Titel: Neuerungen an zwangläufigen und auslösenden Ventilsteuerungen.
Fundstelle: Band 260, Jahrgang 1886, S. 539
Download: XML
Neuerungen an zwangläufigen und auslösenden Ventilsteuerungen. (Patentklasse 14. Fortsetzung der Berichte Bd. 245 S. 49 und 439.) Mit Abbildungen auf Tafel 33. Neuerungen an Ventilsteuerungen. Zwangläufige VentilsteuerungenVgl. auch C. Sondermann 1885 258 * 294.: Um bei veränderlicher Füllung eine gleiche Voreilung und nahezu gleichen Ventilhub zu erreichen, hat E. A. Höffner in Chemnitz (* D. R. P. Nr. 23642 vom 14. Januar 1883 und Zusatz * Nr. 30377 vom 20. Mai 1884) die in Fig. 1 Taf. 33 veranschaulichte Anordnung getroffen. Die Excenterstange a wird in einem mittleren Punkte mittels eines stellbaren Hebels b um einen festen Punkt geführt und beschreibt mit ihrem Endzapfen eine eiförmige, punktirt angegebene Curve, welche gegen einen im Ventilbocke gelagerten Cylinder c eine solche Lage besitzt, daſs sie bei jeder Stellung des Cylinders stets durch dessen Mittelpunkt geht. Der Cylinder c hat einen Einschnitt, in welchem sich ein Hebel d und das Verbindungsglied e mit der Stange a bewegen. Beim Gange der Maschine gelangt der Hebel d zur Anlage an einen um einen festen Punkt des Ventilbockes drehbaren und concentrisch den Cylinder c umgebenden Hebel f, welcher die erhaltene Bewegung auf die Ventilstange und das Ventil in gewöhnlicher Weise weiter überträgt. Wird nun der Cylinder c und mit diesem der Drehpunkt des Hebels d und der Angriffspunkt des letzteren durch den Regulator mittels der Stange m verstellt, so wird die Excenterstange je nach der Drehrichtung den Hebel f und somit auch das Dampfeinlaſsventil während eines längeren oder kürzeren Theiles des Kolbenhubes heben und somit eine gröſsere oder kleinere Füllung im Dampfcylinder bewirken. Die Hebel d und f sind so angeordnet, daſs bei kleinem Ausschlage des ersteren eine gröſsere Bewegung durch kürzeren Angriff am Hebel f und bei gröſserem Ausschlage des Hebels d eine kleinere Bewegung durch längeren Angriff am Hebel f stattfindet. Es findet somit zwischen den einzelnen Bewegungen ein Ausgleich statt, in Folge dessen der Hub des Einlaſsventiles annähernd gleich wird. Die Hebel d und f liegen bei jeder beliebigen Stellung des Cylinders c an einander, sobald das Excenterstangenende durch den Mittelpunkt des Cylinders c geht, und heben bei Weiterbewegung das Ventil so lange, bis das Excenterstangenende in dem zweiten Schnittpunkte anlangt, welchen die Kreisbogenbahn des Verbindungsgliedes e mit der von dem Excenterstangenende beschriebenen Curve ergibt. Der erste Schnittpunkt bleibt bei allen Stellungen des Cylinders c derselbe, nämlich der Mittelpunkt des Cylinders c; es ist daher auch die Winkelvoreilung bei verschiedener Füllung stets dieselbe. Auf beide Einlaſsventilstangen drückt eine gemeinschaftliche Blattfeder k, damit die Ventile der Bewegung des Steuermechanismus folgen. Fig. 2 und 3 Taf. 33 veranschaulichen zwei Abänderungen der Höffner'schen Steuerung, wobei die Theile d und e durch eine Kurbelschleife d (Fig. 2) ersetzt und die Theile c, d und e an die Steuerwelle verlegt sind (vgl. Fig. 3), wobei in letzterem Falle das Glied e mit einer auf der Steuerwelle sitzenden Kurbel a verbunden ist. Durch das Zusatzpatent * Nr. 30377 wird die Anwendung einer Kurbel c (Fig. 4 Taf. 33) an Stelle des Cylinders c (Fig. 1) geschützt. Die Steuerung ist von der Sächsischen Maschinenfabrik (vormals Hartmann) in Chemnitz verschiedentlich an Dampfmaschinen ausgeführt und zeichnet sich namentlich durch ruhigen und sicheren Gang der Steuerungsmechanismen aus. Die von Heinr. Widmann in München (* D. R. P. Nr. 24142 vom 18. März 1883 und Zusatz * Nr. 25981 vom 1. Juli 1883) angegebene Steuerung soll eine Entlastung des Regulators sichern. Die veränderliche Füllung wird dabei aus der Zusammensetzung zweier Bewegungen erreicht, von welchen die erste, den Hub des Ventiles bewirkende, gleichbleibend, die zweite, den Schluſs des Ventiles ausführende, veränderlich ist. Bei der älteren Anordnung (Fig. 12 Taf. 33) wird die das Einlaſsventil bethätigende Excenterstange A durch eine im Punkte b drehbar gelagerte Bogenführung B gehalten; das obere Ende der Stange A trägt auf einem