DE268743C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Bei den umsteuerbaren.. Maschinen, insbesondere Lokomotiven, kommen große Füllungen bis etwa 70 Prozent bei der Umkehrung der Bewegungsrichtung bzw. beim Ingangsetzen der Maschine, d. h. nur verhältnismäßig selten vor, während wesentlich geringere Füllungen zwischen 10 bis 25 Prozent für den laufenden .. Betrieb die gebräuchlichen sind. Bei den in die Praxis eingeführten Steuerungen stehen nun gerade für den langsamen Gang, also für große Füllungen, große Öffnungen zur Verfügung, obgleich hier wegen des langsamen Ganges eine verhältnismäßig Ideine öffnung genügen würde, um die notwendige Dampfmenge in den Zylinder zu bringen. Bei dem schnellen Lauf mit kleinen Füllungen würden im Gegensatz zu der bisherigen Praxis gerade große Öffnungen nötig sein, um in der zur Verfügung stehenden kurzen Zeit die vorgeschriebenen Füllungen zu erhalten. With the reversible .. machines, in particular Locomotives have large fillings of up to about 70 percent when the direction of movement is reversed or when they are started the machine, d. H. only relatively seldom before, while much smaller fillings between 10 to 25 percent for ongoing operations. The controls introduced in practice now represent the slow one Corridor, so for large fillings, large openings are available, although here because of of the slow passage, a relatively small opening would suffice to provide the necessary Bring amount of steam into the cylinder. The fast run with small fillings would be contrary to the previous Practice just large openings needed to be short in the available Time to get the prescribed fillings.

Das Diagramm nach Fig. 1 deutet in der Linie b die innere Kanalkante und zugleich die Kurve des ideellen Exzenters einer Heusingersteuerung an. r zeigt die Exzenterstellung bei einer 75 prozentigen Füllung, r¹ die Exzenterstellung^bei 20 prozentiger Füllung für eine normale Heusingersteuerung.
Der Exzenterhub für r¹ ist annähernd gleich der Hälfte von r, und es ergibt sich für r eine Steuerungseröffnung von etwa 38 mm, für r¹ dagegen eine solche. von nur etwa 4 mm.The diagram according to FIG. 1 indicates in line b the inner channel edge and at the same time the curve of the ideal eccentric of a Heusinger control. r shows the eccentric position with a 75 percent filling, r ¹ the eccentric position ^ with a 20 percent filling for a normal Heusinger control.
The eccentric stroke for r ¹ mm is approximately equal to half of r, and the result is r for a control opening of about 38, r ^1, however, such a. of only about 4 mm.

Zur Verbesserung der Öffnungsverhältnisse hat man schon vorgeschlagen, mit- der Veränderung des Voreilwinkels die Überdeckungen entsprechend zu verändern; gemäß der Erfindung geschieht das in der Weise, daß der Voreilwinkel durch Verdrehung eines und gegebenenfalls mehrerer Hauptexzenter verändert wird, während die Exzentrizität oder die Exzentrizitäten -bei abnehmender Füllung nicht abnehmen. Dabei sind Abweichungen in der Richtung möglich, daß die Exzentrizi- _N tat bei Stellungen zwischen den Maximalfüllungen größer wird als in den äußersten Stellungen. In order to improve the opening ratios, it has already been proposed to change the overlaps accordingly with the change in the advance angle; According to the invention, this is done in such a way that the lead angle is changed by rotating one and optionally several main eccentrics, while the eccentricity or the eccentricities do not decrease with decreasing filling. Thereby deviations in the direction are possible that the eccentric _N did in positions between the maximum fillings is greater than in the outermost positions.

Der Vorgang ist für gleichbleibende Exzentrizität durch das Diagramm der Fig. 2 ver- deutlicht. Die Verstellung des ideellen Exzenters erfolgt zwischen den oben und unten eingetragenen Voreilwinkeln δ und δ¹. Die Deckung wächst von dem Anfangswert α für die Endstellung nach der Mitte, hin derart, daß beim Übergang des Exzenters von der Stellung r in die Stellung r² die Deckung von , α auf a¹ ansteigt.The process is illustrated for constant eccentricity by the diagram in FIG. The adjustment of the ideal eccentric takes place between the lead angles δ and δ ¹ entered above and below. The coverage increases from the initial value α for the end position towards the center in such a way that when the eccentric moves from the position r to the position r ^2, the coverage increases from α to a ¹ .

