DE534813C

DE534813C - Valve control for two- or three-cylinder locomotive steam engines

Info

Publication number: DE534813C
Application number: DEL71793D
Authority: DE
Original assignee: Hugo Lentz & Co
Current assignee: Hugo Lentz & Co
Priority date: 1927-08-04
Filing date: 1928-04-24
Publication date: 1931-10-05

Description

Ventilsteuerung für zwei- oder dreizylindrige Lokomotiv-Dampfmaschinen Bei zwei- oder dreizylindrigen Lokomotiv-Dampfmaschinen wird bekanntlich bisher jedem Zylinder eine vollständige Steuerung zugeordnet, die je aus einem Steuerorgan, in der Regel einer verstellbaren Kulisse o. dgl., sowie den zur Verstellung und zum Antrieb der Abschlußorgane dienenden Gestängen bestehen. Derartige Steuerungen sind sehr teuer, sie erfordern viel Raum und sind deshalb insbesondere bei dreizylindrigen Lokomotiv-Dampfmaschinen schwer unterzubringen.Valve control for two or three cylinder locomotive steam engines In two- or three-cylinder locomotive steam engines, it is known so far a complete control is assigned to each cylinder, each consisting of a control unit, Usually an adjustable backdrop or the like, as well as the adjustment and exist to drive the closing organs serving rods. Such controls are very expensive, they require a lot of space and are therefore especially in the case of three-cylinder Locomotive steam engines difficult to accommodate.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Ventilsteuerungen mit hin und her schwingender Nockenwelle für zwei- oder dreizylindrige Lokomotiv Dampfmaschinen und besteht darin, daß statt der beiderseitigen schwingenden Kulissen nur auf einer Seite eine rotierende Kurbelscheibe mit verstellbarem Kurbelarm angeordnet ist. Von dieser Kurbelscheibe wind nun der Antrieb der Ventile der anderen Zylinder unter demselben Winkel abgeleitet, den die zugehörige Kurbel hat, und diese Bewegung wird mittels einer oder zweier sich quer über den Rahmen der Maschine erstreckender Schwingwellen auf die Steuernockenwelle der anderen Zylinder übertragen.The present invention relates to valve controls and swinging camshaft for two- or three-cylinder locomotive steam engines and consists in the fact that instead of the reciprocal swinging scenes only on one Side a rotating crank disk with adjustable crank arm is arranged. The drive for the valves of the other cylinders now winds under from this crank disk derived from the same angle that the associated crank has, and this movement becomes by means of one or two oscillating shafts extending across the frame of the machine transferred to the control camshaft of the other cylinders.

Die Zeichnungen veranschaulichen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar zeigen die Fig. i und 2 die neue Steuerung für eine zweizylindrige bzw. für eine dreizylindrige Lokomotiv-Dampfmaschine; - die Fig. 3 und 4 bzw. g und 6 stellen in je zwei Seitenansichten die Anordnung der Steuerung auf einer zweizylindrigen bzw. dreizylindrigen Lokomotive dar; die Fig. 7 und $ zeigen in der gleichen Darstellung wie die Fig. i und 2 eine weitere Ausführungsform der neuen Steuerung für eine zwei- bzw. dreizylindrige Lokomotiv Dampfmaschine.The drawings illustrate several embodiments of the Invention, namely FIGS. I and 2 show the new control for a two-cylinder or for a three-cylinder locomotive steam engine; - Figs. 3 and 4 and g and 6 each show the arrangement of the control on a two-cylinder in two side views or three-cylinder locomotive; 7 and $ show in the same representation like Figs. i and 2, another embodiment of the new control for a two- or three-cylinder locomotive steam engine.

