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Ventil-oder Hahnsteuerung.
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ristische schwingende Bewegung besitzt, d. h. dem Organ, welches unmittelbar oder über einfache, die Bewegungsart nicht verändernde Vorgelege das Ventil antreiben kann, unterbrochen und die/
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beiden Enden der Unterbrechung sind durch einstellbare mechanische Mittel verbunden, derart, dass jede Einstellage ein anderes Verhältnis zwischen den Bewegungsweiten der beiden durch sie verbundenen Kettenenden bestimmt. Es wird damit also auch genau ein verschiedenes Verhältnis zwischen dem Weg des Ventils und dem Weg des genannten ersten Organs bestimmt.
Wünscht man ausserdem, dass die Einstellung dieses Verhältnisses selbsttätig mit der Gangeinstellung stattfindet, so werden diese Einstellmittel passend mit dem Umsteuerungshebel verbunden, welcher sie also zugleich mit der Änderung des Admissionsgrades einstellt. Dieses Verhältnis kann in ziemlich weiten Grenzen verändert werden, ohne mechanische Schwierigkeiten für die kleinen Admissionen, da ja bei den bekannten Steuerungen die Öffnungsbeschleunigung für die kleinen Admissionen gewöhnlich nicht über ein Zwanzigstel der Beschleunigung bei maximaler Admission
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eine lineare Erhöhung der Beschleunigung mit sich bringt.
Es ist ersichtlich, dass in mechanischer Beziehung dieser grundlegende Gedanke in mancherlei Art je nach den verschiedenen Anwendungsfällen praktisch durchgeführt werden kann, wobei alle diese verschiedenen Ausführungsmöglichkeiten in den Bereich der Erfindung fallen.
Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel die Anwendung der Erfindung auf den Fall eines Antriebes mit durch Kulisse angetriebener schwingender Kurvenscheibe dargestellt. Fig. 1 zeigt die Anordnung in schematischer Darstellung, Fig. 2 zeigt eine Abänderung einer Einzelheit und Fig. 3 zeigt eine Sicherheitsvorrichtung.
Die auf der Welle 2 angebrachte Kurvenscheibe 1 wird unter Vermittlung der Stange 3 von einem Kulissengetriebe irgendeiner bekannten Gattung angetrieben und erhält so die kombinierte Schwingbewegung, wie sie früher auf den Schieber übertragen wurde. Diese Kurvenscheibe wirkt auf einen zweiarmigen Hebel 4, 4'ein, der um eine Achse 5 schwingt und sich mittels Rolle 6 an die Kurvenscheibe anlegt. Nahe diesem Hebel ist ein um eine Achse 7 schwingender, zweiter zweiarmiger Hebel 8, 8'angeordnet, der sieh auf das Ventil 9 abstützt.
Gemäss der Erfindung wirken der Arm 4'des Hebels 4, 4'und der Arm 8 des Hebels 8, 8' (diese beiden Arme bilden bei vorliegendem Beispiel die beiden Enden der kinematischen Kette, von denen oben gesprochen ist) aufeinander vermittels einer veränderlichen Verbindung ein, welche bei diesem Ausführungsbeispiel aus einer verstellbaren Nuss 10 besteht. Durch diese Nuss können die wirksamen Hebellängen dieser Arme gegenseitig geändert werden und dadurch das Verhältnis zwischen den Weglängen der Rolle 6 und des Ventils 9.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiele wird dieses Verhältnis am grössten (grösster Ventilweg bei gegebenem Weg der Rolle), wenn die Nuss 10 der Achse 7 am nächsten liegt ; dagegen ist in der gezeichneten Stellung der Nuss, nahe der Achse 5, das Verhältnis das minimale (kleinster Ventilweg bei gegebenem Weg der Rolle).