Zapfen das in der geraden Schlitzführung D verschiebbare Gleitstück C. Die Schlitzführung D wird von dem einen Ende des Ventilhebels d und bei e von einer Stange F gehalten, an welcher sich am anderen Ende ein in der Bogenführung B verschiebbares Gleitstück G befindet- letzteres wird mittels Winkelhebel und dem Gliede h vom Regulator aus verstellt. Der Mittelpunkt des Kreisbogens B liegt bei e und zwar in derjenigen Lage der Schlitzführung D, welche dem Beginne der Oeffnung des Einlaſsventiles entspricht. Von diesem Augenblicke an wird das Gleitstück C mit der Schlitzführung D nach einwärts bewegt und dadurch das Ventil gehoben, gleichzeitig aber auch das Gleitstück C in der Schlitzführung verschoben. Eine zweite Bewegung erhält die Schlitzführung D durch die schwingende Bogenführung B, welche Bewegung der ersteren entgegengesetzt gerichtet ist und demnach den Schluſs des Ventiles veranlagst. Die letztere Bewegung hängt von der jedesmaligen Stellung, welche der Regulator dem Gleitstücke G anweist, ab und ist somit veränderlich.Der Mechanismus erlaubt, die Stange F und also auch den Regulator bei Beginn des Ventilhubes vollständig zu entlasten. Von der im Endpunkte der Stange A auftretenden Kraft kommt hier nur die Componente senkrecht zur Gleitfläche von D in Betracht. Geht dieselbe nicht durch den Angriffspunkt der Ventilstange d an der Schlitzführung D, sondern in einer kleinen Entfernung unterhalb vorbei, so entsteht ein linksdrehendes Moment um diesen Tunkt. Die durch dieselbe Componente auf der Gleitfläche erzeugte Reibung bringt dagegen ein rechtsdrehendes Moment hervor. Beide heben sich auf, wenn ihre Hebelarme in einem Verhältnisse zu einander stehen, welches gleich dem Reibungscoefficienten ist, so daſs also auf den Zapfen e und die Stange F keine Kraft entfällt. Bei der ferneren Bewegung wird nun das erste Moment überwiegen und von der Stange F aufzunehmen sein; aber dann ist auch das Ventil von seinem Sitze abgehoben und vom Dampfdrucke entlastet, also nur noch aas Ventil- und Belastungsgewicht sowie die Stopfbüchsenreibung zu überwinden. Die Beeinflussung des Regulators wird auch deshalb eine geringe, sein weil das Gleitstück in der Bogenführung B bei jeder Stellung, welche der Regulator bedingt, nur Kreislinien beschreibt, denen auch das Verbindungsglied h folgen kann, ohne den Regulator wesentlich zu beeinflussen. Bei der im Zusatzpatente angegebenen Abänderung (Fig. 13 und 14 Taf. 33) dieser Steuerung ist die Drehrichtung des Excenters, demnach auch die Bewegung des als Hohlcylinder ausgeführten Gleitstückes C, welches auf einer runden Stange D gleitet, die umgekehrte; ferner liegt der Angriffspunkt der an das Excenter angeschraubten oder mit dem Excenter aus einem Stücke bestehenden gegabelten Excenterstange A auf derselben Seite der Gleitstange D wie der Aufhängepunkt c derselben an den Ventilhebel d. Die Gleitstange D bildet mit der die Gelenkzapfen c und e tragenden Platte ein Ganzes; in der Bogenführung B, welche U-förmigen Querschnitt erhalten hat und um den Zapfen b schwingt, bewegt sich, vom Regulator bethätigt, das Gleitstück G, an welches das untere Ende der Stange F angeschlossen ist. Bei einer ferneren Abänderung ist die Gleitstange mit dem Gleitstücke derart vertauscht, daſs erstere von der Excenterstange und letzteres vom Ventilhebel getragen wird, wodurch die Verstellungsstücke in der Bogenführung bei ihrer äuſsersten Lage links, umgekehrt als bei der früheren Anordnung, der gröſsten, bei ihrer äuſsersten Lage rechts der kleinsten Füllung entsprechen. Auslösende Ventilsteuerungen: M. Jahr in Gera (* D. R. P. Nr. 13255 vom 15. September 1880) hat zur Vermeidung von Stopfbüchsen bei den aus den Dampfkammern tretenden Ventilstangen, welche den sicheren Dampfabschluſs durch die Ventile in Folge der Reibung der Ventilstangen in den Stopfbüchsen mehr oder weniger beeinflussen, zur Bewegung der Ventile Hebedaumen angeordnet und die bei dieser Steuerung den Ventilschluſs bewirkenden Federn im Inneren des Ventilgehäuses untergebracht (vgl. Fig. 5 und 6 Taf. 33). Die Hebedaumen sitzen auf Wellen, welche durch Schraubenräder von der Regulatorwelle aus bewegt werden; bei Geschwindigkeitsänderungen verschiebt der Regulator