Die Ventile des einen Zylinders z (Fig. 3, 4) werden durch eine quer zur Zylinderachse angeordnete, hin und her schwingende Steuernockenwelle a bewegt (Fig. i). Zum Antrieb der Steuernockenwelle a dient bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel eine rotierende Kurbelscheibe b, die von einer Triebachse der Lokomotive bewegt wird. In dem geradlinigen Schlitz b1 der Kurbelscheibe b ist ein Zapfen c angeordnet, der mittels einer nicht zum Wesen der vorliegenden Erfindung gehörigen Vorrichtung- verstellt werden kann, so daß dadurch sich die Länge des Kurbelarms ändert. Zapfen c ist durch die Steuerstange d und einen kurzen Hebel e mit der Nockenwelle a verbunden. Die in der Fig. i dargestellte Mittelstellung des Zapfens c entspricht der Nullfüllung des Zylinders, während die linke und rechte Endstellung des Zapfens c der Maximalfüllung für Vor- und Rückwärtsgang entsprechen.The valves of one cylinder z (Fig. 3, 4) are moved by a control camshaft a, which is arranged transversely to the cylinder axis and oscillating back and forth (Fig. I). In the embodiment shown in the drawing, a rotating crank disk b, which is moved by a drive shaft of the locomotive, is used to drive the control camshaft a. In the straight slot b1 of the crank disk b a pin c is arranged, which can be adjusted by means of a device not belonging to the essence of the present invention, so that the length of the crank arm changes as a result. Pin c is connected to camshaft a by control rod d and a short lever e. The middle position of the pin c shown in FIG. I corresponds to the zero filling of the cylinder, while the left and right end positions of the pin c correspond to the maximum filling for forward and reverse gear.

Zur Erhaltung einer gleichbleibenden linearen Voreinströmung . erhält die Steuerstange d eine so große Länge, daß bei lotrechter Stellung des Scheibenschlitzes b1 eine Verschiebung des Zapfens c praktisch ohne Rückwirkung auf das andere Ende der Steuerstange d ist und die Steuernockenwelle a somit in Ruhe bleibt. Wenn man die Kurbelscheibe b auch zum Antrieb der Steuernockenwelle des zweiten I,okömotivzylinders z1 (Fig. 3 und 4) verwenden würde, so müßte an den Zapfen c eine zweite Steuerstange aasgelenkt werden, die mit der Steuerstange d des ersten Zylinders einen Winkel von go ° einschließt und behufs Erhaltung einer gleichbleibenden Voreinströmung auch im zweiten Zylinder z1 eine ebenso große Länge besitzen müßte wie die Steuerstange d. Das zweite Ende dieser zweiten Steuerstange müßte mittels eines ziemlich umständlich und sehr langen Gestänges mit der Steuernockenwelle a1 des zweiten Zylinders z1 verbunden sein. Die Ausführung einer solchen Steuerung mit einer einzigen Kurbelscheibe für beide Lokomotivzylinder wäre jedoch kostspielig und wegen des großen Raumbedarfes in baulicher Hinsicht sehr umständlich.To maintain a constant linear pre-inflow. receives the control rod d such a great length that in the vertical position of the Disk slot b1 a displacement of the pin c with practically no effect on the other end the control rod is d and the control camshaft a thus remains at rest. If the crank disk b also for driving the control camshaft of the second I, okömotivzylinders z1 (Fig. 3 and 4) would use, a second control rod would have to be attached to the pin c be aasgelenken that an angle with the control rod d of the first cylinder of go ° includes and for the purpose of maintaining a constant pre-inflow also in the second cylinder z1 would have to have the same length as the control rod d. The second end of this second control rod would have to be a rather awkward one and very long linkage with the control camshaft a1 of the second cylinder z1 be connected. The implementation of such a control with a single crank disc for both locomotive cylinders, however, would be expensive and because of the large amount of space required very cumbersome from a structural point of view.

Der Erfindung gemäß wird nun der Antrieb der Steuernockenwelle des zweiten Lokomotivzylinders nicht unmittelbar von der Kurbelscheibe b abgeleitet, sondern von einem Zwischenpunkt f der Steuerstange d des ersten Zylinders.According to the invention, the drive of the control camshaft of the second locomotive cylinder is not derived directly from the crank disk b, but from an intermediate point f of the control rod d of the first cylinder.

