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PATENTAMTPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 14: Dampfmaschinen.CLASS 14: Steam Engines.

(Ramsey, Minnesota, V. St. A.).(Ramsey, Minnesota, V. St. A.).

Coulissen-Steuerung mit einem Excenter.Coulissen control with an eccentric.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 13. Juli 1898 ab.Patented in the German Empire on July 13, 1898.

Gegenstand der Erfindung ist eine Coulissen-Steuerung mit einem einzigen Excenter, welche den Zweck hat, zugleich mit der hierdurch erreichten Vereinfachung des Baues ganz besonders die Schieberbewegung vollkommener zu gestalten, als dies bei Verwendung eines Doppelexcenters möglich ist.The invention relates to a coulisse control with a single eccentric, which has the purpose, at the same time as the simplification of the building achieved through this, very special to make the slide movement more perfect than when using a double eccentric is possible.

In beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar inIn the accompanying drawings, there is an embodiment of the subject matter of the invention shown in

Fig. ι in Seitenansicht undFig. Ι in side view and

Fig. 2 in Perspective, währendFig. 2 in Perspective, while

Fig. 3 bis 14 verschiedene Stellungen der Steuerung in schematischer Darstellung wiedergeben. Fig. 3 to 14 show different positions of the control in a schematic representation.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 die Hauptwelle einer Maschine, auf welcher das Excenter 2 aufgekeilt ist; der Excenterring 3 ist ohne die übliche Verbindung mit einer starren Excenterstange. Die die Schieberbewegung vermittelnde Stange 4 steht mit dem Ende 5 mit diesem Schieber und am anderen Ende mit dem in der Coulisse 6 gleitenden einstellbaren Klotz oder Stein 7 in Gelenkverbindung. Die Coulisse 6 liegt in der Ebene des Excenterringes und diesem möglichst nahe, und ihr mittlerer Halbmesser ist gleich der Länge der Schieberstange. 8 bezeichnet einen in der Ebene der Mitteltangente, der Coulisse angeordneten festen Zapfen, auf welchem ein Winkelhebel 13 mit den Armen 9 und 12 schwingen kann. Der Arm 9 liegt seitlich von der.Coulisse, mit der er durch den Zapfen 10 beweglich verbunden ist. Der Arm 12 ist durch den Zapfen 1 1 an den Excenterring 3 angelenkt, welcher auf der dem Zapfen' 11 entgegengesetzten Seite einen Zapfen 14 trägt, der mit dem Zapfen 15 der Coulisse 6 durch eine Stange 16 verbunden ist. Die Schieberstange ist durch eine eine Einstellung derselben, zulassende Stange 17 aufgehängt, welche indessen auch durch eine andere Vorrichtung •ersetzt werden kann.In Figs. 1 and 2, 1 denotes the main shaft a machine on which the eccentric 2 is keyed; the eccentric ring 3 is without the usual connection with a rigid eccentric rod. The the slide movement Mediating rod 4 is at the end 5 with this slide and at the other end with the adjustable block or stone 7 sliding in the coulisse 6 in an articulated connection. the Coulisse 6 is in the plane of the eccentric ring and this as close as possible, and her mean radius is equal to the length of the slide rod. 8 denotes one in the Level of the middle tangent, the coulisse arranged fixed pin on which an angle lever 13 swing with arms 9 and 12 can. The arm 9 lies to the side of the coulisse, with which it can be moved through the pin 10 connected is. The arm 12 is hinged to the eccentric ring 3 by the pin 11, which carries a pin 14 on the side opposite the pin 11, which is connected to the pin 15 of the coulisse 6 by a rod 16. The push rod is suspended by an adjustment of the same permitting rod 17, which however, it can also be replaced by another device.

