C. Die Steuerungen
I. Die Steuerungen mit zweifachen Dampfwegen
6. Steuerungen mit veränderlichem Hub und Yoreilw inkol des E xpansionsschiebers
u) Z w e ik a m m e rsteu eru n g yon D o e rfe l1). Fig. ¡33. Bei dieser Bau
art laufen die Schieber nicht ineinander, sondern sind in zwei getrennten
F ig . 93.
Kammern untergebracht. Der Grundsehieber wird meistens unveränderlich, der Expansionsschieber mittelst Flachregulators gesteuert, doch wird auch
l) Ausführung der Dinglerschen Maschinenfabrik in Zweibrücken.
D ie Steuerungen m it zweifachen D am pfwegen. 1 1 3
häufig das Grundexzenter derart mit dem Expansionsexzenter verbunden, daß bei der Füllungsregelung auch die Kompression in mäßigen Grenzen verändert wird, um die Leistung der Belastung schnell anzupassen und den Leer
lauf zu erleichtern. Der Entwurf dieser mit Inneneinströmung arbeitenden Steuerung gestaltet sich sehr einfach. Die "Überdeckungen des Grund
schiebers werden für günstigste Vorausströmung und Kompression bestimmt, ebenso weicht das Diagramm für
sionsschiebers erreicht, indem dieser mit einem dritten Kolben auch den Dampfeintritt in die erste Kammer steuert.
b) E iiik a m m c rsteu eru iig . Bei der in Fig. 95 wiedergegebenen Bauart läßt der Expansionsschieber in seiner relativen Mittellage den Durohlaßkanal um die Strecke y frei, so daß dieser Weg zurückgelegt werden muß, ehe die Expansion beginnt, und außerdem jene Strecke, um welche je nach Größe von Voreilwinkel und Exzentrizität die Schieber
mitten bei der Kurbeltotlage voneinander entfernt sind.
In Fig. 96 und 97 sind gebräuchliche Arten der bei diesen Steue
rungen zu findenden Exzenter-Aufkeilung wiedergegeben. In Fig. 96 um
faßt das Expansionsexzenter drehbar das Grundexzenter, bei welcher An
ordnung der Durchmesser des ersteren außergewöhnlich groß wird. Die Endpunkte des resultierenden Exzenters, dessen Voreilwinkel von auf
zunimmt, und dessen Exzentrizität von R auf r abnimmt, liegen auf abgebildeten Aufkeilung. Das Expansionsexzenter schwingt hierbei nach
D u b b o i , D a m p f m a s c h in e n . 2. A ufl. 8
Die Dampfverteilung einer Steuerung nach Fig. 96 bezw. 97 ist in Fig. 98 mittelst des M ü l l e r sehen Diagramms dargestellt. Größe und Voreilwinkel des Grundexzenters werden in üblicher Weise festgestellt werden.
1 1 4 D ie Steuerungen.
Fig. 63 b auf S. 89 um einen festen Drehpunkt, so daß sein Durchmesser kleiner als bei der Aufkeilung nach Fig. 96 gehalten werden kann.
F ig . 99.
93.
F ig .
jRj und I i 2 sind die äußersten Lagen für das Relativexzenter. Denkt man sich wieder den Expansionsschieber auf dem ruhenden Grundschieber bewegt, so wird, wenn die Relativexzentrizität = 11 v bei der Kurbeltotlage die
Ex-D ie Steuerungen m it zweifachen Ex-D am pfwegen. 115
pansionsschiebermitte um a von der Grundschiebermitte nach rechts hin ent
fernt sein, und es muß bis zum Füllungsschluß ein Schieberweg a -j- y zurück
gelegt werden. Diesem Schieberweg entspricht der Kurbelbogen b d. Im Falle der Relativexzentrizität JR2 hat die Expansionsschiebermitte die Grund
schiebermitte bei der Kurbeltotlage schon um b nach links überschritten.
Die Expansion beginnt demnach nach Zurückleguug des Schieberweges y — b.
Die Wiedereröffnung beginnt im Punkte E und ist am gefähr
lichsten bei den kleinsten Füllungen. Winkel a muß größer als y sein, währenddem der Grundschieber Füllung gibt. Wäre c c < y , so müßten entweder y oder der relative Voreilwinkel verkleinert werden.
In Fig. 99 ist die gleiche Steuerung mittelst des Z e u n e rs e h e n Diagramms behandelt, nur daß hierbei die Exzenterbewegung nach Fig. 97
F ig . 100. F ig . 101.
berücksichtigt ist. Die Art der Aufzeichnung gestattet unmittelbaren Zu
sammenhang mit dem Dampfdiagramm.
