur Einstellung der Coulisse, um die Expansion zu verändern oder die Umsteuerung der Maschine herbeizuführen.

Der sonst übliche gewöhnliche Flachschieber wird ersetzt durch einen Schieber A, Fig. 1, von gleicher Länge, enthaltend die Kanäle

abcd. Auf dem Rücken desselben liegen die beiden Platten ρ und q mit mäfsiger Reibung auf, dieselben bleiben während der Bewegung von A fest stehen und vermitteln die Eröffnung oder den Abschlufs der Kanäle abcd.

Die Aufsenkanten c" und c' entsprechen genau denjenigen des gewöhnlichen Schiebers, d. h. sie bestimmen die Voreintritte und die je nach dem Expansionsgrade veränderbaren Zulafsöffnungen.

Nachdem der Kolben in seinem einen Todtpunkt, z. B. dem oberen oder dem hinteren, angekommen ist, hat der Schieber A den Dampfkanal des Cylinders um den Betrag h eröffnet, d. i. der Voreintritt (Voreilung, Voreinströmung).

Angenommen nun, es liege eine Coulissensteuerung mit gekreuzten Stangen vor und h sei die gröfste vorkommende Voreilung, so befindet sich alsdann die Coulisse in einer ihrer Endstellungen. Für diesen Fall wird die Platte ρ in solcher Weise eingestellt, dafs ihre Kanten e und / genau mit den Kanten der Kanäle α und b zusammentreffen. Währenddem sich nun der Kolben von oben nach unten (oder von hinten nach vorn) bewegt, verschiebt sich der Schieber A in der Pfeilrichtung; hat er dabei einen Weg = χ zurückgelegt, so ist die Gesammteröffnung des Einlafskanals = h + 3 x, wenn und so lange die Lichtweiten der Kanäle α und b wenigstens == χ sind und diejenige der Ausmündung m = 2 x, sowie die Kante / nicht die Mündung Wi theilweise wieder abschliefst.

Verstellt man nun die Coulisse, so tritt eine Verringerung der Voreilung ein; angenommen, dieselbe sei nur noch '/₂ h. Um statt dessen eine beständige Voreilung von h zu erhalten, bedarf es nur einer Verschiebung der Platte p, und zwar von Y₄ h gegen jeden Kanal α und b; es beträgt dann die Gesammtvoreilung wieder V₂ h + % h + y₄ h = h.

Hat der Schieber einen Weg χ zurückgelegt, so ist die Gesammtzulafsöffnung wieder — h -\- 3 x, die Voreinströmung bleibt also unverändert.

Auf der anderen Seite des Schiebers findet dasselbe statt.

Mit der erwähnten Anordnung ist aber nicht allein eine constante Voreinströmung zu erzielen, sondern auch, wie bereits durch D. R. P. Nr. 62272 bekannt geworden, eine ungefähr dreimalige Vergröfserung des Querschnittes der Dampfwege, verglichen mit einem gewöhnlichen Schieber, ohne dafs es einer Aenderung des Excenters und der Coulisse bedürfte.

Eine Aenderung der Schieberkastenhöhe ist im Falle der Anwendung auf bestehende Maschinen nicht nöthig; denn alle von Excentern und Coulissen angetriebenen bezw. beeinfiufsten Schieber, welche auf die Expansion verändernd einzuwirken vermögen, bei Schiffsmaschinen mit zwei oder drei ungleich grofsen Cylindern, oder bei Lokomotiven mit zwei oder vier Cylindern, haben immer überstehende Bedeckungsstreifen.

Die Beträge, um welche die Platten ρ und q verschoben werden müssen, hängen von den Voreinströmungeh ab, welche von dem gewöhnlichen Schieber bei verschiedenen Coulissenstellungen gegeben werden.

Verfolgt man z. B. die Vorgänge der Dampfvertheilung mit der Step he η son- Coulisse, so bemerkt man:

ι. dafs für eine und dieselbe Coulissenstellung die Voreinströmungen in die Cylinderkanäle AN und AR sehr nahe gleich sind;

2. dafs die Veränderungen dieser Voreilung gleich sind für die einander folgenden Gou- · lissenstellungen im Vorwärtsgange und die entsprechenden Stellungen im Rückwärtsgange;

3. dafs für gleiche einander folgende Coulissenverstellungen die Aenderungen der Voreilung mehr und mehr abnehmen mit der Annäherung an den Coulissenmittelpunkt, sowohl für den Vorwärtsgang wie auch für den Rückwärtsgang.

Diese Bemerkungen gelten sowohl für Steuerungen mit offenen Stangen, als auch für Steuerungen mit gekreuzten Stangen, und sie sind leitend für die Veränderung der Lage der Platten ρ und q.

Die Verschiebung, welcher die Platten zu unterliegen haben, wenn der Expansionsgrad oder der Gang der Maschine geändert wird, kann auf zwei verschiedene Arten hervorgerufen werden:

a) durch ein von der Dampfverfheilung unabhängiges Stellwerk, welches von der Hand beeinflufst wird, oder

b) durch ein von denjenigen Mitteln bethätigtes Stellwerk, welche zur Verstellung der Coulisse dienen, um den Expansionsgrad oder den Gang zu verändern.

Das bezeichnete Stellwerk läfst sich im einen wie im anderen Falle auf mancherlei Weise verkörpern; in der Folge sind einige Ausführungsbeispiele erläutert.