Der ganze Coulissenmechanismus befindet sich möglichst nahe der Hauptwelle, um so eine lange Schieberstange anwenden zu können. Er kann, in jedem beliebigen Winkel zur Hauptwelle angebracht sein, je nachdem sich der Schieberspiegel in gleicher Ebene wie die Hauptwelle befindet, oder nicht. Fig. 1 der Zeichnungen zeigt ein Beispiel, bei welchem sich der Schieberspiegel oberhalb der Ebene der Hauptwelle befindet, während in den übrigen Figuren beide in gleicher Ebene sind.The whole coulisse mechanism is as close as possible to the main shaft, so to be able to use a long slide rod. He can, at any angle to the Main shaft to be attached, depending on the slide mirror in the same plane as the Main shaft is located or not. Fig. 1 of the drawings shows an example in which the slide mirror is located above the level of the main shaft, while in the rest Figures are both in the same plane.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Durch die Bewegung des Excenterringes wird der Winkelhebel 9, 12 in Schwingung gesetzt und der Zapfen 10, sowie die Coulisse gegen die Welle hin- und herbewegt, so dafs auch die Schieberstange entsprechende Bewegungen ausführt. Der Arm 12 des Winkelhebels begrenzt die Drehung des Excenterringes und beschränkt die Bewegung des Zapfens 11 auf einen Kreisbogen nach der Welle hin und von derselben ab. Der Zapfen 14 beschreibt eine Ellipse, deren grofseThe operation of the device is as follows: By moving the eccentric ring the angle lever 9, 12 is set in vibration and the pin 10, as well as the Coulisse moved back and forth against the shaft, so that the slide rod also correspondingly Movements. The arm 12 of the angle lever limits the rotation of the eccentric ring and restricts the movement of the pin 11 to an arc of a circle after the Wave back and forth from it. The pin 14 describes an ellipse, the size of which

Achse das Schwingungsmafs der Coulisse um den Zapfen io darstellt. Die Bewegung des Zapfens io nach der Welle hin und von derselben fort mufs gleich der doppelten Ueberdeckung plus der doppelten Voreilung des Schiebers sein und es sind der Winkelhebel sowie der Hub des Excenters entsprechend einzuriehten. -Wenn bei dieser Anordnung der Coulissenstein 7 in die neutrale Lage dem Zapfen 10 gegenüber gebracht wird, so erhält der Schieber eine Bewegung, welche dessen Ueberdeckung und Voreilung umfafst; es braucht sonach nur die effective Bewegung des Schiebers für die Kanalöffnung von der Coulisse bei anderen Lagen des Steins oder Blockes abgeleitet zu werden.Axis represents the degree of oscillation of the coulisse around the pin io. The movement of the Pin io towards the shaft and away from it must equal the double overlap plus the double advance of the slide and the angle lever and the stroke of the eccentric are accordingly moved in. -If with this arrangement of the coulisse stone 7 in the neutral position dem Pin 10 is brought opposite, the slide receives a movement, which its Cover and advance included; it only needs the effective movement of the slide for the channel opening to be derived from the coulisse in other layers of the stone or block.

Die Zapfen 14 und 15 sind zu dem Excenterringe und der Coulisse in solche B'eziehung zu bringen, dafs sie letzterer die für die gewünschte maximale Kanalöffnung eingerichtete Schwingung mittheilen, wenn der Coulissenstein volle Bewegung ausführt.The pins 14 and 15 are to the eccentric rings and to bring the coulisse into such a relationship that the latter set up the desired maximum channel opening Communicate the vibration when the coulisse stone moves fully.

Wenn die Mitte des Excenters die Linie, welche die Achsmitte und den Zapfen 11 verbindet, kreuzt, so befindet sich der Zapfen 10 in einer Grenzlage seiner Bewegung und die mittlere Tangente der Coulisse ist dann senkrecht zu der mittleren Ebene der- Schieberstange 4 gerichtet; die Schieberstange kann dann so bewegt werden, dafs sie den Klotz oder Coulissenstein 7 durch die ganze Länge der Coulisse bewegt, ohne die Lage des Schiebers zu verändern. Wenn das Excenter eine halbe Umdrehung macht, so wird der Zapfen 10 die andere Grenzlage seiner Bewegung einnehmen, und es kann der Coulissenstein wiederum durch die Coulisse laufen, ohne die Lage des Schiebers zu ändern. Der Zapfen 14-veranlafst durch die Stange 16 die Schwingung der Coulisse um den Zapfen 10, während der Zapfen 11 durch den Arm 12 des Winkelhebels 13 die Bewegung des Zapfens 10 und der Coulisse bewerkstelligt. Die Wirkung der Vorrichtung auf den Schieber geht aus den Fig. 3 bis 14 hervor.When the center of the eccentric is the line connecting the center of the axis and the pin 11, crosses, the pin 10 is in a limit position of its movement and the middle tangent of the coulisse is then perpendicular to the middle plane of the slide rod 4 directed; the slide rod can then be moved in such a way that it hits the block or coulisse stone 7 moved through the entire length of the coulisse without changing the position of the slide to change. When the eccentric makes half a turn, the pin becomes 10 occupy the other limit position of its movement, and the coulisse stone can again run through the coulisse without the To change the position of the slide. The pin 14-initiated by the rod 16 the oscillation of the coulisse around the pin 10, during the Pin 11 by the arm 12 of the angle lever 13 the movement of the pin 10 and the coulisse accomplished. The effect of the device on the slide is from the Figures 3 to 14 emerge.