Wie die Fig. i und 3 zeigen, ist an einem Zwischenpunkt f, der in der Nähe des Zapfens c liegt, eine verhältnismäßig kurze Schwinge g drehbar befestigt, deren anderes Ende mittels eines Drehzapfens h mit einem Hebel i verbunden ist. Dieser sitzt auf einer Welle y, die sich unterhalb des Kessels quer über den Rah= men der Lokomotive erstreckt. Das auf der entgegengesetzten Seite der Lokomotive befindliche Ende der schwingenden Welle j ist mittels eines kurzen Hebels k, eines Lenkers m und eines kurzen Hebels n mit der Steuernockenwelle a1 des zweiten Zylinders z1 verbunden (Fig.4)..As FIGS. I and 3 show, a relatively short rocker g is rotatably attached to an intermediate point f, which is located in the vicinity of the pin c, the other end of which is connected to a lever i by means of a pivot h. This sits on a shaft y, which extends below the boiler across the frame of the locomotive. The end of the oscillating shaft j located on the opposite side of the locomotive is connected to the control camshaft a1 of the second cylinder z1 by means of a short lever k, a link m and a short lever n (FIG. 4).

Wie aus der Fig. = ersichtlich ist, führt bei einer Verstellung des Zapfens c in dem Scheibenschlitz bl der Zwischenpunkt f. der Steuerstange d eine schwingende Bewegung in einer Bahn aus, die von einem Kreisbogen nur ganz unerheblich abweicht. Die Schwinge g hat die Länge des Krümmungshalbmessers dieses Kreisbogens, in welchem der Bolzen f schwingt. Infolgedessen wird bei einer Umstellung des Zapfens c zwar die Schwinge g verstellt, die Welle j und das dem zweiten Zylinder z1 zugeordnete Antriebsgestänge k, m, n bleiben jedoch in Ruhe, und die Nockenwelle ä1. sowie die Vor= einströmung im zweiten Zylinder.-,. werden durch die Umkehrung der Fahrtrichtung nicht beeinflußt. Genau das gleiche tritt ein, wenn die Kulisse b um go ° gedreht ist und eine Umkehrung der Fahrtrichtung stattfinden soll. Es bleiben dann die Nockenwelle c,. sowie die Voreinströrriung im ersten Zylinder z unbeeinfiußt, während die Nockenwelle a1 des zweiten Zylinders verstellt wird.As can be seen from the figure, when the pin c is adjusted in the disk slot bl, the intermediate point f of the control rod d performs an oscillating movement in a path which deviates only very slightly from an arc of a circle. The rocker g has the length of the radius of curvature of this circular arc in which the bolt f swings. As a result, when the pin c is moved, the rocker g is adjusted, but the shaft j and the drive linkage k, m, n assigned to the second cylinder z1 remain at rest, and the camshaft ä1. as well as the pre = inflow in the second cylinder.- ,. are not affected by reversing the direction of travel. Exactly the same occurs when the backdrop b is rotated by go ° and a reversal of the direction of travel is to take place. The camshaft c, then remain. as well as the pre-infiltration in the first cylinder z unaffected, while the camshaft a1 of the second cylinder is adjusted.

Wie -aus den Fig. x, 3 und 4 hervorgeht, sind die Bestandteile der Steuerung auf ein Mindestmaß herabgesetzt; die Anordnung ist äußerst einfach und kann leicht auf der Lokomotive untergebracht werden.. As - x from Figs, 3 and 4 can be seen, the components of the control system are reduced to a minimum; the arrangement is extremely simple and can easily be accommodated on the locomotive.