Eine beispielsweise Ausführungsform ist auf der Zeichnung in den Fig. 3 und 4 in Aufriß und Grundriß zur Darstellung gebracht. Fig. 5 zeigt noch ein Diagramm für einen an der Maschine sitzenden Steuerungsteil. Fig. 6 zeigt noch ein Diagramm für eine abgeänderte Wirkung. An exemplary embodiment is shown in elevation on the drawing in FIGS and ground plan brought to the display. Fig. 5 shows another diagram for one at the Machine seated control part. 6 shows another diagram for a modified effect.

Es ist nur die Steuerung der als Ventile ausgebildeten Einlaßorgane zur DarstellungIt is only the control of the inlet organs designed as valves for illustration

gebracht, während für den Auslaß Schlitze in der Zylinderwand, die durch den Arbeitskolben gesteuert werden, angenommen sind. Die neue Steuerungseinrichtung läßt sich aber auch für besonders zu bewegende Auslaßventile oder gemeinschaftlich für Einlaß- und Auslaßventile oder für Schieber mit Eintrittsund Austrittsdecke verwenden.brought, while slots in the cylinder wall, which are controlled by the working piston, are assumed for the outlet. The new control device can also be used for exhaust valves that are particularly to be moved or jointly for inlet and outlet valves or for slides with inlet pipes Use exit ceiling.

Wie aus der Grundrißfigur 4 ersichtlich, wird jedes Ventil c durch eine besondere Stange d d^l und ein bekanntes Rollenschubkurvengetriebe angetrieben.As can be seen from the plan figure 4, each valve c is driven by a special rod dd ^l and a known roller thrust cam gear.

Der tote Gang des Rollenschubkurvengetriebes, von der Mittelstellung aus gerechnet, entspricht bekanntlich der ebenfalls von der Mittelstellnng aus gerechneten »Deckung« oder »Überdeckung« der steuernden Kante des gewöhnlichen Schiebers.The dead gear of the roller thrust cam gear, calculated from the middle position, is known to correspond to the »coverage« or, which is also calculated from the middle position "Coverage" of the controlling edge of the ordinary slide.

Zum Antrieb der Ventile c c¹ sind auf die Welle bzw. den Zapfen e an der Kurbel e¹ zwei Exzenter f und f¹ aufgesetzt. Diese Exzenter sind miteinander fest verbunden, und sie sitzen mit einer Buchse drehbar auf dem Zapfen e. Die Buchse trägt ein Kammrad u, während fest auf dem Zapfen e ein gleiches Kammrad s sitzt. Beide Räder sind in bekannter Weise nach Art eines Differentialgetriebes durch ein drittes Kammrad t verbunden, welches in einem die Räder einkapselnden Gehäuse υ gelagert ist. Die Exzenter f und f¹ greifen nun nicht direkt an den Stangen d d¹ an, sondern es sind die Exzenterstangen f² f^s an Doppelhebel p p¹ herangeführt, welche ihrerseits mit den Stangen d d¹ verbunden sind.To drive the valves cc ¹ , two eccentrics f and f ^{1 are} placed on the shaft or the pin e on the crank e ^1. These eccentrics are firmly connected to one another, and they sit rotatably on the pin e with a bushing. The socket carries a comb wheel u, while an identical comb wheel s is firmly seated on the pin e. Both wheels are connected in a known manner in the manner of a differential gear by a third pinion t , which is mounted in a housing υ which encapsulates the wheels. The eccentrics f and f ¹ do not act directly on the rods dd ¹ , but the eccentric rods f ² f ^{s are brought up} to double levers pp ¹ , which in turn are connected to the rods dd ^1.

Die Doppelhebel p p¹ sitzen nun nicht auf festen Drehpunkten, sondern auf Exzenterscheiben 0 o¹. Diese Exzenterscheiben sind auf einer Z wischen welle h aufgekeilt. Diese Welle steht durch einen Querarm K¹ und eine Stange h² mit dem Rädergehäuse ν in Verbindung.The double levers pp ¹ do not sit on fixed pivot points, but on eccentric discs 0 o ¹ . These eccentric disks are keyed on an intermediate shaft h. This shaft is connected to the gear housing ν by a transverse arm K ¹ and a rod h ² .

