Titel: | Neuerungen an zwangläufigen und auslösenden Ventilsteuerungen. |
Autor: | Fr. |
Fundstelle: | Band 281, Jahrgang 1891, S. 145 |
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Neuerungen an zwangläufigen und auslösenden
Ventilsteuerungen.
Mit Abbildungen.
Neuerungen an zwangläufigen und auslösenden
Ventilsteuerungen.
Zwangläufige Ventilsteuerungen: Um sowohl beim Oeffnen
als auch beim Schliessen und während des ganzen Hubes des Ventiles die Bewegungen
desselben zwangläufig zu erhalten, hat Alfred Guhrauer
in Budapest nach dem Oesterreichisch-Ungarischen
Patentblatt, 1891 S. 62, die in Fig. 1
ersichtliche Anordnung getroffen.
Textabbildung Bd. 281, S. 145Fig. 1.Guhrauer's zwangläufige Ventilsteuerung. Der Kreuzhebel a überträgt die von einem
Excenter erhaltene Bewegung in den Scharnieren e e1 auf einen um den Bolzen c drehbaren Hebel b, welcher bei S mit der Spindel des Einlassventiles v verbunden ist. Die Uebertragung der Bewegung durch
e e1 ist, wie auch
der Drehpunkt c selbst, durch eingeschaltete
Spiralfedern g g1,
welche in Gehäusen h h1
untergebracht sind, elastisch gebildet, und zwar endet das Scharnier c in einem tellerförmigen Ansatz f, der durch die Feder g
beständig gegen den Deckel i des Gehäuses gedrückt
wird, und ebenso wird auch der Ansatz f1 des Scharniers e
durch die Feder g1
beständig gegen den Deckel i1 gedrückt. Bewegt sich der Arm a des
Kreuzhebels von unten nach aufwärts, so wird der Hebel b um das Scharnier c und gleichzeitig auch
das Ventil v gehoben; bei umgekehrter Bewegung wird das
Ventil auf seinen Sitz zurückgeführt und sobald dieses geschehen ist, wechseln die
Scharniere e und c ihre
Function, indem nun, da S nicht weiter nach abwärts
gehen kann, sich der Hebel b um dieses Scharnier dreht,
so dass c gehoben und die Feder g so lange gespannt wird, bis der am Bolzen l
befestigte Ansatz t den Deckel i trifft. Da jetzt die Lage von c eine feste
ist, wird bei der Weiterbewegung von a nach abwärts die
Feder g1 gespannt.
Das Ventil liegt demnach unter dem Drucke der Spannung zweier Federn sanft und doch
kräftig auf seinem Sitze auf. Bei der Bewegungsumkehr hebt sich a mit todtem Gange so lange, bis f1 an i1 stösst, worauf dann
Hebel b um das Scharnier S
so weit gehoben wird, bis der Ansatz f des Scharniers
c am Deckel i
aufliegt; von diesem Augenblicke an bildet wieder c den Drehpunkt, um den sich der Hebel b
weiter bewegt und das Ventil hebt.
Im Gegensatz zu denjenigen Ventilsteuerungen, bei denen das Schliessen des Ventiles
durch Federn und nicht unmittelbar durch die Bewegung von Hebeln bewirkt wird,
beginnt die Function der Federn hier erst nach dem erfolgten Schliessen des
Ventiles. Die Spannung der Federn ist von der Stopfbüchsenreibung und dem
Dampfgegendruck abhängig.