Fig. 3 bis 8 zeigen die Thätigkeit des Steuerungsmechanismus bei vorwärts laufender Maschine während verschiedener Kurbelstellungen.Figures 3 through 8 show the operation of the control mechanism when the engine is running during different crank positions.

18 ist dabei der Kurbelzapfen und ig die Entfernung der beiden Punkte 20 und 21 von einander. Diese Punkte 20 und 21 sind die Punkte der von dem Zapfen 14 bei seiner Bewegung beschriebenen Ellipse, an denen er sich befindet, wenn der Zapfen 10 an den Endpunkten seiner Bewegung steht.18 is the crank pin and ig the Distance of the two points 20 and 21 from one another. These points 20 and 21 are the Points of the ellipse described by the pin 14 during its movement, at which it is when the pin 10 is at the end points of its movement.

In Fig. 9 bis 13 ist in entsprechender Weise wie bei Fig. 3 bis 8 eine Darstellung bei rückwärtslaufender Maschine gegeben. Zapfen 10 hat hier wieder ganz die gleiche Bewegung wie in Fig. 3 bis 8. Er erreicht die Endpunkte derselben, wenn der Zapfen 14 die Punkte 20 und 21 auf der von ihm beschriebenen Ellipse erreicht.In Fig. 9 to 13 is in a corresponding manner as in Fig. 3 to 8, a representation is given with the machine running backwards. Pin 10 has here again exactly the same movement as in Fig. 3 to 8. It reaches the end points same when the pin 14 points 20 and 21 on the one described by him Reached ellipse.

Fig. 14 veranschaulicht die Fähigkeit dieser Steuerung zum Ausgleichen von Ungenauigkeiten in der Vertheilung durch Ecken der Hauptbewegungstheile der Maschine oder dergl. 22 ist hier.die Kurbelstange, 18 die Stellung des Kurbelzapfens bei Mittelstellung des Kreuzkopfes, und,die Entfernung zwischen 18 und 22 giebt die Ungenauigkeit in der Kurbelbewegung an, die durch Ecken der Hauptwelle veranlafst wird. Wenn die Kurbel sich an dem Punkt 18 befindet, so ist Arm 12 in Mittelstellung, dargestellt durch die ausgezogene Linie. Der Bogen 24, auf dem der Excentermittelpunkt liegt, ist vom oberen Zapfen des Excenterringes bei Mittelstellung von 12 ausgeschlagen, Die Abweichung zwischen Bogen 24 und seiner Tangente zeigt die Wirkung der Winkligkeit des oberen Armes des Excenterringes. Die Winkligkeit des Excenterringes kann zum Ausgleich von Ungenauigkeiten benutzt werden, die vom Ecken der Hauptwelle herrühren. Wenn der Kurbelzapfen 18 zur Linie 23 rückt, so verschiebt sich der Excentermittelpunkt vom Bogen 24 auf seine Tangente und die Arme 9 und 12 kommen in die durch die punktirten Linien angegebenen Lagen; die Folge hiervon ist ein kleines Vorwärtsrücken der Zapfen 10.14 illustrates the ability of this control to compensate for inaccuracies in the distribution by corners of the main moving parts of the machine or the like. 22 is here. The connecting rod, 18 the position of the crank pin with the crosshead in the middle position, and, the distance between 18 and 22 gives the inaccuracy in the crank movement caused by corners of the main shaft. When the crank is at point 18 is located, arm 12 is in the middle position, represented by the solid line. Of the Arch 24, on which the center of the eccentric is located, is from the upper pin of the eccentric ring knocked out at the middle position of 12, the deviation between sheet 24 and his Tangent shows the effect of the angularity of the upper arm of the eccentric ring. the Angularity of the eccentric ring can be used to compensate for inaccuracies, coming from the corner of the main shaft. When the crank pin 18 moves to line 23, so the eccentric center shifts from the arc 24 to its tangent and the Arms 9 and 12 come to the positions indicated by the dotted lines; the The consequence of this is a slight advancement of the pegs 10.