I. Von der Vertheilung unabhängiges und durch die Hand beeinflufstes Stellwerk.

Erste Anordnung nach Fig. 2, 3, 4 und 5. Die Spindeln 1 und 2 gehen quer und parallel dem Schieberspiegel liegend durch den Schieberkasten hindurch; auf ihnen sind zwei die Platten bewegende Hebel 3, 4 und desgleichen zwei die Spindeln unter sich in Zusammenhang bringende Hebel 5 und 6 befestigt; diese Hebel haben je gleiche Länge, damit auch die Plattenverschiebungen gleich grofs ausfallen.

Claims (3)

1. Diese Kabelanordnung zeigt, dafs die Verschiebungen in entgegengesetzter Richtung stattfinden. Mittelst Hebels 7, einer Schraubenspindel 8 und eines Handschwungrädchens 9 kann offenbar eine zweckentsprechende Verschiebung der Platten bewirkt werden; ein in der Nähe des Rädchens 9 oder an diesem selbst vorgesehenes Zeigerwerk ermöglicht, die Verschiebung der Platten stets sichtbar sein zu lassen bezw. dieselbe genau nach Mafsgabe der verschiedenen Coulissenstellungen vorzunehmen.

   Zweite Anordnung Fig. 6. Anstatt beide Platten mittelst des gleichen Hebels zu be-. wegen, kann dies auch für jede Platte besonders geschehen, wodurch ermöglicht wird, jeder von beiden Platten streng genau diejenige Einstellung zu geben, welche nöthig ist, um eine dauernde Gleichheit der Voreilungen zu erzielen.

   Zu diesem Behuf sind zwei von einander völlig unabhängige Handhebel 10 und 11 vorgesehen , deren jeder eine der Platten steuert. Läuft oberhalb der Cylinder ein Treppenabsatz oder ein Gang hin, so können die Hebel 10 und 11 erheblich kürzer gehalten werden und in einer waagrechten Ebene von dem jenen oberen Standort einnehmenden Maschinenführer bewegt werden.

   Dritte Anordnung Fig. 7, 8, 9, 10 und 11 stellen zwei Ausführungsweisen derselben dar.

   ι. Diejenige in Fig. 7 bis 10 zeigt eine durch den Schieberkasten hindurchreichende, mit Linksund Rechtsgewinde versehene Schraubenspindel 12, deren Muttern 13, 14 in geeigneter Weise mit den Platten zusammenhängen und dieselben auf dem Schieberrücken zu verstellen ermöglicht. Wie ersichtlich, erfolgt die Bewegung der Spindel 12 mittelst entsprechenden Zahnräderwerkes von einem Handrad 15 aus; ein mit dessen Bewegungen sich verstellender Zeiger macht den Grad der Verstellungen anschaulich.
2. 2. Bei der Ausführungsart nach Fig. 11 liegt die Schraubenspindel aufserhalb des Schieberkastens; sie ist darum stets sichtbar und bezüglich ihres gebrauchsfähigen Zustandes leicht zu überwachen. Die Zeiger 17, 18 spielen auf feststehenden Scalen.

   II. Von der Coulissenverstellung abhängiges Stellwerk.

   Fig. 12, 13 und 14. Die Bewegung der Platten auf dem Schieberrücken geschieht mittelst der Wellen 19,20 und Hebel 22,23,24 genau so, wie schon in Fig. 2 bis 5 dargelegt. Nur ist der Hebel 24 hier mittelst Stange 25 an einen Hebel 26 angeschlossen, welcher auf die Welle (Steuerwelle) zur Veränderung des Ganges der Maschine aufgekeilt ist, in solcher Weise, dafs dieser Hebel mit der Stange 25 in eine gerade Linie fällt bei der Mittelstellung der Coulisse. Fig. 12 verdeutlicht klar, wie die Verschiebungen des Endpunktes der Stange 2 5 und mithin die der Platten mehr und mehr sich verkleinern mit zunehmender Annäherung an die Mittelstellung beim Vorwärtsgange sowohl wie beim Rückwärtsgange. Die Erfüllung gerade dieser Bedingung aber ist, wie ein Blick auf die Bemerkungen 2. und 3. lehrt, von wesentlicher Bedeutung.

   Pa te ν τ- Ansprüche:

   1. Steuerung für Dampfmaschinen mit durch den Grundschieber veränderlicher Expansion, gekennzeichnet dadurch, dafs Hilfseinströmungsplatten ρ q nach Patent Nr. 62272 über dem mit entsprechenden Hilfseinströmungskanälen α b versehenen Grundschieber verstellbar angeordnet sind, um neben der Vergrößerung der wirksamen Kanalöffnung die Berichtigung der infolge des Steuerungsgetriebes bei verschiedenen Füllungen verschieden ausfallenden Voreinströmung durch die öffnende Grundschieberkante zu ermöglichen.

   2. Eine Steuerung nach Anspruch 1., gekennzeichnet dadurch, dafs die Verstellung der Platten ρ q durch ein Stellwerk erfolgt, welches, unabhängig von der Dampfvertheilung, von Hand bethätigt wird, sei es mittelst von einander unabhängiger Hebel, sei es mit Hilfe einer äufseren oder inneren Schraubenspindel, deren Muttern an den Platten befestigt sind.
3. 3. Eine Steuerung nach Anspruch 1., gekennzeichnet dadurch, dafs die Verstellung der Platten ρ q durch ein Stellwerk erfolgt, welches von denjenigen Mitteln bethätigt wird, die zur Verstellung der Coulisse für den Grundschieber dienen, wobei die auf die Platten einwirkenden Hebel mittelst Gestänge (25, Fig. 13) an einen auf der Steuerwelle festsitzenden Hebel (26) angeschlossen sind, so zwar, dafs erwähnter Hebel bei der Coulissenmittelstellung mit dem Gestänge in eine gerade Linie fällt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.