Die Ausführungsform nach den Fig. 2, 5 und 6 bezieht sich auf Lokomotiven mit drei Zylindern, deren Kurbeln um je. i2o ° gegeneinander versetzt sind. Mit den Zapfen f sind hier zwei Schwingen g1 und g2 gelenkig verbunden, die miteinander und mit der in der Mittelstellung befindlichen Steuerstange d Winkel von je ungefähr 6o' einschließen. Die Schwinge g1 ist ebenso wie bei der Ausführungsform nach der Fig. i durch einen kurzen Hebel il mit einer auf die andere Seite der Lokomotive reichenden Welle il verbunden, deren Ende mittels eines Gestänges k1, ml, n1 (Fig. 6) die Steuernockenwelle a1 des zweiten äußeren .Zylinders antreibt. Die Schwinge g2 ist durch einen kurzen Hebel i2 mit einer Hohlwelle y2 (Fig. 2) verbunden, die auf die Welle j1 aufgeschoben ist und sich bis zum mittleren Zylinder z2 erstreckt und deren Ende mittels eines kurzen Hebels k2, eines Lenkers m2 und eines Hebels n2 mit der Steuernockenwelle a2 des mittleren Zylinders z2 verbunden ist (Fig. 5).The embodiment according to FIGS. 2, 5 and 6 relates to locomotives with three cylinders, the cranks of each. i2o ° are offset from one another. Two rockers g1 and g2 are articulated here with the pin f, which each enclose angles of approximately 60 'with one another and with the control rod d located in the central position. The rocker g1 is the same as connected in the embodiment of FIG. I by a short lever il with a reaching to the other side of the engine shaft il whose end by means of a linkage k1, ml, n1 (Fig. 6), the control camshaft a1 of the second outer .Zylinder drives. The rocker arm g2 is connected by a short lever i2 to a hollow shaft y2 (Fig. 2), which is pushed onto the shaft j1 and extends to the middle cylinder z2 and its end by means of a short lever k2, a link m2 and a lever n2 is connected to the control camshaft a2 of the middle cylinder z2 (Fig. 5).

Die Fig.7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung für zweizylindrige Lokomdtiv-Dampfmaschinen, bei welcher der Antrieb der sich über den Rahmen der Maschine erstreckenden Schwingwelle y unmittelbar von dem Verstellzapfen c der Kurbelscheibe b des ersten Zylinders abgeleitet ist. Der Zapfen c ist mittels eines im Winkel von go ° abgezweigten Lenkers P und eines Hebels q mit der Schwingwelle j verbunden. Auch bei - dieser Ausführungsform kann ein gleichbleibendes lineares Voreinströmen irii zweiten Zylinder erzielt werden, indem der Lenker 15 die erforderliche Länge erhält. Vorzugsweise wird jedoch eine kleine Veränderlichkeit des linearen Voreinströmens in Kauf genommen, wodurch der Vorteil einer überaus einfachen und gedrängten Bauweise erzielt wird, insbesondere dadurch, daß man in der Anordnung der Schwingwelle y voll= kommen frei wird. Diese kann nämlich, wie die Fig.7 zeigt,- ober- oder unterhalb, rechts oder links von er Kurbelscheibe b angeordnet werden.7 shows an embodiment of the invention for two-cylinder locomotive steam engines, in which the drive of the oscillating shaft y extending over the frame of the machine is derived directly from the adjusting pin c of the crank disk b of the first cylinder. The pin c is connected to the oscillating shaft j by means of a link P branched off at an angle of go ° and a lever q. In this embodiment too, a constant linear pre-inflow into the second cylinder can be achieved by giving the link 15 the required length. Preferably, however, a small variability of the linear pre-inflow is accepted, whereby the advantage of an extremely simple and compact construction is achieved, in particular because the arrangement of the oscillating shaft y is completely free. This can namely, as FIG. 7 shows, - be arranged above or below, to the right or left of the crank disk b.