Mit y als Radius ist ein Kreis geschlagen, dessen Schnittpunkte mit den Relativexzenterkreisen den Expansionsbeginn bestimmen. Es zeigt sich, daß bei dieser Exzenterverstellung die größeren Exzentrizitäten zu den kleineren Füllungen gehören und umgekehrt. Die vorstehenden Dia
gramme sind ohne weiteres auch dann noch gültig, wenn beide Schieber mit innerer Einströmung oder nur der Expansionsschieber mit Innenein
strömung steuert. In ersterem F all muß das Relativexzenter nach Fig. 78 entgegengesetzte Lage einnehmen, doch kann zur Bestimmung der Ab
messungen das punktierte Diagramm auch hier ohne Einschränkung benutzt
8*
116 D ie Steuerungen.
werden, da unter Zugrundelegung der entgegengesetzten Relativexzentrizität die Strecke y nach rechts von der Mittellinie aus abgetragen werden müßte.
Selbst wenn der in Fig. 95 dargcstellte Schieber abschließt, ehe der Grundschieber um das Voröffnen geöffnet hat, — absolute Nullfüllung — so wird doch der Grundschieberkanal bei der Voreinströmung mit Frisch
dampf gefüllt werden, und sicli sein Inhalt in den Zylinder entleeren.
Bei Kondensationsmaschinen mit hoher Eintrittsspannung wird diese Auf
füllung selbst bei dichten Schiebern genügen, die Maschine zum „Durch
gehen“ im Leerlauf zu bringen. Aus dieser Erwägung heraus ist die in Fig. 100 dargcstellte S t e i n sehe Schiebersteueruug entworfen worden1), bei welcher der Expansionsschieber die Durchlaßkanäle in seiner Mittel
stellung um y überdeckt; ist also das Relativexzenter kleiner als y, so wird der Durchlaßkanal überhaupt nicht geöffnet
Das Grundexzenter wird bei dieser Steuerung für äußere Einströmung mit dem gewöhnlichen Voreilwinkel aufgekeilt, während das Regelerexzenter nacheilt. Bei der Aufzeichnung des Diagramms für innere Einströmung Fig. 101 zeigt sich, daß die größeren Relativexzenter zu den größeren Fül
lungsgraden, die kleineren Relativexzenter zu den kleineren Füllungen ge
hören. Ein weiterer Vorteil stellt sich dadurch ein, daß bei den kleineren Füllungen infolge der geringen Kanaleröffnungen und Schiebergeschwindig
keiten der Eintrittsdampf stark gedrosselt wird, so daß ein Durchgehen der Maschine im Leerlauf nicht zu befürchten ist.
Das Relativexzenter der absoluten Nullfüllung soll bei dieser Steue
rung etwa so erhalten werden, daß die Expansionsexzentrizität der kleinsten Füllung den Voreilwinkel Null hat, also der Kurbel um 9 0° vor- bezw.
nacheilt. Im Z e u n ersehen Diagramm steht dann das Relativexzenter un
gefähr in der Lage der Voreinströmung.
■ Die Deckung y soll je nach Maschinengröße 2 bis 3,5 mm größer als die kleinste Relativexzentrizität sein. Die Relativexzentrizität der größten Füllung wird nach dieser und danach bestimmt, daß die Expan
sionsexzentrizität dabei etwa senkrecht zur Schieberbewegungsrichtung steht.
(1) Die Ausführung und E instellung der Expansions
schiebersteuerungen.
Wie aus Fig. 6 6 und Fig. 89 ersichtlich, werden die Gleitflächen der Schieber mit schrägen Nuten versehen, bezw. die Durchlaßkanäle von tragenden Leisten umgeben, wodurch die Schieber erheblich entlastet werden. Die schräge Lage dieser Aussparungen bezweckt die Verhinderung der Gratbildung am Expansionsschieber. Um die Meyersteuerung einbauen zu können, werden die Mitnehmermuttern entweder zweiteilig oder die
i) S. Z. 1903, S. 11.
D ie Steuerungen m it zweifachen D am pf w egen. 117
Gewinde mit verschiedenem Durchmesser ausgeführt, damit die Mutter des einen Schiebers über das Gewinde des anderen gestreift werden kann.