mittels Hebel die Daumenwelle, so daſs die Ventile nur den für den gleichmäſsigen Gang der Maschine nöthigen Dampf einlassen. Eine im Zusatzpatente * Nr. 23783 vom 12. Januar 1883 angegebene Abänderung besteht in einem vortheilhafteren Antriebe durch die in beliebigem Abstande von der Ventilspindel erfolgende seitliche Lagerung der Daumenwelle. Wie aus Fig. 5 Taf. 33 zu entnehmen, ist ein Hebel e zwischen Daumenwelle a und Ventilspindel l eingeschaltet, welcher um den Zapfen s an der Innenwand des Ventilgehäuses schwingt; der Hebel e greift durch einen Ausschnitt der Ventilspindel l. Die Daumenwelle bewegt sich in einem Lager und in einer Stopfbüchse. Wenn der Steuerungsmechanismus auſserhalb des Ventilgehäuses liegt (Fig. 6 Taf. 33), so kann die Uebertragung der Bewegung von auſsen auf das Ventil durch eine besondere Welle und Hebel bewirkt werden. Die Achse s ist im Dampfraume gelagert und wird nach auſsen durch Stopfbüchsen geführt. Auſsen sitzt auf derselben der Hebel w, innen im Dampfraume der Hebel e. Bei der Steuerung von H. Brockmann in Stuttgart (* D. R. P. Nr. 25732 vom 15. Juni 1883) ist die Excenterstange a jedes Einlaſsventiles durch eine Gelenkstange b unmittelbar oder unter Einschaltung eines Hebels mit der Ventilstange verbunden und die ziemlich rasche Erhebung des Ventiles erfolgt dadurch, daſs eine an der Excenterstange a befindliche Nase c kürzere oder längere Zeit auf einer verstellbaren Bahn d geführt wird, welche die bei geschlossenem Ventile von der Nase beschriebene eiförmige Curve schneidet. Während die Spitze der Nase c die punktirt angedeutete Bahn beschreibt, schwingt der Zapfen e, ohne Einfluſs auf das Ventil auszuüben, um den oberen Gelenkzapfen f. Sobald indeſs unter die Nase c ein Stück d geschoben wird, kann dieselbe die bisherige eiförmige Curve nicht mehr ganz beschreiben, sondern gleitet nun auf d und legt nur einen Theil dieser Bahn zurück; dadurch ist der Zapfen e gezwungen, den angedeuteten Bogen zu durchlaufen, und es erfolgt ein Oeffnen des Ventiles. Sobald die Spitze der Nase c über den Absatz des Stückes d schnappt, erfolgt durch die Feder h der Schluſs des Ventiles. Es läſst sich auf diese Weise bei Verschiebung des keilförmig gestalteten Stückes d ein längeres oder kürzeres Oeffnen des Ventiles leicht erreichen. Die auslösende Steuerung von Rud. Affeltranger in Zürich (* D. R. P. Nr. 29251 vom 18. März 1884) bezweckt eine rasche Bewegung der Ventile ohne Schädigung der Sitzflächen dadurch, daſs die unter Dampfdruck befindlichen Einlaſsventile beim Oeffnen entlastet und beim Schlieſsen wieder belastet werden, wobei auch auf möglichst leichte Herstellung sämmtlicher Theile besonders Rücksicht genommen ist. Der Füllungsgrad kann vom Regulator abhängig bis auf 0,8 des Kolbenweges ausgedehnt werden, während das Oeffnen der Ventile unverändert auf beiden Todtpunkten der Kurbel bei jeder Regulatorstellung vor sich geht. Die Einlaſs- und Auslaſsventile a und b (Fig. 10 Taf. 33) sitzen in einem besonderen Kegel e. Der Raum unter dem Ventile a ist in Verbindung mit dem Dampfmantel des Cylinders, während der Kanal unter dem Ventile b den verbrauchten Dampf ableitet. Der Durchmesser des oberen Sitzes vom Einlaſsventile a ist gröſser als der vom unteren Sitze, so daſs der Dampfdruck, von unten auf den Unterschied der beiden Ringflächen wirkend, das Ventil a hebt. Der Raum unter dem Ventile a ist durch einen Kanal f, die Ausschnitte x und v des Drehschiebers d bezieh. Kegels d1 (vgl. Fig. 7 bis 9) und einen Kanal f1 mit dem Raume oberhalb des Cylinders g verbunden; in Folge dessen drückt auch der Dampf auf die obere Fläche des Cylinders g an der Ventilstange so lange, bis der Schieber d die Verbindung unterbricht und den im Raume über g wirkenden Dampf durch Aussparungen w und e1 in den Kanal e entweichen läſst. Die Dauer der Entlastung oder Oeffnung des Einlaſsventiles wird durch die vom Regulator bethätigte Drehscheibe r, in welche sich ein Gleitstück am Ende des Hebels p führt, bestimmt. Ist der Druckausgleich zwischen den Räumen unter dem Ventile a und über dem Cylinder g wieder hergestellt, so fällt das Ventil durch sein Gewicht und Federdruck auf seinen Sitz zurück.

Tafeln

Tafel Tafel
									33
Tafel 33