DE207264C - - Google Patents

Description

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KA-ISERLIGHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Ju 207264 — KLASSE 14/. GRUPPE

Steuerung mit Drehexzenter. Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. August 1907 ab.

Es ist bekannt, ein Drehexzenter, dessen außerhalb der Welle liegender Drehpunkt im Verhältnis zur Welle feststeht, unter Vermitt-' lung eines beweglichen Steines, Lenkers o. dgl.

so zu verdrehen, daß eine bogenförmige' »Zentralkurve« entsteht, welche zur Steuerung mit veränderlicher Füllung brauchbar ist, doch hat man sich bisher damit begnügt, den Drehpunkt in die Anfangsstellung der Maschinenkurbel zu verlegen, wobei die »Zentralkurve« ein Kreisbogen ist, was bekanntlich sehr geringe Eröffnungen bei kleinen Füllungen ergibt. Bei der Verstellung solcher Drehexzenter durch einen Achsenregler bot auch die Größe des Verdrehungswinkels Schwierigkeiten, um so mehr, da die Verstellung so vorgenommen wurde, daß der durch den Regler erzeugte Drehungswinkel größer war als der des Exzenters selbst, was eine stärkere Rückwirkung der Steuerung auf den Regler zur Folge hat. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist . eine Einrichtung des an sich bekannten Drehexzenters, bei welchem man mit einem kleineren Verstellungswinkel auskommt, als der Verdrehung des Exzenters selbst, entspricht, ■· wobei eine Rückwirkung auf den Regler vollkommen vermieden werden kann, und wobei der Drehpunkt des Exzenters sowohl bei der gleichmäßig umlaufenden Maschine als auch bei Umkehrmaschinen außerhalb der Richtung, welche der Anfangsstellung der Kurbel entspricht, gewählt wird.

Fig. ι und 2: zeigen ein Drehexzenter mit Verstellung durch eine Steilschraube, Fig. 3

die Anwendung desselben an einer Ventildampfmaschine mit Verstellung der Steuerung durch einen Fliehkraftregler auf stehender Welle. - : :

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Fig. 4 bis 7 zeigen die Verwendung des Drehexzenters für Umkehrmaschinen.

Mit der Steuerwelle α läuft der im Verhältnis zu α feststehende Bolzen b um, welcher in den Scheiben c drehbar .verlagert ist. Das Drehexzenter d, welches der Welle α mittels der Aussparung e ausweicht, bildet mit dem Bolzen b und dem Hebel b, f ein starres System. Auf der Welle χ ist drehbar, jedoch in der Längsrichtung nicht verschiebbar eine Hülse g aufgesteckt, welche durch den Hebel h unter Vermittlung eines Steines i am Zapfen f den Hebel/, δ und damit das Drehexzenter d verstellen kann. Der Exzentermittelpunkt ändert seine Stellung zwischen den Lagen gr und kl, . welche der größten und kleinsten Füllung entsprechen, a, k deutet die Anfangsstellung der Maschinenkurbel bei einer der Totlagen an und der Pfeil die Drehungsrichtung der Steuerwelle.

Ist m der Drehungswinkel des Exzenters, so ist η der zugehörige Ausschlagswinkel des Hebels h bzw. der Hülse g, welcher wesentlich kleiner ausfällt als m, so daß das auf der Hülse g aufgeschnittene Steilgewinde, mittels dessen der Hebel h verstellt wird, wenn der Regulator 0 die Muffe p bzw. die Hülse q verschiebt, die das Muttergewinde für die Steilschraube enthält, einen so großen Steigungswinkel (z. B. 70 bis 80 °) erhalten kann, daß eine Rückwirkung des Exzenters auf' den Regler von vornherein ausgeschlossen ist. Auf Wunsch kann die Reibung der Steilschrauben durch Einschaltung von Kugeln vermindert werden.

