DE537773C

DE537773C - Reversible cam valve control

Info

Publication number: DE537773C
Application number: DEA57484D
Authority: DE
Original assignee: SCOTSWOOD WORKS; Sir WG Armstrong Whitworth and Co Ltd
Current assignee: SCOTSWOOD WORKS; Sir WG Armstrong Whitworth and Co Ltd
Priority date: 1929-01-07
Filing date: 1929-04-14
Publication date: 1931-11-09

Description

Umsteuerbare Nockenventilsteuerung Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Nockenventilsteuerung, bei der gegenüberliegende Ventile durch eine Nockenwelle mit nebeneinanderliegenden Vorwärts-und Rückwärtsnocken mittels Zwischenhebel bewegt werden.Reversible cam valve control is the subject of the present invention relates to a cam valve control in which opposing valves are controlled by a Camshaft with adjacent forward and reverse cams by means of an intermediate lever be moved.

Um nun eine derartige Steuerung in einfacher und gedrängter Form umsteuern und regeln zu können, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine parallel zur Nockenwelle angeordnete Steuerwelle vorgesehen, durch deren Längsverschiebung eine Umsteuerung und durch deren Drehung eine Füllungs- und Kompressionsregelung bewirkt wird. Zu diesem Zweck erhält die Steuerwelle einen glatten und einen mit Gewinde versehenen Teil, auf denen verschiedene Arme die einzelnen Steuerbewegungen auf die Zwischenhebel übertragen. In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung können der Handhebel zur Längsverschiebung der Steuerwelle und das Handrad zur Verdrehung auf einer gemeinsamen Achse angeordnet und miteinander gekuppelt oder bei Verschiebung des Hebels eine Drehung des Handrades verhindert werden.In order to reverse such a control in a simple and concise form and to be able to regulate, according to the present invention, a parallel to the camshaft arranged control shaft provided, a reversal by their longitudinal displacement and through the rotation of which a filling and compression control is effected. to for this purpose, the control shaft is given a smooth and a threaded one Part on which different arms perform the individual control movements on the intermediate levers transfer. In the further embodiment of the invention, the hand lever can be used for Longitudinal displacement of the control shaft and the handwheel for rotation on a common Axis arranged and coupled to one another or when the lever is moved one Rotation of the handwheel can be prevented.

Die Erfindung ist auf den beiliegenden Zeichnungen in einer beispielsweisen Ausführungsform gezeigt.The invention is illustrated in the accompanying drawings in an exemplary manner Embodiment shown.

Fig. i und 2 zeigen eine Draufsicht auf die Steuerwelle und die Nocken, Fig. 3 und 4 Querschnitte durch die Steuerung.Figs. I and 2 show a plan view of the control shaft and the cams, 3 and 4 cross sections through the control.

Fig. 5 ist eine Teilansicht der Steuerwelle von oben gesehen, Fig. 6 bis 8 die Kupplung von Steuerhebel und Verdrehrad.Fig. 5 is a partial view of the control shaft seen from above, Fig. 6 to 8 the coupling of the control lever and rotating wheel.

