DE40350C

DE40350C - Compulsory valve control

Info

Publication number: DE40350C
Application number: DENDAT40350D
Authority: DE
Original assignee: Dr. R. proell in Dresden
Anticipated expiration: 1906-12-08

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 14: Dampfmaschinen.CLASS 14: Steam Engines.

Dr. R. PROELL in DRESDEN. Zwangläufige Ventilsteuerung. Dr. R. PROELL in DRESDEN. Compulsory valve control.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 8. December 1886 ab.Patented in the German Empire on December 8th, 1886.

Die vorliegende Construction unterscheidet sich von der gebräuchlichen Anordnung dadurch, dafs der Excentermechanismus, welcher die Einlafsventile steuert, nur einmal vorhanden ist und doppelseitig wirkt. Er befindet sich unmittelbar auf und an der Schwungradwelle, von wo die Ausschlagsbewegung des Mechanismus auf eine Schaukelwelle übertragen wird. Diese befindet sich zwischen den beiden Einlafsventilen und ist normal zu einer durch die Achse der beiden Ventile gelegten Ebene drehbar gelagert. Auf ihr ist ein zweiarmiger Hebel befestigt, der in der durch die Ventilachsen gelegten Ebene schwingt und mittelst Zwischenhebels oder einer gelenkigen Verbindung die Einlafsventile steuert. Die Veränderung in der Expansion erfolgt dadurch, dafs der Hebel je nach dem Stande des Regulators oder der Einstellung am Excenter verschieden weit ausschwingt , wodurch die Ventile früher oder später zum Schlufs kommen. Dabei erfolgt der Moment der Eröffnung des Ventils stets genau oder sehr angenähert bei bestimmter Kurbelstellung kurz vor Beginn eines neuen Kolbenhubes.The present construction differs from the usual arrangement in that that the eccentric mechanism which controls the inlet valves exists only once is and acts on both sides. It is located directly on and on the flywheel shaft, from where the deflection movement of the mechanism is transmitted to a rocking shaft. This is located between the two inlet valves and is normal to one through the Axis of the two valves laid plane rotatably mounted. There is a two-armed lever on top of it attached, which oscillates in the plane laid by the valve axes and by means of an intermediate lever or an articulated connection controls the inlet valves. The change in the Expansion takes place by the fact that the lever depending on the position of the regulator or the Setting on the eccentric swings out differently, which means that the valves are earlier or come to a conclusion later. The moment the valve is opened always takes place exactly or very approximately at a certain crank position shortly before the start of a new one Piston stroke.

Zur zwangläufigen Steuerung von Ventilen in vorbeschriebener Art, wobei der Regulator automatisch die Expansion verstellt, eignet sich ganz besonders eine Fink'sche Excentercoulisse in der von Hunäus (Civilingenieur 1873) angegebenen verbesserten Form. T)ie Construction ist in Fig. 4 dargestellt.For the compulsory control of valves in the manner described above, the regulator automatically adjusts the expansion, a Fink eccentric coulisse is particularly suitable in the improved form specified by Hunäus (civil engineer 1873). T) ie Construction is shown in FIG.

Der Excenterring, welcher mit einer geraden Coulisse bezw. einer diese ersetzenden Bolzenführung versehen ist, ist in einem bestimmten Punkt t, der unterhalb der Coulisse bezw.The eccentric ring, which bezw with a straight coulisse. one of these replacing bolt guide is provided, is at a certain point t, which BEZW below the coulisse.