Die Annahme eines Kreisbogens gr, kl von kleinem Halbmesser als .Scheitelkurve in ent-

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sprechender Schrägstellung und gegenüber der

Anfangskurbelstellung a, k gewährt bekanntlich nicht nur den Vorteil günstiger Ventilerhebungen (bzw. Kanaleröffnungen bei Schiebersteue-· rungen), sondern auch die Möglichkeit) eine Dampfeinströmung bei kleinster Füllung zu verhindern, indem die äußerere Überdeckung größer gewählt wird als der Halbmesser α, kl des Exzenterkreises, welcher der kleinsten Zylinderfüllung entspricht. ■

r ist ein Ausgleichsgewicht des Drehexzenters d, welches den Schwerpunkt desselben zwischen α und b verlegt, was zur Folge hat, daß die Beharrungswirkung des Exzenters stets im vorteilhaften Sinne erfolgt und dem Regler zu Hilfe kommt.

Bei Anwendung eines Achsenreglers zwischen zwei Einlaßexzentern für die vordere und hintere Zylinderseite (nicht gezeichnet) fällt an der Hülse g das Gewinde weg, urfd die Hülse wird direkt vom Regler verdreht, wobei der kleine Verdrehungswinkel für die Konstruktion des Reglers von Vorteil ist; insbesondere kann man den Reglerhub und den Durchmesser klein wählen.

Fig. 4 zeigt das Schema einer Umsteuerung mit einem Drehexzenter der vorbeschriebenen Art. a, h ist die Anfangsstellung der Kurbel, welche' im Sinne der Pfeile V und R nach vorwärts ■ oder rückwärts läuft, b und B sind die Stellungen des . Exzenterdrehpunktes für Vorwärts- und Rückwärtsgang, so daß b in einem Kreisbogen um α nach B entsprechend dem Winkel U geführt werden muß, wenn umgesteuert. werden soll. Gleichzeitig muß der Punkt / des Exzenters in seine Stellung F ■ für Rückwärtsgang geführt werden, was durch Bewegung des Hebels a, f um den Winkel V geschieht. '

IrI Fig. 5 ist ersichtlich, daß die Scheiben c, welche den Bolzen b tragen, mittels einer Stellschraube G und der Büchse Q, welche das Muttergewinde dazu enthält, verdreht werden und der Hebel a, f in gleicher Weise durch die Schraube g und die Büchse q. Die Muffen P und p werden durch Steuerhebel verschoben, wobei man sowohl durch entsprechende Hebelverhältnisse als auch durch Wahl der Steigung der Schraube'n der. Ungleichheit der Winkel U und V, welche gleichzeitig zurückgelegt werden sollen, Rechnung'trägt. Zur Füllungsverstellung dient der Winkel n, um welchen der Hebel h verstellt wird, und welcher kleiner ist als der Drehungswinkel m des Exzenters d.

Die Gewindebüchse Q kann gleichzeitig zur Verdrehung des Auslaßexzenters s (s. Fig. 5) verwendet werden. In Fig. 4 ist ersichtlich, daß. der Mittelpunkt des Ausläßexzenters von t bis T, also um den Winkel w verschoben werden muß. Dreht man a, b bzw: Scheibe c und a, f bzw. Hebel -h nach links herum, so ist gleichzeitig das Auslaßexzenter s nach rechts herumzudrehen, was durch Wahl von Rechts- und Linksgewinden (von entsprechender Steigung) erzielt wird. Das Auslaßexzenter s und dessen Verstellung fällt weg, wenn es sich um eine Schiebersteuerung handelt, bei welcher keine Trennung der Ein- und Auslaßsteuerung beabsichtigt ist.

Der Steuerhebel x, y, ζ ist in der bekannten Weise (Fig. 5) bei y an dem Punkte 2 des Steuerhebels 1, 2, 3 gesperrt, solange der Umsteuerungswinkel Ϊ7 zurückgelegt wird, wobei durch die Stange 4 der Expansionshebel 5, 6,7 um den Winkel V verstellt wird. Dann wird die Sperrung ,des Handhebels x, y, ζ (bei y) gelöst, so daß jetzt der Umsteuerhebel 1, 2, 3 stehen bleibt und x, y,z sich um y bzw. 2 dreht, wobei durch die Stange 8 der Expansionshebel 5, 6, 7 noch weiter um den Winkel η ver- stellt wird, um die Füllung zu beeinflussen. Beim ersten Teil der Bewegung steht der Punkt 7, welcher von der Stange 8 abhängig ist, fest und bildet den Drehpunkt für den Hebel 5, 6, 7, und weiterhin steht Punkt 6 fest und bildet den Drehpunkt für den Expansionshebel.

