DE195993C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 195993 KLASSE 14/. GRUPPE

THEODOR PRANGHE in WARBURG i.Westf.

Ventilsteuerung mit Schubkurve. Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Mai 1907 ab.

Ventilsteuerungen, bei denen die Ventilspindel unmittelbar durch einen Schwingdaumen angehoben wird, sind bekannt. Damit in dem Getriebe einer solchen Steuerung keine gleitende Reibung auftritt, ist zwischen dem Schwingdaumen. und der Spindel eine Rolle eingeschaltet. Alle Steuerungsanordnungen dieser Art ergeben einen erheblichen Seitendruck auf-die Spindel; dieser wird um

ίο so größer, je exakter die Dampfverteilung sein soll. Man sucht den Seitendruck dadurch unschädlich zu machen, daß man an der Spindel eine Führung anordnet, die imstande ist, den Seitendruck aufzunehmen, ohne sich zu schnell so weit abzunutzen, daß der Betrieb unmöglich wird. Durch das sehr reichlich zu bemessende Führungsstück wird das Gewicht der zu beschleunigenden Teile erheblich vergrößert. Auch die in der Führung infolge des Seitendrucks auftretende Reibung wirkt der Beschleunigung entgegen. Die Schlußfeder muß infolge dieser Einflüsse sehr stark gehalten werden, was die Haltbarkeit des Getriebes nachteilig beeinflußt. Die genannten Eigenschaften der Steuerung zwingen dazu, die Ventileröffnungen geringer zu halten und mit geringerer Geschwindigkeit erfolgen zu lassen, als wünschenswert ist.
Man hat versucht, die Mangel der Schwingdaumansteuerung dadurch zu umgehen, daß man den Seitendruck durch ein in der Führung liegendes verschiebbares Element aufnimmt. Man vermeidet hierdurch aber nur den ungünstigen Einfluß, den der Seitendruck auf die Dichtigkeit der Spindel ausüben muß. Die Reibungswiderstände der Steuerung werden nicht vermindert. Es ist auch schwierig,-dem verschiebbaren Element eine ausreichende Lagerungsfläche gegenüber dem Seitendruck zu geben. Die deshalb schnell auftretende Abnutzung muß die Genauigkeit der Steuerung ungünstig beeinflussen

Die vorliegende Erfindung stellt eine Anordnung dar, bei der überhaupt kein Seitendruck auftreten kann. Die Vorteile einer solchen Anordnung sind nach dem vorher Gesagten die folgenden:

Die zu beschleunigenden Massen sind so gering, wie überhaupt möglich, da die Führung sehr knapp gehalten werden kann. Eine Abnutzung der Führung tritt nicht ein. Die eingeschliffene Spindel bleibt dauernd dicht. Die zum Schlüsse des Ventiles notwendige Federkraft wird gering, da die Massen gering sind und Reibung nicht auftritt. Demgemäß können alle übrigen Teile der Steuerung knapp bemessen werden, ohne daß unzulässige Abnutzung erfolgt.

Im folgenden soll die Steuerung näher beschrieben und in einer Reihe von Ausführungsformen (Fig. 1 bis 6) dargestellt werden.

Fig. ι gibt ein Schema der Steuerung in der ersten dieser Ausführungsformen. Hier ist α ein fester Drehpunkt an der Ventilhaube; b ist eine Kurvenbahn, ebenfalls fest an der Ventilhaube. Um α dreht sich der Hebel c, der von der Exzenterstange d in schwingende Bewegung versetzt wird. An dem Endpunkt e des Hebels c hängt drehbar ein Zwischenstück f, an dem sich die drehbaren Rollen, g- und h befinden, g rollt auf der Kurvenbahn b, und h unter der Führung· i

der Ventilspindel m. Wenn die Exzenterstange d sich abwärts bewegt, so gelangt die Rolle g auf den Berg der Bahn b, und die Rolle h hebt das Ventil an.

' Die Bahn b ist so gestaltet, daß innerhalb der gewählten Grenzen das Ventil möglichst mit gleichförmiger Beschleunigung angehoben wird, damit die notwendige Federkraft so gering wie möglich wird. Die Bahn b kann

ίο sehr flach werden, denn beim Abwärtsgange der Exzenterstange d dreht sich das Zwischenstück/ um den Mittelpunkt der Rolle g- und wirkt demnach als zweiarmiger Hebel, und außerdem dreht sich das Zwischenstück/ nach Maßgabe der Bahn b um den Zapfen e und wirkt als einarmiger Hebel. Die Zusammensetzung der beiden genannten Bewegungen ergibt den Ventilhub. Die Ordinaten der Kurve können deshalb nach dem Gesetz des ein- und zweiarmigen Hebels beliebig vergrößert werden.

