DE110131C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT

Die Erfindung betrifft eine Schiebersteuerung für Dampfmaschinen, Compressoren u. dergl. Die Schieber sind Kolbenschieber, welche in den Deckeln der Hauptcylinder angeordnet sind. Die Schiebercylinder öffnen sich unmittelbar in den Hauptcylinder und die Schieber, welche keine durchgehenden Kanäle erhalten, schliefsen die inneren Enden dieser Schiebercylinder ab, und verschliefsen und öffnen durch ihre Bewegungen nach dem Hauptcylinder führende Kanäle. Die Schieber werden auf diese Weise sehr dicht an den Cylinder herangeführt und die Anordnung sichert eine geringe Freilegung des Schieberkastens, sowie eine Verkleinerung der Condensationsflächen für den im Cylinder befindlichen Dampf. Die durch Schwingarme bethätigtän Schieber werden paarweise angeordnet, wobei die Schieber eines Paares einander ausgleichen und sich durch Bewegung in entgegengesetzten Richtungen öffnen, indem der eine aus dem Hauptcylinder heraustritt, während der andere sich in diesen Cylinder, dem Hauptkolben folgend, hineinbewegt. Der Kolbenschieber kann dabei zwischen geeigneten Führungen kufen. Die Dampfschieber einer Dampfmaschine können durch eine gewöhnliche Corlifs-Steuerung bethätigt werden. Eine Dampfmaschine kann ein Paar Einlafsschieber und ein Paar Auspuffschieber in jedem Cylinderdeckel erhalten.

Für Compressoren bestehen die Einlafsschieber aus einem Paar ausgeglichener Kolbenschieber, die in dem Deckel des Compressorcylinders angeordnet sind und unmittelbar bethätigt werden. Die Auslafsschieber können ähnlich beschaffen sein und bethätigt werden, oder es können die beiden Schieber des Paares Auslafsschieber verschieden ausgebildet und durch einen unmittelbaren Antrieb geschlossen werden, während sich die Schieber unter dem Einflüsse des Druckes in dem Hauptcylinder selbstthätig öffnen. Bei einem mit der Triebmaschine nach dem Tandemsystem verbundenen Compressor kann die Bethätigung der Luftventile durch dieselbe Schiebersteuerung vermittelt werden, welche die Schieber der Maschine bewegt.

Zunächst soll die Schieberanordnung bei einer Dampfmaschine und alsdann in Anwendung bei einem Compressor beschrieben werden.

Fig. ι ist

eine Uebersicntsdarstellung in Seitenansicht der Haupttheile einer Maschine und eines Compressors in Tandemanordnung;

Fig. 2 ist ein Diagramm der Steuerungseinrichtung zwischen dem Excenter und den Kurbelscheiben;

Fig. 3 ist ein verticaler Längsschnitt durch den Dampfmaschinencylinder, wobei der linke Theil nach der Ebene der Linie α von Fig. 5 geschnitten gedacht ist und die Dampfeinlafsschieber an einem Ende des Hauptcylinders zeigt, und der rechte Theil nach der Linie b geschnitten ist, um die Auspuffschieber am anderen Ende des Hauptcylinders zu zeigen.

Fig. 4 ist eine Seitenansicht und

Fig. 5 eine Endansicht des Dampfcylinders.

ι bezeichnet den Dampfcylinder, 2 dessen Kolben, 3 die Auspuffkammern in den Cylinderdeckeln und 5 und 6 die Dampfeinlafsschieber. Jeder Cylinderdeckel ist mit einem