Textabbildung Bd. 281, S. 145Steuerung der Prager Maschinenbau-A.-G., System
Hartung-Radovanovic. Die auf der Jubiläums-Ausstellung in Wien 1888 ausgestellte
Ventildampfmaschine der Prager
Maschinenbau-Actiengesellschaft vorm. Ruston und
Co. in Prag war mit einer Steuerung, System Härtung-Radovanovič, versehen, welche nach den, Uhland's praktischem Maschinenconstructeur, 1891 S. 50, entnommenen
Abbildungen Fig. 2 und
3 für das Dampfein-
und Ausslassventil jeder Cylinderseite nur ein einziges Excenter e1 besitzt, welches auf
der in der Längsrichtung der Maschine liegenden Steuerwelle d1 aufgekeilt ist. Der Excenterring d ist als Hebel ausgebildet und trägt eine
Coulissenscheibe e, deren Stein auf der neben der
Steuerwelle d1
liegenden Coulissenwelle d2 sitzt. In Verbindung mit dem Excenterhebel d steht einerseits die am Auge o angreifende
Einlassteuerstange c1,
welche mit Hilfe des Steuerhebels c die Ventilspindel
g und somit das Einlassventil a hebt, andererseits die Auslasschieberstange f, welche mittels Hebel f1 die Ventilspindel g1 und dadurch das
Auslassventil a1
bewegt. Bei der Drehung des Excenters beschreibt das Auge o des Excenterhebels d eiförmige Curven,
deren Gestalt von der Richtung des Gleitstückes der Coulisse e abhängt. Der der Abschlusstellung des Einströmventiles a entsprechende, mit dem unteren Endpunkte der
Einlasssteuerstange beschriebene Kreisbogen schneidet jede eiförmige Curve in zwei
Punkten, von denen einer dem Ventilöffnen, der andere dem Ventilabschluss
entspricht. Bei Bewegung des Auges o unter dem
erwähnten Kreisbogen wälzt sich der Einlasshebel auf der an dem Ventildeckel
befindlichen Wälzungsbahn ab; das Einlassventil öffnet, bis der Punkt o den Kreisbogen wieder erreicht, wobei das Ventil
schliesst. Bei der Aufwärtsbewegung des Auges o über
den Kreisbogen hebt sich der Einlasshebel von der Wälzungsbahn ab, um diese im
weiteren Verlaufe der Bewegung im Moment des Voröffnens wieder zu berühren. Der
Ventilabschluss erfolgt bei verschiedenen Excenterstellungen, wenn die Coulisse
verschiedene Lagen einnimmt; demnach entspricht einer Verdrehung der durch die
Zugstange r mit dem Regulator in Verbindung stehenden
Coulissenwelle eine Aenderung des Füllungsgrades. Durch diese Anordnung gestattet
die Steuerung alle Füllungsgrade und würde bei einer Vergrösserung des Ausschlages
der Coulissenwelle über Nullstellung hinaus auch für Reversirmaschinen verwendbar
sein.
Textabbildung Bd. 281, S. 146Fig. 4.Zwangläufige Ventilsteuerung von Sondermann. Auch bei der zwangläufigen Ventilsteuerung von C.
Sondermann in Konstanz, welche namentlich eine Verminderung der schädlichen
Räume anstrebt, ist, wie Fig. 4 erkennen lässt, als
regulirendes Organ eine Coulisse benutzt; ihre äussere Anordnung an dem gestreckten
zweiarmigen Steuerhebel ist, wie die Zeitschrift des Vereins
deutscher Ingenieure, 1890 S. 794, berichtet, in verschiedener Hinsicht
sehr vortheilhaft. Zunächst ist die Belastung nur eine halb so grosse, als wenn sie
– wie bei der Hackworthrschen Steuerung – in der Mitte
liegt. Die Construction ist ausserdem so gewählt, dass die Verdrehung der durch
erweiterten Zapfen sehr zuverlässig gelagerten Coulisse nach beiden Seiten der
gezeichneten Stellung nahezu gleich ist und im Ganzen nicht mehr als 68° beträgt für
die Grenzfüllungen von 0,02 bis 0,60. Die Belastung des Regulators ist dadurch nicht
nur sehr gering, sondern auch gleichmässig. Die das Ventil öffnenden
Aufwärtsbewegungen des zweiten Hebelendes sind doppelt so gross als bei innerer
Coulisse. In Folge dessen kann die Excentricität auch eine sehr kleine sein, die
Belastung der Steuerwelle wird keine grössere und der gesammte Mechanismus sehr
gedrängt.
Die Steuerung des Auslassventiles geschieht durch einen Kamm, welcher von der inneren
Seite des Lagersupports durch Hebel und kurze Welle nach der vorderen
Steuerseite arbeitet.