Die Exzenter f f¹ sind bekanntlich um einen Winkel von 180 °—2 δ hin und her zu stellen. Zu dieser Verstellung braucht das Gehäuse jedoch nur einen Höchstwinkel von go° — & auszuführen, weil das auf dem am Zapfen festsitzenden Rad s abrollende Rad t das mit den Exzentern verbundene Rad u um die doppelten Winkelbeträge des Winkelausschlages verstellt, welche es mit dem Gehäuse ν ausführt.The eccentrics ff ¹ are known to be set back and forth at an angle of 180 ° -2 δ. For this adjustment, however, the housing only needs to make a maximum angle of go ° - & , because the wheel t rolling on the wheel s fixed on the pin adjusts the wheel u connected to the eccentrics by twice the angular amounts of the angular deflection, which it with the housing ν executes.

Die Exzenter 0 o¹ sollen nun um denselben Winkel wie die Exzenter f f¹ verstellt werden. Es ergeben sich also ebenfalls Maximalausschläge von 180 ° ■— 2& gemäß der Diagrammfigur 5, welche des weiteren erkennen läßt, daß die Exzenter 0 o¹ den halben Durchmesser haben wie die Exzenter f f¹ (vgl.The eccentric 0 o ¹ should now be adjusted by the same angle as the eccentric ff ^1. This also results in maximum deflections of 180 ° ■ - 2 & according to diagram Figure 5, which also shows that the eccentrics 0 o ¹ have half the diameter as the eccentrics ff ¹ (cf.

Fig. 2). Gemäß dem gewählten Antrieb für den Rollenschub der Ventile von der gleichen ! Seite her, sind die Exzenter 0 o¹ gegeneinander gerichtet. Der auf der Exzenterwelle h sitzende Arm h¹, welcher durch die Stange h² mit dem Kapselgehäuse ν verbunden ist, hat nur die halbe Länge der Entfernung des Zapfens A³ von der Mitte des Gehäuses v, da die Ausschläge des letzteren für eine gegebene Winkelverstellung der Exzenter f f¹ nur die Hälfte betragen.Fig. 2). According to the selected drive for the roller thrust of the valves from the same! On the side, the eccentrics 0 o ¹ are directed against each other. The arm h ¹ sitting on the eccentric shaft h , which is connected to the capsule housing ν by the rod h ² , is only half the length of the distance of the pin A ³ from the center of the housing v, since the deflections of the latter for a given angular adjustment the eccentric ff ^{1 is} only half.

Die Gesamtverstellung wird durch eine vom Führerstand zu drehende Welle k bewirkt, welche am Ende eine Schnecke k¹ trägt, die in ein Schneckenrad k² der Welle h eingreift.The overall adjustment is effected by a shaft k to be rotated from the driver's cab, which at the end carries a worm k ¹ which engages in a worm wheel k ^{2 of} the shaft h.

Es geht insbesondere aus der Fig. 3 ohne weiteres hervor, daß eine Verstellung der Exzenter f f¹ aus der gezeichneten Mittellage nach der einen oder anderen Richtung nicht eine Verstellung der Stangen d d¹ bzw. der Ventilbewegungsgetriebe um den gleichen Betrag zur Folge hat, sondern daß entsprechend andere Beträge entstehen, weil die Doppelhebel p p^x nicht nur um ihre Drehpunkte ausschwingen, sondern weil die Drehpunkte selbst, die von den Exzentern 0 o¹ gebildet werden, eine Verstellung erfahren.It is particularly evident from FIG. 3 that an adjustment of the eccentric ff ¹ from the drawn central position in one direction or the other does not result in an adjustment of the rods dd ¹ or the valve movement gear by the same amount, but that correspondingly different amounts arise because the double levers pp ^x not only swing out about their pivot points, but because the pivot points themselves, which are formed by the eccentrics 0 o ¹ , experience an adjustment.

Anstatt durch Einschaltung besonderer Verstellexzenter die Deckung zu verändern, kann dies auch in anderer Weise konstruktiv durchgeführt werden, beispielsweise kann zwischen den beiden Rollenschubkurvengetrieben der auf der Zeichnung angedeuteten Einlaßventile eine Verschraubung angebracht werden, welche durch Zahnrad und Zahnstange mit einem auf einem Bolzen verstellbaren Zapfen zu verbinden ist, der seinerseits mit dem Hauptantriebsexzenter bzw. mit der Verstellvorrichtung für das letztere in entsprechende Abhängigkeit gebracht wird.Instead of changing the coverage by switching on special adjustment eccentrics, this can also be carried out constructively in another way, for example between the two roller thrust cam gears of the inlet valves indicated in the drawing a screw connection can be attached, which by gear and rack with a is to be connected to a pin adjustable pin, which in turn with the main drive eccentric or is brought into a corresponding dependency with the adjusting device for the latter.