Bei dieser Umsteuerung ist zweckentsprechend dafür Sorge zu tragen, daß während des Umsteuerns eine Absperrvorrichtung .den Zutritt des Dampfes zur Maschine verhindert, um störende Kompressions- bzw. Gegendampf-Wirkung zu vermeiden.... Dies geschieht etwa durch Verbindung eines Absperrorganes mit dem Steuerhebel ■ in bekannter Weise (hier nicht gezeichnet). Diese Umsteuerung gehört zu denjenigen, bei welchen beim Umsteuern nicht die kleinste Füllung durchlaufen zu werden braucht, sondern es sind die kleinsten Füllungen für Vor- und Rückwärtsgang nach außen hin verlegt, was zur Erzielung eines sanften und sicheren Anfahrens, inbesondere bei Fördermaschinen, wünschenswert ist. Diese Umsteuerung gewährt auch den Vorteil der vollständigen Trennung der Auslaßsteuerung von der Dampfeinströmung. Damit ist auch eine Entlastung des Maschinenführers verbunden. Man kann z. B.. bei größeren Maschinen in die ,Stange 8 in Fig. 5 eine Hilfssteuerung (Servomotor) eingreifen lassen, während der Führer die Expansion »von Hand« regelt.

In Fig. 6 und 7 ist ein Sonderfall der vor- ■ liegend beschriebenen Umsteuerung gezeigt, wobei die Stellungen des Exzenterpunktes/ und F für die größte Füllung bei Vor- und Rückwärtsgang zusammenfallen, und zwar in die Richtung der Kurbelanfangsstellung α, k. Hier wird der beim allgemeinen Fall auftretende Hebelausschlag (Winkel V) gleich Null, und bleibt der Expansionshebel 5, 6, 7, also auch die Hülse q, während des Umsteuerns in der Mittellage stehen. Die Hebelverbindung ist in Fig. 7 ersichtlich; dieselbe wird einfacher, da die Stange 4 wegfällt, doch ist man bei

der Wahl der Scheitelkurve gr, kl bzw. Gr, Kl mehr gebunden als bei der allgemeinen Annahme (in Fig. 4).

Der Steuerhebel x, y, ζ kann natürlich auch in beliebiger Entfernung von der Steuerung . selbst aufgestellt sein und die Verbindung mit den Muffen P und p durch Stangen und Hebel sinngemäß erfolgen.

Bei Mehrfachexpansionsmaschinen wird die

ίο Umsteuerung des zweiten und ev. dritten Zylinders durch sinngemäße Hebelverbindung z.B. mit Punkt y des Steuerhebels (Fig 5 , und 7) besorgt, was ohne besondere Zeichnung verständlich ist; da man sowohl die Hebel-Verhältnisse als auch die Steigung der Schrauben nach Wunsch wählen kann, so kann man sowohl die Umsteuerung der einzelnen Exzenter als auch allenfalls gewünschte Füllungsänderungen in kleineren Grenzen (als beim Hochdruckzylinder) zugleich mit der Hochdrucksteuefung besorgen. -

Fig. 8 und 9 zeigen noch einen besonderen

■ Fall der Hebelverbindung. Die Bewegung des Handhebels x, y, ζ (Fig. 8) wird durch Stange 9 auf den Expansionshebel 5, 6, 7, 8 übertragen (vgl. auch Fig. 5), welcher mit dem Umsteuerhebel ι, 2, 3 durch die Stange 6, 4, 2 verbunden ist. 'Diese Stange bleibt jedoch nur so lange mit dem Zapfen 2 im Eingriff, bis der Umsteuerungswinkel U zurückgelegt ist, und wird nach beiden Seiten hin durch die Schubkurven 14, 15 (s. Fig. 9) bzw. die feststehenden Rollen 16, 17 ausgehoben, worauf der Hebel 5, 6, 7 allein noch den Winkel η für die Füllungsänderung zurücklegt. Eine Feder 11 zieht die Stange 6, 4, 2 nach abwärts und drückt dieselbe gegen den Zapfen 2 bzw. die Rollen 16, 17, wodurch zugleich der Hebel 1, 2, 3 in diesen Endlagen festgehalten wird. Diese An-Ordnung hat den Vorteil, daß das Ausschalten des Umsteuerhebels aus der Steuefbewegung selbsttätig, also ohne Zutun des Führers besorgt wird. . ■