Eine Betrachtung von Fig. 1 zeigt, dafs das ganze System, welches die Hin- und Herbewegung der Schieberstange veranlafst, dicht an der Hauptwelle liegt; es kann danach eine lange Schieberstange Anwendung finden und es kann der Mechanismus nahe der Welle angeordnet werden. Das ganze System kann jede Winkelstellung um die Achse erhalten, so dafs die Schieberstange nach jeder Richtung hin laufen kann, um mit dem Schieber verbunden zu werden. Diese Steuerung ist danach besonders da verwendbar, wo nur wenig Raum zur Verfügung steht und wo Hindernisse die unmittelbare Führung der Stange zu dem Schieber ausschliefsen. Die Construction gestattet auch die Anordnung der Coulisse in der Ebene des Excenters, so dafs eine unmittelbare Uebertragung der Kräfte stattfinden kann. Es ist offensichtlich, dafs diese Steuerung mit nur einem Excenter alle Functionen der gewöhnlichen Doppelexcenter-Coulissensteuerung ausführen kann, soweit die Veränderbarkeit der Absperrung und die Umsteuerbarkeit der Maschine in Frage kommt. Die verhältnifsmäfsig lange Schieberstange gestattet eine verhältnifsmäfsig gestreckte Coulisse. Die Uebertragung von Druck und Zug erfolgt in eigenartiger Weise unmittelbar und der Mechanismus ist verhältnifsmäfsig frei von Gelenken und Verbindungsgliedern, welche Seitenspannungen er-A consideration of Fig. 1 shows that the whole system that causes the slide rod to move back and forth, is close to the main shaft; it can then use a long push rod and the mechanism can be placed near the shaft. The whole system can adjust any angular position around the Axis so that the slide rod can run in any direction to to be connected to the slide. This control can then be used especially if where only little space is available and where obstacles preclude direct guidance of the rod to the slide. The construction also permits the arrangement of the coulisse in the plane of the eccentric, so that an immediate transfer the forces can take place. It is obvious that this control is only possible with carry out all functions of the usual double eccentric coulisse control with an eccentric can, as far as the changeability of the shut-off and the reversibility of the machine can be considered. The relatively long slide rod allows a relatively long stretched coulisse. The transmission of pressure and tension takes place in a peculiar way Direct and the mechanism is relatively free of joints and links, which side tensions

zeugen. Es handelt sich hier nur um die Einstellung einer leichten Schieberstange an Stelle einer schweren; der Goulissenstein ist praktisch frei von Gleiten. Es kommt nur die Reibung eines Excenters in Frage, das nur einen kurzen Hub zu erhalten braucht; ein Ecken u. s. w. der Excenterstangen entfällt vollständig.witness. It is just a matter of setting a light pusher rod in place a serious one; the Goulissenstein is practically free from sliding. There is just friction an eccentric in question that only needs to receive a short stroke; a corner and so on the eccentric rods are completely omitted.

Nach dem Vorstehenden lassen sich die wesentlichen und kennzeichnenden Eigenschaften der Steuerung wie folgt zusammenfassen: According to the above, the essential and characteristic properties can be identified summarize the control as follows:

1. rasches Oeffnen und Schliefsen der Kanäle beim Vor- und Rückwärtsgange; die Bewegung erfolgt so schnell und zuverlässig, dafs sie sich beispielsweise bei einem Kolbenwege vollzieht, der den zwölften Theil des Kolbenhubes beträgt;1. Rapid opening and closing of the canals when walking forwards and backwards; the movement takes place so quickly and reliably that it is possible, for example, in the case of a piston path performs, which is the twelfth part of the piston stroke;

2. ein derartiges schnelles Oeffnen und Schliefsen ergiebt lange Perioden für die Einlassung und den Auspuff von Dampf und gestattet infolge dessen eine geringere Oeffnung, sowie eine geringere Schieberbewegung und Ersparnifs der hierzu aufzuwendenden Kraft;2. Such rapid opening and closing results in long periods for admission and the exhaust of steam and as a result allows a smaller opening, as well as a smaller slide movement and Savings of the force expended for this;

3. ein derartiges rasches Arbeiten vermeidet event. Auspuffvoreilung und beseitigt die Uebelstände des Rückdruckes und der Compression; 3. Such rapid work avoids event. Exhaust advance and eliminates the Deficiencies in back pressure and compression;

.4. die Voreilung ist constant, was sehr wesentlich ist; sie wird dabei ohne Opfer an Kanalöffnung erzielt; es ist innerhalb praktischer Forderungen' eine scharfe Absperrung erhältlich, welche an jeder Stelle innerhalb einer dem zwölften Theile des Kolbenhubes entsprechenden Strecke von jedem Hubende erfolgen kann, ohne dafs dabei die Vertheilung leidet..4. the lead is constant, which is very important; she is doing so without sacrifice Channel opening achieved; it is, within practical requirements, 'a sharp cordon available at any point within one of the twelfth parts of the piston stroke corresponding distance can take place from each end of the stroke without the distribution suffers.