Im Gehäuse i sind die Nocken und die Nockenwelle :2 untergebracht; letztere läuft mit derselben Geschwindigkeit wie die Kurbelwelle der Maschine um. Die Nockenwelle ist in Lagern 3 an jedem Ende gelagert und trägt zwei Nocken 4 und 5. Der Nocken 4 steuert die Einlaßventile A und hat für Vor-,värts- und Rückwärtsgang ähnlich gestaltete Nockenflächen 6 und 7. Die Nockenflächen 6 und 7 sind miteinander verbunden und liegen zu beiden Seiten eines Ruhenockens B. Der Nocken 4 sitzt fest auf der Welle 2. Der Nocken 5 ist der Auslaßnocken und besteht ebenfalls aus zwei ähnlich gestalteten Nokken 9 und io für Vorwärts- und Rückwärtsgang, die ebenfalls zu beiden Seiten eines Ruhenockens i i liegen. Der Nocken 5 ist auf der Welle :2 verkeilt, wie bei i2 (Fig. i) gezeigt, und kann sich axial gleitend bewegen. Die Bewegung von den Nocken zu den Ventilen wird in bekannter Weise durch Rollen und Zwischenhebel übertragen. Auf jeder Seite der Nockenwelle befinden sich Zwischenhebelwellen 13 und 14; die Zwischenhebel 15, 16, 28, 29 bewegen in bekannter Weise die Stößel 22, 32 (Fig. 3 und 4). Die Stöße122 bewegen doppelarmige Hebel 23, welche ihrerseits die Bewegung auf die Ventilstößel 24 übertragen.The cams and the camshaft are housed in the housing i: 2; the latter rotates at the same speed as the machine's crankshaft. The camshaft is supported in bearings 3 at each end and carries two cams 4 and 5. The cam 4 controls the intake valves A and has similarly designed cam surfaces 6 and 7 for forward, forward and reverse gears. The cam surfaces 6 and 7 are connected to one another and lie on both sides of a resting cam B. The cam 4 sits firmly on the shaft 2. The cam 5 is the outlet cam and also consists of two similarly designed cams 9 and io for forward and reverse gear, which are also on both sides of a resting cam ii lie. The cam 5 is keyed on the shaft: 2 as shown at i2 (Fig. I) and can slide axially. The movement from the cams to the valves is transmitted in a known manner by rollers and intermediate levers. On each side of the camshaft there are intermediate lever shafts 13 and 14; the intermediate levers 15, 16, 28, 29 move the plungers 22, 32 in a known manner (FIGS. 3 and 4). The shocks 122 move double-armed levers 23, which in turn transmit the movement to the valve tappets 24.

Die Rollen auf der einen Seite des Nockens steuern beispielsweise das Ventil an dem vorderen Ende des Zylinders, die Rolle auf der anderen Seite -des Nockens das entgegengesetzte oder hintere Ventil. Diese Rollen sind an der Achse des Nockens um 18o° versetzt, aber dieser Winkel kann um einen bestimmten Betrag geändert werden zum Ausgleich von Ventilverdrehungen o. dgl.For example, the rollers on one side of the cam control the valve on the front end of the cylinder, the roller on the other side - the Cam the opposite or rear valve. These roles are on the axis of the cam offset by 180 °, but this angle can be adjusted by a certain amount can be changed to compensate for valve rotations or the like.

Durch Bewegung der Hebel 15 und 16 längs ihrer Wellen wird der .Füllungsgrad beim Vorwärts- und Rückwärtsgang nach Wunsch geändert, je nachdem, mit welcher der Nockenflächen 6 -oder 7 die Rollen 15', 16' in Eingriff stehen.By moving the levers 15 and 16 along their shafts, the degree of filling changed for forward and reverse gear as desired, depending on which of the Cam surfaces 6 -or 7 the rollers 15 ', 16' are in engagement.

Die Winkelhebel 23 sind drehbar auf verstellbaren Konsolen 25 -gelagert, die an den Seiten des Gehäuses mittels Unterlagen 26, Stellschrauben oder anderen geeigneten Mitteln befestigt sind, um die Ventilzentren zu den verschiedenen Zylinderlängen genau einstellen zu können, ohne irgendwie die Auswechselbarkeit der Teile zu beeinträchtigen. Die Winkelhebel können ebenfalls einstellbar -auf ihren Lagerzapfen angebracht sein.The angle levers 23 are rotatably mounted on adjustable consoles 25, those on the sides of the housing by means of washers 26, set screws or others suitable means are attached to the valve centers to the different cylinder lengths to be able to adjust precisely without impairing the interchangeability of the parts in any way. The angle levers can also be adjustable on their bearing journals.

Der Auslaßnocken 5 wird durch eine Muffe 36 (Fig. 2) längs der Welle 2 verschoben, welche auf der Steuerwelle 18 frei angeordnet und durch die Halsringe 37 gezwungen ist, der Längsbewegung der Steuerwelle zu folgen. 36' ist ein aufrecht stehender Arm, der bei 38 zur Mitnahme und Bewegung des Auslaßnockens gegabelt ist und in eine Vertiefung 39 eingreift.The exhaust cam 5 is by a sleeve 36 (Fig. 2) along the shaft 2 displaced, which is freely arranged on the control shaft 18 and through the neck rings 37 is forced to follow the longitudinal movement of the control shaft. 36 'is an upright standing arm forked at 38 to entrain and move the exhaust cam and engages in a recess 39.