Auch die Verstellung des Hauptantriebsexzenters kann durch eine andere Vorrichtung als das gezeichnete Wechselgetriebe erfolgen, z. B. ist die Verstellung durch eine Verschraubung unter Zuhilfenahme einer Schnecke durchführbar.The main drive eccentric can also be adjusted using a different device take place as the drawn change gear, z. B. is the adjustment by a screw connection feasible with the help of a screw.

Beide Verstellungen, sowohl die des Hauptexzenters wie auch die der zugehörigen Deckung, können in an und für sich beliebiger Weise durchgeführt werden, wenn nur für eine solche Kupplung der Verstellvorrichtungen gesorgt wird, daß zu jedem Voreilwinkel die zugehörige Deckung in Wirksamkeit tritt.Both adjustments, both that of the main eccentric and that of the associated one Coverage, in and of itself, can be done in any way, if only for Such a coupling of the adjusting devices is ensured that for each advance angle the associated cover comes into effect.

An Stelle von Einlaßventilen lassen sich auch Einlaßschieber, welche gegebenenfalls gleichzeitig den Auslaß steuern, benutzen.Instead of inlet valves, inlet slide valves can also be used, which if necessary control and use the outlet at the same time.

Sollen, wie oben erwähnt, die größten wirksamen Exzenter bei großen Voreilwinkeln, d. h. bei kleinen Füllungen, arbeiten, während bei kleinen Voreilwinkeln und großen Füllungen kleinere Exzenter arbeiten, so läßt sich das dadurch erreichen, daß das Hauptverstellexzenter nicht um eine zylindrischeIf, as mentioned above, the largest effective eccentrics at large lead angles, d. H. with small fillings, work, while with small lead angles and large fillings If smaller eccentrics work, this can be achieved in that the main adjustment eccentric not a cylindrical one

Welle, sondern auf einem besonderen Exzenter gedreht wird, welches auf der Hauptwelle befestigt wird.Shaft, but is rotated on a special eccentric, which is on the main shaft is attached.

Das Diagramm der Fig. 6 verdeutlicht die so gegebenen Verhältnisse. Bei Verstellungen für kleinere Füllungen wird das Exzenter dann um den Betrag χ der Hilfsexzentrizität derart verrückt, daß sich für die Exzenterwirkung r r³ nunmehr die. Kurve b¹ ergibt.The diagram in FIG. 6 illustrates the conditions thus given. When adjusting for smaller fillings, the eccentric is then shifted by the amount χ of the auxiliary eccentricity in such a way that the eccentric effect rr ^{3 is} now the. Curve b ¹ results.

ίο Es werden dadurch die Eröffnungsgrößen für Mittelstellungen gegenüber dem Diagramm der Fig. ι eine Vergrößerung erfahren. Die Eröffnungsgrößen für Maximalstellungen können bei entsprechender Bemessung gegenüber dem Diagramm (Fig. 2) kleiner werden. Dieses Verhältnis entspricht den Bedürfnissen des Betriebes am besten. Hierbei wird der Verstellwinkel für beide Exzenter entsprechend vergrößert. Da wegen der Kupplung beider Exzenter die Räderkapsel sich um die Achsenmitte drehen muß, muß eine Kuppelstange ο. dgl. zwischen' dem angetriebenen Rad und dem Antriebsexzenter angeordnet werden.
Bei Anwendung solcher exzentrischen Drehzapfen der Hauptexzenter müßte naturgemäß eine entsprechende Bewegung für die Hilfsexzenter 0 o¹ ebenfalls Benutzung finden.As a result, the opening sizes for middle positions are enlarged compared to the diagram in FIG. The opening sizes for maximum positions can be smaller compared to the diagram (Fig. 2) with appropriate dimensioning. This ratio best suits the needs of the company. The adjustment angle for both eccentrics is increased accordingly. Since the wheel capsule has to rotate around the center of the axle because of the coupling between the two eccentrics, a coupling rod ο. Like. Be arranged between 'the driven wheel and the drive eccentric.
When using such eccentric pivot pins of the main eccentric, a corresponding movement for the auxiliary eccentric 0 o ¹ would naturally also have to be used.