Die Dampfeinströmung am Cylinder ist vollkommen central, um eine gleichmässige
Umspülung des Innencylinders zu erhalten.
Für den Dampfauslass ist ein cylindrisch gestaltetes Glockenventil (D. R. P. Nr.
45164) angewendet, welches den im Grundriss eiförmig gestalteten Sammelraum für den
Dampf derartig ausfüllt, dass ein für die Zu- und Abströmung nur durchaus
nothwendiger Querschnitt übrig bleibt.
Die zwangläufige Ventilsteuerung von G. Eisenhardt in
Chemnitz (D. R. P. Nr. 54970) unterscheidet sich von der Collmann'schen Ventilsteuerung dadurch, dass im Gegensatz zu der
letzteren, wie Fig. 5 erkennen lässt, der Haupthebel
B vom Regulator angegriffen wird, der Antrieb der
Lenkerstange L unveränderlich direct von der Maschine
aus erfolgt und dieselbe nur an ihrem einen Ende q
gezwungen ist, eine von dem Winkelhebel u u1 bedingte Bewegung innezuhalten; ferner überträgt
die Lenkerstange ihre Bewegung auf einen Winkelhebel. Die genannten Steuerungstheile
sollen den Zweck erfüllen, fehlerhafte, geringe Schwankungen des Regulators nicht
sofort auf die Ventile zu übertragen.
An dem auf der Steuerwelle O festgekeilten Excenter C ist der Kurbelzapfen K
befestigt, welcher den um sich drehbaren Gleitklotz L1 trägt, der seine Bewegung dem in z gelagerten Haupthebel B
mittheilt. Der in e gelagerte Winkelhebel u u1 wird in q durch die vom Excenter angetriebene Lenkerstange L geführt, während die Schubstange S, an deren oberem Ende der in a geführte Schleifbügel H befestigt ist, vom
Arme u aus angetrieben wird. Der Hebel h1 bildet mit der Hülse
h ein Ganzes und in der letzteren ist ein kurzer
Hebel, welcher an seinem oberen Ende einen festen Cylinder oder eine kleine Rolle
trägt, eingeschraubt. Wird der Hebel h1 mit dem Schleifbügel H nach oben gedrückt, so gestattet die Rolle dem von letzterem nach rechts
gedrückten Hebel p sich ungehindert zu bewegen, wird
aber bei rückwärtsgehender Bewegung an die vorstehende Kante des Hebels p stossen und diesen wieder in seine ursprüngliche Lage
zurückbringen. Der Hebel J, welcher bei z in die Steuerung eingreift, ist auf der Welle b festgekeilt und ebenso auch der Hebel w, der mittels einer Mutter durch die hohle Spindel W gehalten wird; letztere ist derartig auf der Welle
Q befestigt, dass sie sich mit Hilfe des Handrades
R seitlich verschieben, nicht aber auf derselben drehen
kann, und trägt an ihrem äusseren Ende ein fest aufgekeiltes conisches Rad i und hinter der Lagerstelle noch eine kleine
Seilscheibe w1, an
deren unterstem Punkte eine Schnur s mit daran
hängendem Gewicht befestigt ist. In das Rad i greifen
zwei von einander unabhängige conische Räder i1 und i2, deren kugelförmig endende Naben von einem
entsprechend gebildeten Lager zusammen gehalten werden. Die in einer hohlen Welle
liegende Zugstange v wird durch einen durchgesteckten
Mitnehmer vom Regulator beeinflusst, und zwar besitzt die hohle Welle noch einen
verlängerten Schlitz, welcher dem Mitnehmer gestattet, sich leicht in demselben auf
und ab zu bewegen.