Paar Dampfeinlafsschieber sowie einem Paar Auspuffschieber ausgestattet. Die Schieber 5 und 6 sind Kolbenschieber, welche in Schiebercylindern des Cylinderdeckels laufen. Die Schiebercylinder öffnen sich unmittelbar in den Hauptcylinder und erhalten Kanäle, welche mit der Dampfkammer 4 in Verbindung stehen. Die Schieber schliefsen die inneren Enden der Schiebercylinder und liegen in bestimmter Stellung in Flucht mit der inneren Fläche des Cylinderdeckels; die Anordnung ist derart, dafs die Condensationsfläche, mit welcher der Dampf innerhalb des Hauptcylinders in Berührung kommt, auf das Mindestmafs beschränkt ist. Dampf tritt durch die Schieber nicht hindurch. Der Schieber 6 öffnet sich durch Bewegung nach links und Freilegung der Kanäle, so dafs Dampf aus der Dampfkammer 4 in den Hauptcylinder treten kann. Es füllt Dampf ständig den Schiebercylinder für den Schieber 5 und dieser Schieber 5 öffnet sich durch Bewegung nach rechts, so dafs Dampf aus dem Schiebercylinder in den Hauptcylinder treten kann. Der Schieber 6 öffnet sich durch Bewegung aus dem Hauptcylinder heraus, während sich der Schieber 5 durch Bewegung in den Hauptcylinder hinein öffnet. Die Schieber 5 und 6 sind mit dem Schwingarm 7 verbunden und werden durch denselben bethätigt. Die beiden Schieber gleichen infolge ihrer gleichen Oberfläche den auf ihnen ruhenden Druck gegenseitig aus. ίο bezeichnet eine Kurbelplatte, welche mittelst einer Stange 12 von einem Excenter bewegt wird. Mit 8 ist das Gestänge einer gewöhnlichen Corlifs-Steuerung' bezeichnet, welche derart angeordnet ist, dafs die Schieber 5 und 6 dadurch ihre Oeffnungsbewegung erhalten, wobei der Antrieb durch Stangen 11 erfolgt. 9 bezeichnet die Stange, durch welche der Bremscylinder die Schieber nach der Freigabe schliefst und 13 bezeichnet das übliche Excenter einer Corlifs - Steuerung, mittelst welcher der Regler die Zeit der Freigabe bestimmt.

14 und 15 bezeichnen die Auspuffschieber, welche den Dampfeinlafsschiebern ähnlich sind. Sie erhalten unmittelbar Bewegung, sowohl beim Oeffhen wie beim Schliefsen, durch Arme 16 und 17, welche durch die Kurbelplatte 18 und Stangen 19 bethätigt werden. Die Kurbeln ι ο und 18 sind auf derselben Schwingwelle fest angebracht und erhalten beide ihre Bewegung von der Stange 12. Die Kurbel jo befindet sich dabei auf der einen Seite des Hauptcylinders, um den Dampfeinlafsschiebern an jedem Ende des Hauptcylinders Bewegung mitzutheilen, während die Kurbel 18 auf der entgegengesetzten Seite des Hauptcylinders liegt und die Auspuffschieber bethätigt.

Fig. 6 ist ein verticaler Längsschnitt durch den Compressorcylinder; der linke Theil der Figur ist ein Schnitt nach einer Ebene, um das Einlafsschiebersystem zu veranschaulichen, und die rechte Seite ein Schnitt nach der Ebene d von Fig. 8, um die Auslafsschieberanordnung zu zeigen. Jeder Deckel des Compressors ist mit Ein- und Auslafsschiebern ausgestattet.

Fig. 7 ist eine Seitenansicht des Compressorcylinders,

Fig. 8 eine Endansicht desselben,

Fig. 9 ein' Schnitt in gröfserem Mafsstabe durch den Einlafsschieber 22; diese Figur zeigt die Abdichtung, welche bei allen Schiebern Verwendung findet.

20 bezeichnet den Compressorhauptcylinder, 21 seinen Kolben, 22 und 23 die Einlafsventile, 24 den mit diesen Einlafsventilen verbundenen Schwingarm, 25 einen Arm, welcher auf der Welle des Schwingarmes 24 fest angebracht ist, und 26 die Kurbelscheibe zur Bethätigung aller Compressorschieber.

Die Einlafsschieber 22 und 23 sind im Wesentlichen wie die vorbeschriebenen Dampf-: einlafs- und Auspuffschieber und ihre Kanäle communiciren mit der Einlafskammer 29 in dem Cylinderdeckel. Die Kurbelscheibe 26 bethätigt die Einlafsschieber durch Stangen 28 und wird selbst durch eine Stange 27 bewegt, welche ihre Bewegung von einem Excenter der Maschine aufnimmt. Nach der Darstellung ist diese Stange mit der Kurbelscheibe 10 der Dampfmaschine gekuppelt. Die den Einlafsschiebern so mitgetheilte Oeffnungs- und Schliefsbewegung ist derart, dafs die Schieber beim Saughube des Hauptkolbens in der Zeit geöffnet werden, wo das Treibmittel in dem freien Räume sich bis auf Saugdruck ausgedehnt hat, wobei die Schieber während des Saughubes offen bleiben und sich am Ende des Hubes schliefsen und während des Compressionshubes geschlossen bleiben.