Die Einlaßrollen 15' und 16' bestehen aus einem zylindrischen Teil, der von kugelförmig gekrümmten Seitenteilen begrenzt ist. Der mittlere Teil der Rollen hat eine Linienberührung längs einer der Nockenwellenachse parallelen Linie, wenn er mit irgendeinem Teil des Nockens 4. in Berührung ist, ausgenommen mit der abfallenden Schraubenlinie. Beim Laufen über die abfallende Schraubenlinie des Nockens kann zwischen der Rolle und dem Nocken eine Berührung auf dem kugeligen Teil der Rolle stattfinden.The inlet rollers 15 'and 16' consist of a cylindrical part, which is bounded by spherically curved side parts. The middle part of the Rolling has a line contact along a line parallel to the camshaft axis, when in contact with any part of the cam 4. except that sloping helix. When walking over the sloping helical line of the cam there can be a contact on the spherical part of the between the roller and the cam Role take place.

Der Einlaßnocken hat, wie oben ausgeführt, zwei Nockenflächenteile gleicher Form, von denen j e eine auf jeder Seite des Ruhenockens angeordnet ist. Dieser Ruhenocken besitzt einen Umfang von solcher Form, daß, wenn die Rollen mit ihm in Berührung sind, die Ventile offen gehalten werden oder teil-«-eise offen oder geschlossen, wie das vorher als am günstigsten für Leerlauf während einer vollständigen Umdrehung der Kurbelwelle festgestellt ist. Dieser Ruhenocken kann sich auch an den äußeren Enden der Einlaßnocken befinden, so daß die Enden für größten und kleinsten Füllungsgrad der Daumenräder verändert werden können.As stated above, the inlet cam has two cam surface parts same shape, of which one is arranged on each side of the resting cam. This resting cam has a circumference of such a shape that when the rollers with are in contact with it, the valves are kept open or partly open or closed, like that previously considered most favorable for idling during a full Rotation of the crankshaft is determined. This resting cam can also be attached to the outer ends of the intake cams are located so that the ends for largest and smallest The degree of filling of the thumbwheels can be changed.

Bei dem gezeichneten Beispiel sind die Nocken so angeordnet, @v ie gewöhnlich bei Lokomotiven, nämlich daß die Mittelstellung zwischen den Vorwärts- und Rückwärtsdaumenrädern angeordnet ist und das Ende für kleinste Füllung jedes Nockens an die Ruhestellung grenzt.In the example shown, the cams are arranged so @v ie usually with locomotives, namely that the middle position between the forward and reverse thumbwheels is arranged and the end for smallest filling each Cam adjoins the rest position.

Beim Anfahren wird der Einlaßzwischenhebel so weit axial bewegt, bis die Rolle gegenüber dem Teil des Nockens für größte Füllung liegt. Die Auslaßphase wird zu gleicher Zeit selbständig eingestellt, wie später beschrieben. Der Einlaßhub und somit die Voreilung ist zweckmäßig für alle Füllungen konstant, und die steigenden und fallenden Nockenprofile sind übereinstimmend. Jedoch kann diese Anordnung auch abgeändert werden, ohne von der erfindungsgemäßen Form des Getriebes abzuweichen.When starting up, the intermediate inlet lever is moved axially until the roller is opposite the part of the cam for largest filling. The outlet phase is set automatically at the same time, as described later. The intake stroke and thus the advance is expediently constant for all fillings, and the increasing ones and falling cam profiles are congruent. However, this arrangement can also can be modified without deviating from the form of the transmission according to the invention.