Textabbildung Bd. 281, S. 147Fig. 5.Zwangläufige Ventilsteuerung von Eisenhardt. Am unteren Ende der Welle v sind zwei kleine
Frictionsscheiben l1
und l2 befestigt,
welche beim Zusammentreffen mit je einem conischen Rade i1 oder i2 dasselbe in der Drehrichtung der Welle v mitnehmen und dadurch das conische Rad i sammt Welle Q und
Spindel W in Bewegung versetzen; lässt die
Frictionsscheibe dann das betreffende Rad wieder los, so wickelt sich die Schnur s mit dem daran hängenden Gewichte wieder ab. Die
Seilscheibe w1 dreht
sich sammt der Spindel W zurück und der Punkt z kommt wieder in seine alte Lage. Die zwangläufige
Schlussvorrichtung besteht aus einem drehbar gelagerten Winkelhebel q2
q3, dessen Arm q3 eine kleine Rolle
trägt, welche in einem derartig geformten Schlitz läuft, dass sie bei ihrer
Linksbewegung an die obere Kante des Hebels C1 stösst und diesen letzteren hebt, bei rückwärts
gehender Bewegung dagegen hinunterdrückt. Der Antrieb des Winkelhebels q2
q3 erfolgt unter
Zwischenschaltung eines einfachen, sowie eines zweiarmigen Hebels in der aus der
Abbildung ersichtlichen Weise vom Excenter aus.
Textabbildung Bd. 281, S. 147Fig. 6.Ventilsteuerung mit unveränderlicher Voröffnung von
Kliebisch. Bei der für alle Füllungen constante Voröffnungen gebenden
Ventilsteuerung von C. Kliebisch in Braunschweig (D. R.
P. Nr. 38682) befinden sich, wie die Abbildung Fig. 6
erkennen lässt, an jedem Cylinderende auf der Steuerungswelle zwei Excenter a und b, von denen a so auf einen Doppelhebel c wirkt, dass die bei t angeschlossene Stange
p das Einlassventil öffnet. Das Gleitstück l auf dem anderen Ende des Hebels c nahe am Drehpunkt m
wirkt durch das zweite Excenter b, die Stangen r und e und einen in der
gezeichneten Todtlage der Kurbel verdeckten Hebel x l,
welcher um x drehbar ist, dieser Bewegung des Punktes
t entgegen; zugleich wird l, welches auf einer Hülse auf dem Hebel x l
beweglich ist, mittels des Hebels o und der Stange f verschoben. In der Todtlage kann also eine Aenderung
der Expansion ohne Einfluss auf das Eintrittsventil geschehen. Je näher das
Gleitstück l dem Drehpunkt x geschoben wird, einen desto kleineren, auf Ventilschluss wirkenden
Ausschlag erhält der Punkt l und um so längere Zeit
bleibt das Ventil offen; das Excenter b bewirkt durch
die Stange q ausserdem die Ausströmung. Die Steuerung
lässt alle Füllungen zwischen 0,01 und 0,9 des Kolbenhubes zu.
Textabbildung Bd. 281, S. 147Fig. 7.Trappin's auslösende Ventilsteuerung.Auslösende Ventilsteuerungen. Die durch H. Simon aus Manchester in England eingeführte Trappin'sche Ventilsteuerung zeigt bezüglich der
Ventile grosse Uebereinstimmung mit der Sulzer-Steuerung, nur werden dieselben hier in etwas anderer Weise durch den
Regulator beeinflusst. Wie die Industries, 1890 S. 592,
entnommenen Abbildungen Fig. 7 und 8 erkennen lassen, sitzen auf der Steuerwelle A, welche mittels Räder von der Schwungradwelle
betrieben wird, an jedem Cylinderende wieder zwei Excenter B und C für den Ein- und Austritt des
Dampfes. Jedes Einlassexcenter B trägt eine kurze
Stange, welche mit einem um den festen Punkt E (Fig. 8) schwingenden Hebel D verbunden ist, auf dem Bügel desselben ist ferner eine mit Stahl armirte
Nase F angebracht, deren äusserste Spitze bei der
Drehung des Excenters eine auf der Abbildung ersichtliche unregelmässige eiförmige
Curve beschreibt. Das Oeffnen des Einlassventiles erfolgt, sobald die Nase F mit einem auf der Verbindungsstange G befestigten Mitnehmer in Berührung kommt, welcher