Da die Umstellung der Coulisse als Ganzes durch die Bewegung des Zapfens 10 die Bewegung des Schiebers vollzieht, wie sie der Ueberdeckung und Voreilung zukommt, und da die Bewegung zur Kanalöffnung nur durch die Schwingung der Coulisse erzeugt zu werden braucht, so folgt hieraus, dafs die ganze Kanalöffhungsbewegung in diejenige Zeitperiode zusammengedrängt werden kann, welche bei anderen Coulissen - Steuerungen angewendet wird, indem dem Schieber nicht nur seine Oeffnungsbewegung, sondern auch diejenige Bewegung ertheilt wird, welche der Ueberdeckung und der Voreilung zukommt. Es folgt danach, dafs die Zusammendrängung der Oeffnungs- und Abschliefsbewegungen in diese kurzen Zeitperioden für den freien Dampfeinlafs lange Kanalöffhungsperioden zur Verfügung stellen. Eine weitere Folge dieser Einrichtung ist, dafs, da die Kanäle eine verhältnifsmäfsig lange Zeit hindurch weit geöffnet sind, eine geringere Weite der Kanalöffnung, als üblich, und infolge dessen ein geringerer Schieberweg angängig wird. Da die Voreilung nicht von der Schwingung der Coulisse, sondern von der als Ganzes erfolgenden Umstellung derselben durch den Zapfen 10 abhängt, der sich um ein constantes Stück bewegt, so ist die Voreilung constant und es findet eine Einbufse an 'Kanalöffnung nicht statt. Die Umstellung der Coulisse um ein constantes Stück verrichtet sonach die Voreilungsfunction, während die Schwingung der Coulisse unter wechselnden Bedingungen, wie dem verschiedenen Hube des Schiebers, die Function der Kanalöffnung vollzieht. Da die Functionen der Kanalöffnung und Schliefsung in kurzen Zeilperioden sich vollziehen, die praktisch von derjenigen Bewegung des Schiebers getrennt sind, die der Ueberdeckung und Voreilung zukommt, so wird die Absperrung zu einer scharfen.Since the change of the coulisse as a whole by the movement of the pin 10 the movement of the slide performs as it comes to the overlap and advance, and since the movement to the channel opening can only be generated by the oscillation of the coulisse It follows from this that the whole movement of the canal opening is necessary can be compressed into the period of time that is used in other Coulissen controls is by the slide not only its opening movement, but also that Movement is imparted, which is due to the overlap and the advance. It then follows that the compression of the Opening and closing movements in these short periods of time for free steam inlet Provide long channel opening periods. Another consequence of this facility is that, since the canals are wide open for a comparatively long time, one smaller width of the channel opening than usual, and as a result a smaller slide travel becomes accessible. Since the lead is not from the oscillation of the Coulisse, but from the as a whole taking place changeover depends on the same by the pin 10, which is around If a constant piece is moved, the lead is constant and there is an inferiority at 'channel opening does not take place. The change of the coulisse is done by a constant amount hence the advance function, while the oscillation of the coulisse is changing Conditions such as the different lift of the slide, the function of the channel opening accomplishes. Since the functions of opening and closing the canal are in short periods of time perform that are practically separated from that movement of the slide that the If there is overlap and advance, the barrier becomes a sharp one.

Besonders ist darauf hinzuweisen, dafs die Ueberdeckung und Voreilung durch das Excenter verrichtet wird, während dasselbe seinen Hub in der einen Richtung ausführt, und dafs die Kanalöffnung durch dasselbe Excenter bei Ausübung seines Hubes in einer Richtung fast rechtwinklig zu der ersten Bewegung veranlafst wird. Diese Trennung der beiden Aufgaben des Excenters gestattet eine Aenderung der einen Bewegung unabhängig von der anderen.It is especially to be pointed out that the overlap and advance by the eccentric is performed while it is performing its stroke in one direction, and that the channel opening through the same eccentric when exercising its stroke in one direction almost at right angles to the first movement. This separation of the two tasks of the eccentric allows one movement to be changed independently of the other.

Claims

Patent claim:

Coulissen control, characterized in that the only one arranged on the shaft (1) The eccentric (2) is enclosed by a ring (3), on whose hinge pin (11, 14) rods (12 and 16) attack, of which the rod (12) one arm around a fixed one Pin (8) swingable angle lever (13) forms, the arm (9) of which the pin (10) for the Coulisse (6) carries, while the rod (16) is articulated with the latter below (at 1 5) is, so that the coulisse, whose adjustable stone (7) receives the slide rod (4) to the pin (10) swings, which itself by the angle lever (13) against the eccentric performs a swinging motion.

For this purpose 2 sheets of drawings.