Beispielsweise kann der ansteigende Teil verändert werden, um eine wachsende oder fallende Voreilung zu ergeben, während der abfallende Teil verändert werden kann, um eine stärkere Ventilöffnung bei kleinen Füllungsgraden zu ergeben. Bei der bevorzugten Anordnung wird eine konstante Voreilung für ,alle Füllungen erreicht und eine volle Ventilöffnung bis zu Füllungen von zo°/o abwärts erhalten werden; das ergibt gute theoretische und praktische Steuerungsverhältnisse.For example, the rising part can be changed by one to give increasing or decreasing lead while the falling part changes can be used to give a larger valve opening with small degrees of filling. In the preferred arrangement, there is a constant lead for all fillings achieved and obtained a full valve opening to fills of zo ° / o down will; this results in good theoretical and practical control relationships.

Selbstverständlich ist ein dem beschriebenen Nocken ähnlicher für Rückwärtsgang dem Nocken für Vorwärtsgang gegenüber um i8o° versetzt auf der Welle angeordnet.Of course, a cam is similar to the one described for Reverse gear offset from the cam for forward gear by 180 ° on the shaft arranged.

Ähnlich besteht die Auslaßventilsteuerung aus einem Ruhenocken von einem gleichen oder ähnlichen Profil wie der Einlaßnocken und einem Vorwärts- und einem Rückwärtsnocken. Normalerweise brauchen die Arbeitszeiten der Auslaßventile nicht verändert zu werden. Wird es trotzdem gewünscht, so können sie wie- die Einlaßnocken ausgebildet werden und erhalten dann auch verstellbare Zwischenhebel.Similarly, the exhaust valve control consists of a rest cam of a same or similar profile as the intake cam and a forward and a reverse cam. Usually take the working hours of the exhaust valves not to be changed. If you still want it, you can use the inlet cams again are formed and then also receive adjustable intermediate levers.

Zur Längsbewegung der Steuerwelle wird durch ein Hebelgestänge eine Muffe 52 auf einer Welle 45 (Fig. 7) bewegt. Die Muffe 52 trägt an ihrem anderen Ende einen Hebel 53, der durch ein Zwischenglied 54 mit einem zweiten Hebel 55 auf der kurzen Welle 56 verbunden ist, auf welcher das Handrad48 und ein Handhebel 57 gelagert sind. Der Hebel 55 ist mit dem Handhebel 57 fest verbunden, so daß dessen Bewegung eine gleitende Bewegung der Steuerwelle 18 bewirkt. Der Handhebel 57 ist so befestigt, daß er eine drehende und eine Schwenkbewegung auf der kurzen Welle 56 macht, wobei seine Drehbewegung durch Anschläge 58 begrenzt wird. Der Handhebel 57 hat drei Stellungen: Rückwärts, Mitte und Vorwärts (Fig. ii und 12). Der Mittelstellung entsprechend ist eine Nut 59 an dem Umfange des Handrades 48 vorgesehen, in die ein Stift 6o an dem Handhebel eingreifen kann. An jeder Seite der Nut 59 sind ähnliche Einschnitte 61 und 62 für Vorwärts- und Rückwärtsstellung angebracht. Die Nuten 61 und 62 sind mit je einer Hälfte einer Ringnut 63 verbunden. Alle diese Nuten haben zurücktretende Schlitze.A lever linkage is used to move the control shaft longitudinally Sleeve 52 on a shaft 45 (Fig. 7) moves. The sleeve 52 carries on its other End of a lever 53, which by an intermediate member 54 with a second lever 55 on the short shaft 56 is connected, on which the handwheel 48 and a hand lever 57 are stored. The lever 55 is firmly connected to the hand lever 57, so that the Movement causes a sliding movement of the control shaft 18. Of the Hand lever 57 is attached so that it can rotate and pivot of the short shaft 56, its rotary movement being limited by stops 58 will. The hand lever 57 has three positions: backward, middle and forward (Fig. ii and 12). Corresponding to the middle position, there is a groove 59 on the circumference of the handwheel 48 is provided, in which a pin 6o on the hand lever can engage. On each side of the groove 59 are similar cuts 61 and 62 for forward and reverse positions appropriate. The grooves 61 and 62 are each connected to one half of an annular groove 63. All of these grooves have receding slots.