Die Stellung der Nuss 10 wird mittels eines Hebels 11 eingestellt, der mit dem Stellorgan der
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Umsteuerung ändert. Im dargestellten Falle ist der Hebel 11 mit der Welle 12 der Umsteuerung durch eine Gelenkstange 13, einen zweiarmigen Hebel 14, 14', eine Gelenkstange 15 und einen Kurbelarm 16 verbunden. Die Welle 12 beeinflusst gleichzeitig durch einen Kurbelarm 17 und eine Gelenkstange 18 die Stellung des Steines 19 der schwingenden Kulisse 20 eines Steuerungsgetriebes bekannter Gattung, im vorliegenden Falle der Walschaerts-Steuerung.
In der gezeichneten Lage hält die Welle 12 den Stein 19 in der einen der Aussenlagen der Kulisse ; man befindet sich also in der Stellung des maximalen Admissionsgrades für den Gang in einem bestimmten Sinne, z. B. den Vorwärtsgang. Zugleich wird die Nuss 10 in ihrer der Achse 5 nächstliegenden Lage gehalten, also in der Lage für das maximale Verhältnis, d. h. für geringsten Ventilweg im Verhältnis zum Weg der Rolle.
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dass, wenn der Stein 19 seine Mittellage 19'erreicht, auch der Arm 14'seine mit der Linie X-X zusammenfallende Mittellage erreicht und die Nuss 10 in ihre der Achse 7 nächstliegende Stellung gelangt.
In diesem Zeitpunkt der kleinsten Admission erreicht das Verhältnis zwischen dem Weg des Ventils und dem der Rolle seinen maximalen Wert.
Wird die Welle 12 weiter gedreht, so kehrt sich die Gangrichtung um, und in dem Masse, wie sich der Kulissenstein dem unteren Ende der Kulisse nähert, unter allmählicher Vergrösserung der Admission, verlässt die Nuss 10 die Achse 7 und gelangt wieder in die Nähe der Achse 5, wobei also allmählich das Verhältnis des Ventilweges zum Rollenweg vermindert wird ; denn der Arm 14'überschreitet jetzt seinen Totpunkt in der Geraden X-X und drückt wieder auf die Stange 13 nach links.
Auch hier sind die gegenseitigen Abmessungen der Teile so gewählt, dass, wenn der Arm 14'an die untere Grenze seines Weges gelangt, in dem Zeitpunkt, wo der Kulissenstein 19 an die untere Grenze seines Weges gelangt, die Nuss 10 sich nunmehr in der der Achse 5 nächstliegenden Stellung befindet.
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Statt der Verbindung durch die Stange 18 und die Hebel 11 und 14', die für das Übersetzungs- verhältnis eine Gesetzmässigkeit gibt, die nicht nach Belieben eingerichtet werden kann, sondern von dem Kurbel-Schubstangensystem abhängt, kann man auch eine Verbindung durch Kurvenscheibe wählen, welche jedes Änderungsgesetz verwirklichen kann, das man für das fragliehe Verhältnis anwenden will.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform dieser Art.
Hier ist auf die Achse des Hebels 14 eine Kurvenscheibe 21 aufgekeilt, gegen deren Profil sich eine Rolle 23 anlegt, die zu einem mit dem die Nuss 10 antreibenden Hebel 11 starr verbundenen Hebel 24 gehört. Die Rolle 23 wird durch eine Feder 25 oder ein anderes geeignetes Mittel gegen die Kurvenscheibe gedrückt. Das Profil 22 der Kurve ist nach dem für die Änderung des Übersetzungsverhältnisses in Abhängigkeit von dem Admissionsgrad gewünschten Gesetz ausgebildet.
Es kann als Vorsichtsmassnahme sehr nützlich sein, eine Überwachungsvorrichtung vorzusehen, durch welche die Nachteile vermieden werden, die entstehen könnten, wenn aus irgendeinem Grunde (Anbringungsfehler, Bruch, Irrtum od. dgl.) der Lauf der Maschine sich bei falsch eingestelltem oder entkuppeltem Regelungsantrieb der Übersetzungsvorri"htung vollzieht. In einem solchen Falle könnte es eintreten, dass die Nuss 10 sich der Achse 7 mehr nähert, als es bei dem für den Gang der Maschine eingestellten Admissionsgrad der Fall sein darf ; dann könnte für das Ventil eine Wegvergrösserung eintreten, die in mechanischer Beziehung gefahrvoll ist.