Die vorliegende Umsteuerung unterscheidet sich von den bekannten Umsteuerungen wesentlich dadurch, daß die Scheitelkurven für Vor- und Rückwärtsgang gr, kl und Gr, Kl sich kreuzen, d. h. man kann die absolute Nullfüllung stets mit Sicherheit erreichen und erhält auch bei kleinen Füllungen sehr günstige Kanaleröffnungen bzw. Ventilerhebungen.

Claims (6)

1. Patent-Ansprüche: ■

   i. Steuerung mit Drehexzenter, bei welcher der Drehpunkt des Steuerungsexzenters im Verhältnis zur umlaufenden Welle feststeht, während ■ ein zweiter Punkt unter Vermittlung eines Steines oder als Ersatz desselben' eines Lenkers o. dgl. bekannte Mittel verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß₍ der Verstellungswinkel (n) des Steuerhebels (h) kleiner ist als der Verdrehungswinkel (m) des Exzenters.
2. 2. Bei Steuerungen nach Anspruch ΐ ein Ausgleichsgewicht fr)- des Drehexzenters (d), welches den Schwerpunkt des Exzenters zwischen das Drehungsmittel (a) und den Exzenterdrehpunkt (b) verlegt, zur Erzielung einer »Beharrungswirkung« im günstigen Sinne.
3. 3. Umsteuerung mit Drehexzenter' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umsteuern gleichzeitig der Drehpunkt (b) des Exzenters und der stellbare Punkt (f) des Exzenters aus der Stellung für die größte Füllung bei Vorwärtsgang ; in diejenige (B und F) für Rückwärtsgang

   ' verlegt werden und dann erst unabhängig von der Umsteuerung das Exzenter verdreht wird, wobei die kreisbogenförmigen Scheitelkurven (gr, kl) für 'Vorwärtsgang und (Gr, Kl) für Rückwärtsgang sich kreuzen. ■ ■ ■
4. 4. Bei einer Umsteuerung nach Anspruch 3 die Verstellung des Exzenterdrehpunktes (b) und des Stellhebels (b,f) durch getrennte Steilschrauben (P, Q und f, q in Fig. 5), wobei die Stellhebel (1, 2, 3 und 5, 6, 7) durch Stangen (4-und 8) so verbunden sind, daß beim Umsteuern dem ^: Hebel (5, 6, 7) durch die Stange (8) und bei der Expansion durch die Stange (4) der jeweilige Drehpunkt (erst 7 und dann 6) zugewiesen wird. '
5. 5. Ein Sonderfall von Anspruch 3, bei welchem das Drehexzenter so angeordnet wird, daß die Lagen des stellbaren Exzenterpunktes bei größter Füllung (f) für Vorwärts- und (F) für Rückwärtsgang auf der Anfangskurbelrichtung (a,k) zur Deckung , kommen, so daß nur der Drehpunkt (b)

   ' des Exzenters in die Lage (B) umgesteuert zu werden braucht.
6. 6. Bei .Umsteuerungen nach Anspruch 3 bzw. 4 eine Vorrichtung (Fig. 8 und 9), bei welcher durch Schübkurven (14, 15) und Rollen (16, 17) o. dgl. gleichwertige Mittel nach erfolgter Umsteuerung (Winkel U) die Verbindungsstange (6, 4, 2) ausgehoben wird, so daß der Umsteuerhebel (1, 2, 3) bei der nach beiden Seiten hin anschließenden Füllungsverstellung (Winkel n) stehen bleibt. · ■■ ■ .

   Hierzu .1 Blatt Zeichnungen.