Der Handhebe157 trägt zur festen Einstellung der Nockengetriebe auf jede gewünschte Füllung zwischen größter und kleinster Füllung einen Stift 64, der gewöhnlich .durch eine Feder 65 zum federnden Eingriff mit den Zähnen 66 am Rand des Handrades 48 gebracht wird. Ein Sperrklinkengriff 67 ist für die Ausrastung des Stiftes 64 vorgesehen.The Handhebe157 is responsible for the fixed setting of the cam gears each desired filling between the largest and smallest filling a pin 64, the usually .by a spring 65 for resilient engagement with the teeth 66 on the edge of the handwheel 48 is brought. A pawl handle 67 is for disengagement of the pin 64 is provided.

Wie man sieht, kann der Handhebel 57 nicht während der Drehung des Handrades 48 gelöst werden und überträgt dadurch eine Längsbewegung auf die Steuerwelle 18 infolge des Eingriffes des Stiftes 6o in die Vertiefung 63. Der Stift 6o kann die Vertiefung 63 nicht verlassen, bis er den Eintrittskerben 61 und- 62 gegenübersteht, d. h. in den Stellungen für geringste Füllung, wo der Handhebe157 zurückgezogen und außer Eingriff mit dem Handrad 48 gebracht werden kann. Bei dieser Periode wird ein Stift 68 durch einen Finger 69 in das Loch 7o in der kurzen Welle 56 gegen die Wirkung einer Feder 71 gedrückt. Der Stift 68 tritt durch das Loch 70' in eine Muffe auf der kurzen Welle, auf welcher das Handrad befestigt ist.As can be seen, the hand lever 57 cannot be released during the rotation of the handwheel 48 and thereby transmits a longitudinal movement to the control shaft 18 as a result of the engagement of the pin 6o in the recess 63. The pin 6o cannot leave the recess 63 until it reaches the Entrance notches 61 and 62 facing, ie in the positions for the lowest filling, where the hand lever 157 can be withdrawn and brought out of engagement with the hand wheel 48. At this period, a pin 68 is pressed by a finger 69 into the hole 7o in the short shaft 56 against the action of a spring 71. The pin 68 passes through the hole 70 'into a sleeve on the short shaft on which the handwheel is mounted.

Der Finger 69 dient zur Begrenzung der Drehbewegung des Handhebels durch Anschlag an die Anschläge 58. Zur Verstellung wird der Handhebel 57 in Richtung des Pfeiles in Fig.7 zurückgezogen, dabei verläßt der Stift 6o die Kerbe 59. Er wird dann seitwärts in Rückwärts- oder Vorwärtsstellung bewegt, d. h. bis der Stift 6o der Eintrittskerbe 61 oder 62 gegenübersteht. Diese Drehbewegung des Handhebels von Mitte 59 in die Vorwärts- oder Rückwärtsstellung 61 oder 62 bewirkt, daß die Muffe 52 durch den Hebelmechanismus 53, 54, 55 gedreht wird und dadurch der Steuerwelle 18 sowie den Hebeln 15 und 16 und den Rollen 15' und 16' und dem Auslaßnocken 5 eine Längs- oder Gleitbewegung erteilt wird.The finger 69 is used to limit the rotary movement of the hand lever by stopping against the stops 58. For adjustment, the hand lever 57 is in the direction of the arrow in Fig.7 withdrawn, the pin 6o leaves the notch 59. He is then moved sideways in a backward or forward position, i.e. H. up the pen 6o the entry notch 61 or 62 faces. This turning movement of the hand lever from center 59 to the forward or reverse position 61 or 62 causes the Sleeve 52 is rotated by the lever mechanism 53, 54, 55 and thereby the control shaft 18 as well as the levers 15 and 16 and the rollers 15 'and 16' and the exhaust cam 5 a longitudinal or sliding movement is given.