sich dem Excenter je nach der vom Regulatorstande abhängigen Drehung der Welle L durch Hebel H und Stange
J nähert oder von demselben weiter entfernt. In der
aus der Abbildung (Fig. 8) ersichtlichen Lage der
Steuerungstheile befindet sich der Regulator in seiner höchsten Stellung; die Nase
F ist ausser Berührung mit dem auf der
Verbindungsstange G sitzenden Mitnehmer und ein Oeffnen
des Einlassventiles kann deshalb nicht stattfinden. Die eingeschriebenen Zahlen
lassen erkennen, dass wenn die Regulatorkugeln fallen, die Stange G nach dem Excenter zu bewegt wird; die Nase F, welche stets in demselben Augenblicke mit der Stange
G in Verbindung kommt, bleibt dann immer länger und
länger mit dem Mitnehmer in Berührung, bis die Stange G
sich entsprechend einer Füllung von 0,8 des Kolbenhubes nach dem Excenter hin bewegt
hat, welche für das Ventil als äusserste Grenze festgesetzt ist. Der Regulator
beherrscht demnach bei nur geringen Bewegungen des Hebels H alle Füllungsgrade zwischen 0 und 0,8 des Kolbenhubes. Während die
einzelnen Theile der Steuerung so gehalten sind, dass die Geschwindigkeit, mit
welcher F den Mitnehmer G
erreicht, äusserst gering ist, sind die Berührungsflächen selbst, um schnelle
Abnutzungen zu vermeiden, verhältnissmässig gross ausgeführt. Nach dem erfolgten
Ausklinken werden die Einlassventile in gewöhnlicher Weise durch Federn auf ihren
Sitz zurückgebracht, welche, in darüber liegenden Gehäusen untergebracht, zur
Verhütung heftiger Schläge mit Luftbuffern in Verbindung stehen.
Textabbildung Bd. 281, S. 148Fig. 8.Trappin's auslösende Ventilsteuerung. Die Auslassventile erhalten von den Excentern C aus ihre aufsteigende Bewegung und werden, wie dies in der Regel der
Fall, ebenfalls durch Federn auf ihrem Sitz gehalten.
Textabbildung Bd. 281, S. 148Fig. 9.Ventilsteuerung von Robey und Co., Patent
Richardson-Rowlard.Textabbildung Bd. 281, S. 148Fig. 10.Robey's Ventilsteuerung. Eine von Robey und Co. in Lincoln
vielfach zur Asführung gebrachte Ventilsteuerung, Patent Richardson-Rowlard, veranschaulichen die, ebenfalls Industries, 1890 S. 565, entnommenen Abbildungen (Fig. 9 und 10). Die
doppelsitzigen Einlassventile A sitzen an den
äussersten Cylinderenden und werden durch je ein Excenter beeinflusst, deren Stange
K in ihrem oberen gegabelten Ende eine Klinke L trägt, welche je nach der Regulatorstellung längere
oder kürzere Zeit mit dem Ventilhebel B in Berührung
bleibt. Beim Emporgehen der Regulatorkugeln wird der Hebel O (Fig. 10) mitgenommen und hierbei findet
eine derartige Drehung des Zapfens oder Stützpunktes T
des Hebels B statt, dass die Klinke L ausser Berührung mit letzterem kommt und das Ventil
unter Mitwirkung eines Luftbuffers auf seinen Sitz zurückfällt; je nachdem der
Regulator steigt oder fällt, findet demnach ein früheres oder späteres Abschneiden
der Dampfzufuhr in den Cylinder statt. Um bei eintretenden Unglücksfällen ein
sofortiges Stillstehen der Dampfmaschine herbeiführen zu können, lässt sich der nach
rückwärts verlängerte Hebel O durch eine Schnur von
beliebigen Stellen der Fabrikanlage aus heben und damit wieder der Ventilhebel B ausser Berührung mit der Klinke L bringen, so dass kein Dampf mehr in den Cylinder
eintreten kann.
Die Ausströmung des Dampfes regeln im unteren Theile des Cylinders liegende
Gitterschieber, welche von einem besonderen kleinen Excenter ihre Bewegung erhalten
und nach Entfernung des Deckels R (Fig. 9) und Lösen zweier Muttern von ihren zugehörigen
Stangen abgleiten, demnach leicht zugänglich sind.
Fr.