Bolzenführung liegt, an eine Lenkerstange I drehbar angeschlossen, welche sich mit dem anderen Ende um den Zapfen c am kurzen Ende eines zweiarmigen Hebels drehen kann, der im Punkte α unterstützt ist. Das andere Ende d des Hebels ist durch eine Stange Z₁ im Punkte e mit der Excenterstange L verbunden, welche die Bewegung vom Excenter nach den Ventilen leitet. Im Punkte / greift die Stange des Regulators an. Durch einen Ausschlag desselben oder eine Verschiebung der Stange" von Hand aus wird sowohl die Excenterstange L als der Excenterring E verschoben, wobei durch die combinirte Bewegung trotz der geraden Coulissenführung am Excenter bei passender Dimensionirung ein constantes Voreilen für die Steuerung der Einlafsventile resultirt. Die Richtungen von Kurbel und Excenter weichen nur um das der Voreröffnung entsprechende Mafs von einander ab. Hunäus wählt den Aufhängepunkt des Excenterringes entweder auf der Achse der Coulisse in demjenigen Punkte derselben, wo die Minimalfüllung gegeben wird, d. i. in dem · Punkte x, oder zwischen diesem und dem Wellenmittel. Im ersteren Falle entstehen constructive Schwierigkeiten,' da der Stein oder die Hülse zur Erreichung von Minimal- bezw. NullfUllung bis in den Punkt χ geschoben werden mufs (die Stützung mufs dann in einer anderen Ebene erfolgen, beiderseits vom Punkte λγ); im zweiten Falle ist man genöthigt, den Abstand λ (Entfernung des Punktes χ vom Excentermittel, s. Fig. 4) verhältnifsmäfsig grofs anzunehmen. Aufserdem entsteht im zweiten Falle ein starkes Auf- und Abgleiten des SteinesBolt guide is rotatably connected to a handlebar I , which can rotate with the other end around the pin c at the short end of a two-armed lever which is supported at point α . The other end d of the lever is connected by a rod Z ₁ at point e to the eccentric rod L , which guides the movement of the eccentric to the valves. In the point / the rod of the regulator attacks. Both the eccentric rod L and the eccentric ring E are displaced by a deflection of the same or a shifting of the rod "by hand, whereby the combined movement results in a constant advance for the control of the inlet valves despite the straight coulisse guide on the eccentric with suitable dimensions. The directions The crank and eccentric differ from each other only by the amount corresponding to the pre-opening. Hunäus chooses the suspension point of the eccentric ring either on the axis of the coulisse at that point of the latter where the minimum filling is given, i.e. at the point x, or between this and In the first case constructive difficulties arise because the stone or the sleeve has to be pushed to the point χ in order to reach the minimum or zero filling (the support must then take place in another plane, on both sides of the point λγ); in the second case it is necessary to determine the distance λ (distance of the point χ from the Eccentric means, see Fig. 4) should be assumed to be relatively large. In addition, in the second case there is a strong sliding up and down of the stone

in der Coulisse während der Oscillation des Excenters. Je gröfser die Entfernung λ gewählt wird, d. h. je gröfser der Abstand der Coulisse vom Wellenmittel, desto gröfser mufs auch die Länge derselben sein, um innerhalb gewisser Grenzen eine Variation der Füllung im Cylinder herbeizuführen.in the coulisse during the oscillation of the eccentric. The greater the distance λ selected will, d. H. the greater the distance between the coulisse and the center of the shaft, the greater must it be also the length of the same, in order to vary the filling within certain limits bring about in the cylinder.

Wie aus Fig. 4 und 5 ersichtlich, befindet sich der Aufhängepunkt t des Excenterringes unterhalb der Coulisse, und zwar in der verlängerten Achse desselben, so dafs der Verschiebung der Hülse auf der Bolzenführung b bezw. des Steines der Coulisse bis in den Punkt χ zur Erreichung von Minimal- bezw. Nullfüllung nichts im Wege steht. Die Forderung, dafs der Excentermechanismus nach 18o° Kurbeldrehung eine für die Voreröffnung des betreffenden Ventils analoge Lage wie in der Nullstellung einnimmt und wieder constante Voreröffnung für alle Füllungsgrade giebt, macht eine bestimmte Lagerung des Aufhängepunktes nöthig, die aus Fig. 4 ersichtlich ist. Der Stützpunkt c befindet sich für die gezeichnete Lage des Excenters im Abstande ρ (= Excentricität) von der Coulissenachse χ χ, so dafs die Stange / bei einer Drehung des Excenters um 18o° symmetrisch zur Verticalen ausschlägt. Wenn der Stützpunkt von i₀ auf einem Bogen um c nach Z₁ kommt, wobei das Excentermittel aus der Nulllage (in der Horizontalen) in die entgegengesetzte Lage gelangt, so ist t-pp) ij ein Parallelogramm. Es ist der Winkel Xtp = X₁J₁P₁, mithin die der entgegengesetzten Lage des Excenters entsprechende Lage X₁ X₁ der Coulissenachse parallel zu der anfänglichen Lage XX derselben. Da nun der Ausschlag jedes Punktes der Coulissenachse nahezu symmetrisch nach rechts und links von den Achsen XX und X₁ X₁ erfolgt, so ist ersichtlich, dafs der doppelseitig wirkende Mechanismus zur Steuerung von Einlafsorganen, speciell von Ventilen, tauglich ist.As can be seen from Fig. 4 and 5, the suspension point t of the eccentric ring is below the coulisse, in the extended axis of the same, so that the displacement of the sleeve on the bolt guide b respectively. of the stone of the coulisse to the point χ to achieve minimum or. Zero filling nothing stands in the way. The requirement that the eccentric mechanism assumes a position analogous to the pre-opening of the valve in question after 180 ° rotation of the crank and that there should be constant pre-opening again for all degrees of filling, makes a certain positioning of the suspension point necessary, which can be seen in Fig. 4. For the position of the eccentric shown, the support point c is at a distance ρ (= eccentricity) from the coulisse axis χ χ, so that the rod / deflects symmetrically to the vertical when the eccentric is rotated by 180 °. If the support point _{comes from i 0} on an arc around c to Z ₁ , the eccentric means moving from the zero position (in the horizontal) to the opposite position, then t-pp) ij is a parallelogram. It is the angle Xtp = X ₁ J ₁ P ₁ , thus the position X ₁ X _{1 of} the coulisse axis corresponding to the opposite position of the eccentric parallel to the initial position XX of the same. Since the deflection of each point of the Coulissen axis is almost symmetrical to the right and left of the axes XX and X ₁ X ₁ , it can be seen that the double-acting mechanism is suitable for controlling inlet organs, especially valves.