30 bezeichnet den Auslafscylinder in dem Cylinderdeckel, 31 den Auslafsschieber, 32 das Schwingglied zum Schliefsen des Auslafsschiebers und 33 sind die Stangen, durch welche die Kurbelscheibe 26 die Schwingarme 32 bethätigt. Der Auslafsschieber 31 ist mit einem Bufferkolben versehen, welcher die Bewegung beim Schliefsen und Oeffnen des Auslafsschiebers mildert. In Fig. 6 beginnt der Hauptkolben 21 seinen Compressionshub, während der Auslafsschieber 3 1 voll ,abschliefst und der Daumen 32 sich von dem Schieber fortbewegt. In dieser Schliefslage wird der Auslafsschieber durch den Druck in der Auslafskammer30 gehalten. Sobald sich der Kolben 21 nach rechts bewegt, um seinen Compressionshub auszuführen, steigt der Druck vor dem Kolben und erreicht schliefslich den Druck der Auslafskammer 30. Wenn der Druck in dem

Cylinder den in der Auslafskammer ausreichend überstiegen hat, um die mechanische Reibung des Auslafsschiebers 31 zu überwinden,' dann öffnet sich der Schieber plötzlich und es wird das comprimirte Fluidum in dem Hauptcylinder in die Auslafskammer gedrückt. Sobald der Schieber 31 seine Oeffnungsbewegung ausführt, wird er dadurch aufgehalten, dafs sein erweiterter Theil über die äufseren Bufferkanäle läuft. Unmittelbar nach Vollendung des Compressionshubes des Hauptkolbens drückt der Daumen 32 den Schieber 31 in solche Lage zurück, dafs der Kanal geschlossen wird. In diesem Augenblick ist der Schieber im Druckausgleich und es hat danach der Daumen nur die mechanische Reibung des Schiebers zu überwinden. Sobald sich der Hauptkolben von dem Schieber fortbewegt, dehnt sich beim Saughube das unter Druck stehende Fluidum in dem freien Räume des Cylinders aus, und wenn der Druck in dem Cylinder ausreichend unter denjenigen in der Auslafskammer 30 gefallen ist, um die mechanische Reibung des Schiebers 31 zu überwinden, so ist der überwiegende Druck in der Auslafskammer Veranlassung , dafs der Schieber 31 schnell in die volle Schliefslage gebracht wird, wobei die Bewegung des Schiebers dadurch geregelt bezw. gebremst wird, dafs sein weiterer Theil über die linksseitigen Kissenkanäle tritt. Der Schieber bleibt in der Stellung des vollen Schlusses, bis der Hauptkolben angefangen hat, bei seinem Compressionshube zurückzugehen und das Fluidum vor demselben bis zu einem Grade über den in der Auslafskammer zu comprimiren, worauf der Auslafsschieber, wie vorher, sich wieder öffnet.

Aus Fig. 6 und 7 ist ersichtlich ^ dafs die Hauptkurbelscheibe 26 durch Vermittelung eines Schlitzauges wirksam wird; es kann danach die Scheibe 26 während des Hubes der Stange 27, der durch das Excenter erzeugt wird, einen Augenblick in Ruhe verharren. Im Wesentlichen dieselbe Wirkung kann dadurch erzielt werden, dafs die Stange 27 unmittelbar mit der Kurbelscheibe 26 verbunden und die verlorene Bewegung bei den Stangen 33 eingeführt wird.

Die Kolbenschieber sind, um dauernd dicht zu laufen, mit Packungsringen zu versehen. Die aus Fig. 9 ersichtlichen Packungsringe können bei allen Schiebern benutzt werden. Kanäle, welche durch die Schieber freizulegen sind, sind . mit Brücken 34 versehen. Der Kolbenschieber erhält eine Nuth und in dieser Nuth ist ein Packungsring 35 vorgesehen, der so aufgeschnitten ist, dafs er sich ausdehnen kann; der Ring ist auf den Kolbenschieber derart aufgezogen, dafs der fortgeschnittene Theil über eine der Brücken 34 tritt. In den Winkelfalz des Ringes 35 ist ein Ring 3.6 ,eiragepafst, der ebenfalls aufgeschnitten und so angeordnet ist, dafs der Ausschnitt über eine andere der Brücken 34 tritt; die Ausschnitte in den beiden Ringen treten zweckmäfsig über zwei der unteren Brücken.