Fig. 3 zeigt schematisch eine diesem Zwecke dienende geeignete Vorrichtung, welche die Stellung der Nuss 10 bei jedem Kreisprozess und für jeden Admissionsgrad überwacht.
An den Hebel 11 ist ein anderer Arm 26 angefügt, dessen Lage durch eine Rolle 27 vermittels einer Stange 28 beeinflusst wird. Auf der Achse 2 der schwingenden Kurvenscheibe 1 ist ein Arm 29 angebracht, der gegen die Rolle 27 anschlägt, wenn die Kurvenscheibe um einen solchen Winkel ausgeschwungen ist, dass das Ventil teilweise geöffnet ist. Lage und Länge des Arms 26 sowie die gegenseitigen Lagen der Rolle 27 und des Arms 29 sind so gewählt, dass, wenn eine irrige Lage der Nuss 10 einen gefährlichen Ventilweg herbeiführen würde, der Arm 29 auf die Rolle 27 stösst und die Nuss 10 von der Achse in solchem Masse entfernt, dass der Ventilweg auf einen brauchbaren, ungefährlichen Wert herabgesetzt wird.
Die Wirkung des Armes 29, die bestrebt ist, die Nuss 10 in die Nähe der Achse 5 zurückzubringen, kann bei der Anordnung nach Fig. 2 frei die Rolle 28 beeinflussen, da diese sich ohne weiteres von dem Profil 22 der Scheibe 21 loslösen kann, indem sie die Wirkung der Feder 25 überwindet. Dagegen würde bei der Anordnung nach Fig. 1 die Starrheit der Stange-M zu einem Widerstand führen. In diesem Falle wird es zweckmässig sein, die Stange ausziehbar zu machen, z. B. indem man den Anschluss ihres Endes an das Ende des Hebels 14'als Auge 13'ausbildet, derart, dass das Ende des Hebels 14' in Längsrichtung in dem Auge an der Stange 13 gleiten kann.
Dieses Gleiten wird indes für normale Verhältnisse durch eine im Auge angebrachte Feder 18" gehemmt.
Wie eingangs der Beschreibung gesagt worden ist, können die beschriebenen Ergebnisse erzielt werden, gleichgültig, welches System an Stelle des Kurvenscheibensystems mit Rolle gewählt wird, um die für einen Schieber brauchbare harmonische Schwingbewegung in die Schwingbewegung eines Hebels überzuführen, wie sie für den unmittelbaren Antrieb eines Ventils passt. Dasselbe gilt bezüglich des Getriebes, das dazu dient, die harmonische Schwingbewegung, von der eben gesprochen wurde, zu erzeugen und das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in einer Walschaerts-Steuerung besteht, die durch irgendeine andere Steuerung ersetzt werden kann.
Die Erfindung ist ebenso anwendbar auf Ventile mit Doppelsitz und mit einfachem Sitz sowie mit waagrechter, senkrechter oder geneigter Ventilstange, auf Ventile, die auf einem Spiegel gleiten, wie Kolbenventile, und auch auf Hähne.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ventilsteuerung oder Hahnsteuerung mit Sehwingantrieb für Dampfmaschinen und andere umsteuerbare Maschinen mit elastischem Treibmittel, dadurch gekennzeichnet, dass die kinematische Kette, die das Ventil mit dem zu seinem Antrieb dienenden Sohwinggetriebe, das die Einrichtung zur Umsteuerung und zur Änderung des Fällungsgrades aufweist, verbindet, hinter dem ersten Organ, das die charakteristische Schwingbewegung des Ventils besitzt, unterbrochen ist und die beiden Enden der Unterbrechungsstelle miteinander durch eine einstellbare Kupplung verbunden sind, die gestattet, das Verhältnis zwischen den Wegen der beiden genannten Kettenenden, von denen das eine das genannte erste Organ und das andere das Ventil angreift, zu ändern.