An Stelle des einen Hauptexzenters kann auch ein Zapfen auf der Exzenterstange des Hauptexzenters mit Kuppelstange nach dem zweiten Schwinghebel verwendet werden. Auch können die Hauptexzenter unter 180° und die Verstellexzenter gleich stehen. In beiden Fällen können die Verstellexzenter wie die Hauptexzenter zum Zweck des Füllungsausgleichs ungleiche Größe haben, wie auch die Verstellwinkel verschieden bzw. mit von 180 ° bzw. o° abweichender Lage sein können. Auch können zu demselben Zweck die Verstellexzenter auf verschiedenen aber untereinander gekuppelten Wellen angebracht werden. Instead of the one main eccentric, a pin can also be placed on the eccentric rod of the Main eccentric with coupling rod can be used after the second rocker arm. The main eccentrics can also be below 180 ° and the adjustment eccentrics are the same. In both cases, the eccentric can be like the main eccentrics are of unequal size for the purpose of filling equalization, as well as the adjustment angles can be different or with a position deviating from 180 ° or o °. The adjusting eccentrics can also be on different but one another for the same purpose coupled shafts are attached.

Die Verstellung der beiden Exzenter bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist wegen Ungleichheit der Verstellwinkel und der Hebelarme nicht exakt. Durch Kupplung der beiden Exzenter durch zwei Schneckentriebe oder Zahnräder kann aber eine exakte Abhängigkeit geschaffen werden. Völlig korrekte Abhängigkeit ist für die Praxis nicht erforderlich. Es kann z. B. für normale Füllungen richtige Voreinströmung, dagegen für maximale Füllungen Nacheinströmung gegeben werden. Zwecks Ausgleichung der Füllung können auch die Exzenter 0 o¹ Verstell winkel haben, welche von denen der Hauptexzenter/" f¹ abweichen, wobei natürlich zu beachten ist, ob ■ durch den Kardan antrieb der Verstellwinkel der Hauptexzenter ohne weiteres halb so groß wie die der Verstellexzenter für die Überdeckungen des Steuerorganes ist.The adjustment of the two eccentrics in the embodiment of the subject matter of the invention shown in the drawing is not exact because of the inequality of the adjustment angle and the lever arms. By coupling the two eccentrics with two worm drives or gears, however, an exact dependency can be created. Completely correct dependency is not required in practice. It can e.g. B. correct pre-inflow for normal fillings, whereas post-inflow can be given for maximum fillings. In order to compensate for the filling, the eccentrics 0 o ¹ can also have adjustment angles that differ from those of the main eccentric / " f ¹ , whereby it must of course be noted whether the cardan drive means that the adjustment angle of the main eccentric is easily half as large as that of the Adjusting eccentric for the overlaps of the control element is.

Wenn man den Verstell winkel der Exzenter 0 o¹ mehr als das Doppelte gegenüber der Verstellung der Kapsel υ betragen läßt, so kann man hierdurch die erreichbaren Füllungen noch weiter vergrößern.If you let the adjustment angle of the eccentric 0 o ^{1 be} more than twice that of the adjustment of the capsule υ , you can thereby increase the achievable fillings even further.

Man kann durch eine entsprechende Wahl der verschiedenen Größen den Einfluß der endlichen Schubstangenlänge ganz ausscheiden. ,One can reduce the influence of the be eliminated entirely at the finite length of the push rod. ,

Claims

Patent Claims:

1. Reversal for steam engines, in which with the change of the lead angle there is a corresponding change in the coverage, characterized in that the change in the lead angle (6) takes place by rotating the main eccentric ff) or the main eccentric ff f ¹ ) , while the eccentricity fr ) or the eccentricities for r ^% ) remain the same with changing filling and the coverings (aa ¹ J increase or decrease accordingly.

2. Reversing according to claim 1, characterized in that the main eccentric ff) is mounted on an eccentric pin (y) in such a way that its eccentricity for r ³ ) increases with decreasing filling.

3. Reversal according to claim 1 or claims 1 and 2, characterized in that the main eccentric ff) is adjusted by a change gear fs tu).

1 sheet of drawings.