Der Ring 36 ist gegen den minderen Druck hin anzuordnen, dem der Schieber unterworfen ist, so dafs der höhere Druck gegen die gröfsere Fläche des Ringes 35 wirken und nach innen durch den Ausschnitt in dem Ringe wirksam werden und beide Ringe nach aufsen ausdehnen kann. Die Einlafsschieber 22 und 23 sollten an ihren äufseren Enden ähnliche Packungen erhalten, wenn der Compressor das Fluidum aus einer Druckquelle erhält, die höher als der Atmosphärendruck ist. Wenn z. B. nach Fig. 6 der Compressor Fluidum aus der Atmosphäre entnimmt, so entspricht der Druck in der Kammer 2g dem der Atmosphäre und es wird an dem äufseren Theil der Schieber eine Packung entbehrlich. Entnimmt indessen der Compressor Fluidum bei einem höheren Druck als der der Atmosphäre, wie bei Verbundcompressoren, so erhält der äufsere Theil der Einlafsschieber Packung;- in diesem Falle können, wie aus Fig. 9 ersichtlich, Packungsringe der beschriebenen Art bei 37 vorgesehen werden, wobei der Ring 36 aufsen gegen den minderen Druck hin angeordnet wird.

Der Schieber 6 bleibt immer innerhalb des Schiebercylinders und das Oeffnen und Schliefsen der Kanäle wird durch Gleiten des Schieberkolbens im Cylinder bewirkt, dessen rechte Fläche die Abschlufsvorrichtung bildet. Daher findet der Schieberkolben in allen Stellungen vollen Widerhalt im Schiebercylinder. Bei dem Schieber 5 wird die Verbindung mit dem Hauptcylinder durch Ausweiten des inneren Endes des Schiebercylinders gebildet, der wie die Kanäle auf der linken Seite überdrückt ist. Der Schieberkolben 5 öffnet durch Gleiten nach rechts; die linke Seite seines rechten Kolbentheiles bildet die Abschlufsvorrichtung des Schiebers, während eine Oeffnung des Schiebers durch Bewegung nach rechts eintritt, wobei sich das rechte oder negative Ende in den Hauptcylinder bewegt, dagegen sein wirksamer Theil niemals gänzlich aus dem Schiebercylinder heraustritt. Die Bedingungen sind danach, so dafs der Kolbenschieber und seine Dichtung stets einen Widerhalt im Schiebercylinder behält, gleichgültig, in welcher Stellung der Schieber sich befindet.

Wenn die Ausweitung am rechten Ende des Cylinders des Schieberkolbens S nicht vorhanden wäre, so könnte der Schieber nur öffnen, indem der rechte Kolbentheil voll und ganz in den Hauptcylinder träte, so dafs er und seine Dichtung jeden Widerhalt verlören und vollkommen unwirksam würden, wenn

nicht eine besondere ä'ufsere Unterstützung für die Dichtung angebracht würde. Dieser beständige Widerhalt für den Schieberkolben und seine Dichtung ist bei allen Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung durchgeführt und die gesammten Schieberfunctionen werden durch einfaches Gleiten der Kolbenschieber in mit Kanälen versehenen Cylindern bewirkt, die sich unmittelbar nach dem Hauptcylinder öffnen, ohne dafs eine besondere Unterstützung für die Kolbendichtung nothwendig ist.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Schiebersteuerung mit in den Cylinderdeckeln liegenden Schiebern, dadurch gekennzeichnet, dafs zur Verminderung der Bewegungswiderstände die geschlossenen Kolbenschieber doppelt angeordnet und mit einander durch Hebel verbunden sind, so dafs sie gemeinsam, aber in einander entgegengesetzter Richtung bethätigt werden, wobei der in den Cylinder öffnende Kolben in einer geeigneten Führung getragen wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.