Die gewählte Lage des Punktes t auf der Achse der Coulisse .und aufserhalb derselben hat noch weitere wichtige Eigenschaften zur Folge. Während der Drehung des Excenters beschreiben sämmtliche Punkte der Coulissenachse Schleifencurven, die sich fast mit einer geraden (horizontalen) Linie decken. Dadurch ist die Relativbewegung des Steines der Coulisse gegen diese, wenn ersterer durch die Stangenführung im Punkte e genöthigt wird, sich ebenfalls sehr angenähert in einer Horizontalen zu bewegen, auf ein Minimum reducirt. Der zweite Vortheil, den die gedachte Lagerung des Punktes t herbeiführt, ist die Möglichkeit, den Abstand der Coulisse vom Excentermittel durch eine zweitheilige Ausführung der Excenterscheiben zu einem Minimum zu machen. Diese Construction ist in Fig. 5 dargestellt.The chosen position of the point t on the axis of the coulisse .and outside the same results in other important properties. During the rotation of the eccentric, all points of the coulisse axis describe loop curves that almost coincide with a straight (horizontal) line. As a result, the relative movement of the stone of the coulisse against it, when the former is forced by the rod guide at point e to move very approximately in a horizontal plane, is reduced to a minimum. The second advantage brought about by the imaginary positioning of the point t is the possibility of minimizing the distance between the coulisse and the eccentric means by making the eccentric disks in two parts. This construction is shown in FIG.

Die beiden Excenterscheiben 5 S sind mit einander durch eine nur theilweise ausgeführte Nabe verbunden. Der die Coulisse ersetzende Bolzen befindet sich zwischen den Excenterscheiben. Bei.- einer Drehung von i8o° kann sich also die Hülse dem Wellenumfange bis zur Berührung nähern, eine Bedingung für die Erreichung des kleinstmöglichen Abstandes λ. Je kleiner dieser ist, desto kürzer fällt die Coulissenlänge aus, was für die Einwirkung des Regulators auf die Verstellung der Expansion von Wichtigkeit ist, da man bei diesem nur über_einen gewissen Hub verfügt und die Uebersetzung desselben ins Grofse wegen der damit verbundenen Herabminderung der Energie an gewisse Grenzen gebunden ist. Die doppelt ausgeführten Excenterscheiben umschliefst ein einziger, auf beiden Scheiben laufender Excenterring, an dem der Bolzen b befestigt ist.The two eccentric disks 5 S are connected to one another by an only partially implemented hub. The bolt replacing the coulisse is located between the eccentric disks. With a rotation of 180 °, the sleeve can approach the circumference of the shaft up to the point of contact, a condition for achieving the smallest possible distance λ. The smaller this is, the shorter the length of the coulisse is, which is of importance for the action of the regulator on the adjustment of the expansion, since with this one only has a certain stroke and the translation of the same in size due to the associated reduction in energy certain limits are bound. The double eccentric disks encompass a single eccentric ring running on both disks to which the bolt b is attached.