Die Expansionsplatten werden in Leisten am Grundschieber geführt und zur Vermeidung des Abklappens durch Federn angepreßt.
Das Handrad zur Einstellung der Füllung muß in seiner Lage festgehalten und durch N ut und Feder so mit der Sehieberstange ver
bunden werden, daß diese seine Drehung mitmacht. Ein von dem Handrad mit Übersetzung bewegter Zeiger gibt auf einer Skala den Füllungsgrad an.
Mitunter wird das Gewinde außerhalb des Schieberkastens gelegt.
Es ist dann jede Expansionsplatte durch eine besondere Schieberstange zu steuern, welche nach Art. der Fig. 85 übereinander liegen und an ihren Enden Zahnräder tragen. Durch Drehung der letzteren werden die Schieberstangen in dem gemeinsamen, vom Exzenter bewegten Grad
führungsstück gleichmäßig verschraubt. Die Schieber werden durch Doppel
muttern mitgenommen, welche auf Hülsen sitzen, die sich mit den Stangen drehen.
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J ~F ig . 102.
Fig. 102 zeigt den Regulatorangriff einer Ridersteuerung. Die aus- gebüchsten Schieberführungen befinden sich an der Regulatorsäule.
Die Büchse für das Führungstück der Expansionsschieberstange ist durch zwei Hebel mit einer parallelen Führungsstange fest verbunden, in deren Mitte die Regulatorzugstange angreift. Ein auf der Expansions
schieberstange sitzender Hebel verschiebt sich auf der Führungsstange und macht deren Drehung mit. Die Einsatzbüchse, in welcher sich die Schieber
stange dreht, ist durch Gegenmutter in ihrer Verbindung mit dem F üh
rungsstück gesichert. Durch ihre auch während des Betriebes leicht vor- zunehmende Verschraubung läßt sich der Expansionsschieber einstellen.
Greift die Regulatorzugstange unmittelbar an einem auf der Schieber- stangc sitzenden und mit dieser pendelnden Hebel an, so entsteht dadurch,
1 1 8 D ie Steuerungen.
daß das Ende der Stange einen Bogen beschreibt, während die Schieber
stange sich geradlinig bewegt, eine Rückwirkung auf den Regulator.
Dieser wird sich entweder um die Pfeilhöhe dieses Bogens verschieben, was für die Regulierung nicht ungünstig ist, oder bei reichlicher Energie in seiner Stellung verharren und den Schieber entsprechend drehen.
Bei den Riderflachschiebersteuerungen müssen die Expansionsschieber derart mit ihrer Stange verbunden werden, daß diese den Schieber mit
nehmen und ihn gleichzeitig in senkrechter Richtung verschieben können.
Die für letzteren Zweck früher häufig angewandten Zahnräder und Zahn
stangen sind durch Nocken nach Fig. 8 8 ersetzt worden. Der Schieber greift mit einem Ansatz zwischen zwei Segmente auf der Stange und wird
Die in Fig. 75 dargestellte Meyersteuerung mit großer Schraube wird vielfach mit Spielraum der Expansionsschieber von seiner Stange stets zentral gefaßt. Soll auch beim Grundschieber zentraler Angriff vorhanden sein, so sind die beiden Stangen ineinander zu führen, wodurch sich für den Regulatorangriff die Fig. 1041) wieder
gegebene Anordnung ergibt.
Das Gleitstück p ist durch einen Mitnehmer o mit der rohrförmigen Grundschieberstange « verbunden, welche am Austritt der Expansions
schieberstange durch eine Stopfbüchse abgedichtet wird. Der vom Regulator bewegte Hebel f dreht die nicht verschiebbare Rotgußbüchse m , welche durch zwei Federn das Gleitstück n mitnimmt. Letzteres ist durch Keil mit der Expansionsschieberstange verbunden. In Fig. 105 2) wird der Expansionsschieber mittelst Zahnstange und Zahnrad verdreht. Die Zahn
stange, welche zur Verringerung der Zahnreibung als Umdrehungskörper ausgeführt ist, wird durch Lenker geführt, die vom Regulator verstellt werden.
Bei exzentrischer Verbindung des Grundschiebers mit der Schieber
stange muß diese beiderseits in Grundbüchsen geführt werden, damit das infolge der Massen und Reibungswiderstände auftretende Kippmoment
1) Ausführung der Vereinigten Maschinenfabrik A ugsburg und Masehinenbau- Ges. N ürnberg. W erk N ürnberg. (A us F r e y t a g „Hilfsbuch für den M aschinenbau“.)