Die Anordnung läßt bei geringer Steigung der Kurve und kleinen Federkräften große und schnelle Ventilerhebungen zu. Auch ist es ohne weiteres möglich, bei großen Füllungen den sogenannten Überhub des Ventiles zu vermeiden. Zweckmäßig ist es, die Rolle h so zu legen, daß sie zu der Zeit, wo das Ventil in Bewegung ist, nicht weit vomSchwerpunkt des Querschnittes des Führungsstückes i entfernt ist.

In Fig. 2 ist eine Anordnung gezeigt, in der die Kurvenbahn b und die Rolle g vertauscht sind. Die Kurvenbahn b ist mit dem Zwischenstück/ fest verbunden und wird mit diesem bewegt, während die Rolle g fest gelagert ist.

In Fig. 3 ist die Rolle h in der Führung i gelagert, während Kurvenbahn b und Rolle g angeordnet sind wie in Fig. 1. Das freie Ende k des Zwischenstückes / welches sich unter der Rolle h bewegt, ist so gekrümmt, daß der Krümmungsmittelpunkt des Berührungselementes immer in der Ventilachse liegt.

In Fig. 4 ist eine Kombination von Fig. 2 und Fig. 3 in der Weise getroffen worden, daß das Zwischenstück / überhaupt keine Rolle mehr trägt, sondern nur die Kurven. Die Rolle h ist im Führungsstück i und die Rolle g ist fest gelagert.

Bei allen diesen vier Anordnungen ist die Wirkungsweise kinematisch nicht voneinander verschieden. Die Reglung der Steuerung erfolgt in bekannter Weise durch Exzenterverstellung vermittels eines auf der Steuerwelle sitzenden Achsenreglers.

Fig. 5 zeigt die Hälfte der Steuerung, wie sie für stehende Maschinen besonders in Betracht kommt, etwa die Einläßsteuerung. Die Ventile sind in einer Achse angeordnet. Die Führungen i, die die Rollen h tragen, stehen einander gegenüber. Im übrigen ist die Anordnung ebenso wie in Fig. 4, nur genügt hier ein Zwischenstück / für beide Ventile. In gleicher Weise lassen sich hierbei auch die Anordnungen von Fig. I, 2 oder 3 verwenden.

Von der Schwinge /, die durch die Exzenterstange d in hin und her gehende Bewegung versetzt wird, können beliebig viele Ventile auf diese Weise angetrieben werden. Treibt man die vier Ventile eines Zylinders von einer Schwinge an, so ist die Steuerung an jede bekannte Umsteuerung anzuschließen, die für Schieber brauchbar ist. Diese An-Ordnung mit Umsteuerung kommt hauptsächlich für Schiffsmaschinen in Betracht.

Zuweilen kann es zweckmäßig ' sein, die vier Ventile eines Zylinders in einer Reihe' anzuordnen. Fig. 6 zeigt hierzu eine gut geeignete Form der Steuerung. In dieser Figur sind zwei Ventile nebeneinander gezeichnet. Auch hier ist wieder das Getriebe von Fig. 4 verwendet worden. Das Zwischenstück / ist zweiseitig ausgebildet und schwingt um den Punkt e, der vom Exzenter geradlinig bewegt wird. Es genügt hierbei eine einzige fest gelagerte Rolle g.

Auch hier lassen sich in gleicher Weise die Anordnungen von Fig. 1, 2 und 3 verwenden. Die Umsteuerungsmöglichkeit besteht bei der Anordnung von Fig. 6 in gleicher Weise wie bei Fig. 5. Die Anordnung von Fig. 6 eignet sich beispielsweise für Lokomotiven und kleinere ortsfeste Maschinen in Tandemanordnung.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Ventilsteuerung mit einem hin und her gehenden oder schwingenden Zwischenstück, das direkt auf die Ventilspindel einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Zwischenstück ff) auf einer festen Kurvenbahn (b) gleitet und das freie Ende desselben das Ventil ohne Ausübung eines Seitendruckes öffnet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.