Eine nähere Untersuchung lehrt, dafs es zur Erlangung gleicher Füllungen auf beiden Cylinderseiten zweckmäfsig ist, das Verhältnifs des Abstandes λ zur Excentricität angenähert gleich demjenigen der Pleuelstange zur Kurbellänge zu machen, da der Einflufs, den die endliche Länge von λ auf die unsymmetrische Bewegung des Excentermechanismus hat,' gleich demjenigen ist, den die endliche Länge der Pleuelstange auf die Bewegung des Kolbens ausübt.A closer examination shows that it is necessary to obtain equal fillings on both sides of the cylinder It is expedient for the ratio of the distance λ to the eccentricity to be approximately the same that of the connecting rod to make the crank length, since the influence that the finite Length of λ on the asymmetrical movement of the eccentric mechanism, 'equal the one that the finite length of the connecting rod affects the movement of the piston exercises.

Die Bewegung des Excentermechanismus wird entweder unmittelbar oder durch einen Zwischenhebel auf die Schaükelwelle n> übertragen. Fig. ι bis 3 zeigen, in welcher Weise speciell die Oscillation des auf der Welle w zwischen den beiden Einlafsventilen befindlichen zweiarmigen Hebels zur zwangläufigen Bewegung der Ventile benutzt werden kann.The movement of the eccentric mechanism is transmitted to the rocker shaft n> either directly or through an intermediate lever. Fig. 1 to 3 show the way in which the oscillation of the two-armed lever located on the shaft w between the two inlet valves can be used for the positive movement of the valves.

In Fig. ι sind die Arme des Hebels H und die nach innen gekehrten Arme der Ventilhebel h so profilirt, dafs im Moment der Eröffnung der Berührungspunkt näher der Wellen als dem Stützpunkt α liegt. Während des Anhubes des Ventils walzen sich die Flächen derartig auf einander ab, dafs der Berührungspunkt y schnell nach α wandert, wodurch eine beschleunigte Erhebung des Ventils veranlafst wird. Das Niedersetzen desselben auf die Sitzflächen erfolgt ebenso sanft als das Anheben. Diese einfache Construction ersetzt somit vollkommen die bei zwangläufigen Ventil-. Steuerungen üblichen und getrennt ausgeführten Gegenhebelconstructionen.In Fig. 1 the arms of the lever H and the inward-facing arms of the valve lever h are profiled so that at the moment of opening the point of contact is closer to the shafts than to the support point α . During the lift of the valve, the surfaces roll on one another in such a way that the point of contact y moves quickly to α , which causes an accelerated elevation of the valve. Setting it down on the seat is just as gentle as lifting it up. This simple construction thus completely replaces that with inevitable valve. Controls common and separately executed counter-lever constructions.

Die Drehpunkte α können auch auf die Aufsenseite der Ventile gelegt und die Ventilhebel h einarmig ausgeführt werden, wie Fig. 2 zeigt. Der Steuerhebel H kann auch an seinen Enden mit Scharnieren versehen werden, an welche Glieder angeschlossen sind, die sich auf einem Sattel abwälzen, der so profilirt ist,The pivot points α can also be placed on the outside of the valves and the valve levers h can be designed with one arm, as FIG. 2 shows. The control lever H can also be provided with hinges at its ends, to which links are connected that roll on a saddle that is so profiled

dafs der Stützpunkt für die Eröffnung des Ventils von c nach d wandert, Fig. 3.that the support point for the opening of the valve moves from c to d , Fig. 3.

Claims

Pate nt-An proverbs: For the compulsory control of two inlet valves of a steam engine the use of Fink's eccentric coulisse, modified by Ffunäus, which has the following innovations compared to the published construction according to Fig. 4 and 5:

1. The double design of the eccentric disk E for the intermediate storage of a coulisse or a bolt guide b replacing the latter and attachment of the same as close to the shaft as possible.

2. The connection of the pin t of the handlebar / to the eccentric ring E exactly or approximately on the axis XX of the coulisse below the point χ of the same corresponding to the zero filling.

For this purpose ι sheet of drawings.