2) A usführung von K . & T h. M öller, Brackwedel
derart mitgenommen.
F ig . 103.
D ie Steuerungen m it zweifachen Dam pfwegen. 119
F ig . 104. F ig . 105.
wegen der ungenügenden Ausnutzung ihres Umfanges bezüglich der Kanal
länge und wegen des Zurückkrümmens der Zacken bei höheren Temperaturen nur noch selten angewandt. Vor den Kolbenschiebern nach R i d e r haben die nach M e y e r den Vorzug geradliniger Kanäle auch im Expansions
schieber, so daß diese leichter hergestellt und zudem mit Dichtungsringen versehen werden können.
Von den Nachteilen, welche ineinanderlaufende Schieber überhaupt nicht von den Schieberkanten oder. Liderungsringen aufgenommen wird und dadurch einseitigen Verschleiß verursacht. Häufig wird der Grund
schieber durch zwei Schieberstangen bewegt, welche außen durch eine Brücke verbunden sind, an welcher die Exzenterstange angreift. Um kurze Dampfkanäle und kleine schädliche Räume zu erhalten, ist es zweck
mäßig, den Expansionsschieber durch das dem Lager zunächst sitzende Exzenter zu steuern.
Was die Vorzüge der einzelnen, be
sprochenen Schieberarten betrifft, so werden die entlasteten Riderschieber mit Zacken, deren Abwickelung in Fig. 90 wiedergegeben ist,
1 2 0 D ie Steuerungen.
besitzen, sind die auch für Riderschieber verwendbaren Zweikammersteue
rungen frei, bei welchen außerdem die Hintereinanderschaltung zweier Schieber die Undichtheitsverluste beschränkt.
Besondere Aufmerksamkeit verlangt die Konstruktion der Schieber für Betrieb mit überhitztem Dampf.
Lange Schieber sind überhaupt wegen des sich krümmenden Schieber
gehäuses zu vermeiden. Die Rippen dürfen nur an nicht dichtende Flächen gelegt werden, damit die dichtenden Flächen sich nicht krumm ziehen.
Die Kolbenfederringe werden aufgeschnitten und zweckmäßig so am Schieber
körper befestigt, daß eine bestimmte Federung nicht überschritten wird.
Zu stark nach außen federnde Ringe zerstören bei hoher Temperatur leicht die Laufbüchsen. Letztere sind mit kleinem Spielraum einzusetzen und erhalten an jeder Seite der Dampfkanäle Ansätze, welche mit Asbest ge
dichtet werden.
Günstiges Verhalten der Riderexpansionsschieber zeigt sich, wenn diese nach dem Vordrehen und dem Einfräsen der Kanäle ausgeglüht werden, wodurch Verziehen auch bei höchster Temperatur nicht mehr eintritt.
Vorteilhaft ist stets innere Einströmung, um den Schieber durch den Abdampf möglichst kühl zu halten. Das Einlaufen solcher Schieber soll nur unter langsamer Steigerung der Uberhitzungstemperatur vorgenommen werden.
Hier sei noch erwähnt, daß bei Ridersteuerungen zum Anlaufen der Maschine geeignete, große Füllungen ohne übermäßigen Regulatorhub dadurch herbeigeführt werden können, daß der Expansionsschieber bei tiefster Regulatorstellung die unteren Kanalkanten nicht überdeckt, so daß die vom Grundschieber abhängige Füllung wirkt.
Der Grundschieber wird in derselben Weise, wie für den Muschel
schieber auf S. 8 6 angegeben, eingestellt, nur fällt hier die Rücksicht auf möglichst geringen Unterschied der durch den Grundschieber gegebenen Füllungen fort, da diese vom Expansionsschieber bestimmt werden. Das lineare Voreilen und die Kompression werden für beide Seiten möglichst gleich eingestellt. Der Expansionssehieber wird so justiert, daß er für diejenige Füllung, mit welcher die Maschine voraussichtlich am meisten arbeitet, auf beiden Seiten gleich abschneidet. Die kleinste Füllung wird mit Rücksicht darauf bestimmt, daß die Maschine im Leerlauf nicht durch
geht und ist demgemäß davon abhängig, ob die Maschine in stetiger Ver
bindung mit der Transmission bleibt oder von dieser abgekuppelt werden kann.
Im übrigen ist die Minimalfüllung um so kleiner zu wählen, je größer der schädliche Raum ist.
D ie Steuerungen m it vierfachen Dam pfwegen. 121