Die Fig, 8 zeigt eine der Fig. 7 ähnliche Ausführungsform der Erfindung für dreizylindrige Lokomotiv-Dampfmaschinen. Der Verstellzapfen e ist mittels zweier Lenker p, und P2, die miteinander, und mit der Steuerstange d Winkel von ungefähr i2o ° einschließen, sowie mittels zweier Hebel. q1 und q2 mit der zu dem zweiten äußeren Zylinder führenden Schwing= welle il. und der zu dem mittleren Zylinder z2 führenden hohlen Schwingwelle j2 verbunden. Wie die gestrichelten und strichpunktierten Linien in der Fig. 8 zeigen, ist man auch bei dieser Ausführungsform in der Anordnung der Wellen j1 und j2 ober- oder unterhalb oder seitlich der Kulisse b frei.FIG. 8 shows an embodiment of the invention similar to FIG. 7 for three-cylinder locomotive steam engines. The adjusting pin e is by means of two Handlebars p, and P2, with each other, and with the control rod d angle of approximately Include i2o °, as well as using two levers. q1 and q2 with that of the second outer cylinder leading swing = wave il. and the one to the middle one Cylinder z2 connected to leading hollow oscillating shaft j2. Like the dashed and Show dash-dotted lines in Fig. 8, one is also in this embodiment in the arrangement of the waves j1 and j2 above or below or to the side of the backdrop b free.

Die Anordnung und Ausgestaltung der zum Antrieb der Ventile des zweiten äußeren und des mittleren Zylinders z1 und z2 dienenden Gestänge ist bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 die gleiche wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 bzw. 5 und 6.The arrangement and configuration of the valve used to drive the second outer and the middle cylinder z1 and z2 serving linkage is in the embodiment 7 and 8 the same as in the embodiments according to FIG and 4 or 5 and 6.

Die durch die vorliegende Erfindung erzielten technischen Vorteile kommen bei Dreizylinderlokomotiven ganz besonders zur Geltung, weil die umständlichen und teueren Steuerungen (Kulissen und Gestänge) für zwei Zylinder, namentlich auch für den schwer zugänglichen Mittelzylinder erspart werden.The technical advantages achieved by the present invention come into their own with three-cylinder locomotives because the cumbersome and expensive controls (scenes and rods) for two cylinders, especially too for the difficult to access central cylinder can be saved.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Valve control for two- or three-cylinder locomotive steam engines with valves driven by oscillating camshafts, characterized in that instead of the oscillating linkages on both sides, a rotating crank disk with an adjustable crank arm is arranged on only one side and that the drive for the valves of the other cylinders is provided by the crank disk ( b) is diverted at the same angle at which the associated crank stands and is transmitted to the control camshaft of the other cylinders by means of one or two oscillating shafts (j, il, j,) extending across the frame of the machine.

2. Valve control according to claim z, characterized in that the camshaft (a). only one cylinder (z) is driven directly by an adjustable rotating crank disc (b) by means of a link rod (d) and that the movement on the remaining camshafts (a1, a2) is carried out across the frame by one belonging to each cylinder extending intermediate shaft (j, j1, j2) takes place in such a way that the movements of the handlebar (d) from a point (f) located in the vicinity of the crank disk (b), which is in an adjustment of the drive pin (c) Circular arc moved, derived and transferred to the intermediate shafts (j, j1, j2) by means of one or two swing arms (g, dl, g2) corresponding to the radius of curvature of this circular arc, in that the swing arm (g, Fig. Z) in two-cylinder machines is at right angles to the handlebar (d) - and in three-cylinder machines with cranks offset by z2o °, the two rockers (91, 92, Fig. 2) enclose an angle of approximately 60 '.

3. Valve control according to claim z and 2, characterized marked; that the movement of the drive pin (c) of the crank disc (b) itself by means of oscillations (and q) in the manner transmitted to the intermediate shafts (j, j1, j2) is that in two-cylinder machines the rocker (P, Fig. 7) at right angles to Handlebar (d) is arranged and in three-cylinder machines with Z2o ° crank offset the two rockers (q1, q2, Fig. 8) enclose an angle of 60 ° with one another.