Die Abstände und Bewegungsgrößen sind so gewählt, daß, wenn der Hebel des Handrades von Mitte nach Vorwärts oder von Mitte auf Rückwärts gelegt wird, die Einlaßrollen die Stellung für geringste Füllung vorwärts und rückwärts einnehmen, während der Auslaßnocken gleichzeitig an der Rolle entlang geschoben wird, bis die Vorwärts-oder Rückwärtsstellung erreicht ist. Eine weitere Bewegung des Hebels 57 über die Stellungen Vorwärts und Rückwärts hinaus ist infolge der Anschläge 58 nicht möglich; eine weitere Bewegung der Hebel 15 und 16 findet durch die Drehung der Steuerwelle 18 statt. Das wird durch die Drehung des Handrades 48 bewirkt. Wie gesagt, ist die Auslaßphase für alle Füllungsgrade konstant, so daß durch Ausbildung der Muffe 36 mit einer glatten Lagerfläche eine Drehung der Steuerwelle diese Hülse nicht beeinflußt, während die Füllung verändert wird. Während die Steuerweile im ganzen verschoben wird, ist es wesentlich, daß keine relative Bewegung zwischen dem Getrieberad 46 und den Zähnen 47 des Handrades stattfinden kann. Das ist durch den Stift 68 verhindert, der unmittelbar in Wirkung tritt, wenn der Handhebel rückwärts gezogen wird, um außer Eingriff mit dem Handrad zu kommen.The distances and sizes of movement are chosen so that when the lever the handwheel is moved from center to forward or from center to backward, the inlet rollers take the position for minimum filling forwards and backwards, while the exhaust cam is pushed along the roller at the same time until the Forward or reverse position is reached. Another movement of lever 57 beyond the positions forwards and backwards is not due to the stops 58 possible; a further movement of the levers 15 and 16 takes place by the rotation of the Control shaft 18 instead. This is done by turning the handwheel 48. As said, the outlet phase is constant for all degrees of filling, so that by training the Sleeve 36 with a smooth bearing surface a rotation of the control shaft this sleeve not affected while the filling is being changed. While the tax time in is moved all over, it is essential that there is no relative movement between the gear wheel 46 and the teeth 47 of the handwheel can take place. That's through prevents the pin 68, which comes into effect immediately when the hand lever is reversed is pulled to disengage the handwheel.

Die oben beschriebene Anordnung der Teile bildet eine betriebssichere Vorrichtung für ,den Führer und ist daher eine Verbesserung gegenüber den bekannten Arten von Ventilsteuerungen, die nicht zuverlässig sind.The arrangement of the parts described above forms an operationally safe one Device for, the guide and is therefore an improvement over the known Types of valve controls that are not reliable.

Zum weiteren Ausgleich der Steuerung können auch die Stellungen der Zwischenhebelwellen oder der Zwischenhebel selbst einstellbar gemacht werden, so daß der Berührungspunkt der Rollen rund um :die Nokkenwelle verändert werden kann.To further compensate for the control, the positions of the Intermediate lever shafts or the intermediate lever itself can be made adjustable so that the point of contact of the rollers around: the camshaft can be changed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Reversible cam valve control, on the opposite one Valves through a camshaft with adjacent forward and reverse cams be moved by means of an intermediate lever, characterized in that by longitudinal displacement a control shaft (18) the inlet (15, 16) and outlet intermediate levers (28, 29) relative to their control cams (4, 5) for the purpose of reversing and rotating the control shaft (18) can be adjusted for the purpose of filling or compression control.

2. Valve control according to claim i, characterized in that the control shaft (18) is one with a thread provided and has a smooth part, and that on the smooth part an arm (36) is arranged, which the longitudinal movement .der control shaft on the on the camshaft longitudinally displaceable exhaust cam wheel (5 ') transmits, while on the threaded part of the control shaft (i8) arranged arms (i7 ') through Longitudinal movement or rotation of the control shaft caused control movements sliding intermediate levers (15, 16) between the fixed intake thumbwheel (q.) and intake valves are transmitted.

3. Valve control according to claim i or a, characterized characterized that the hand lever (57) for longitudinal displacement and the hand wheel (q.8) are arranged for rotation of the control shaft on a common axis, and that the hand lever carries a pin (6o) that engages in corresponding grooves (59, 61, 62, 63) couples the lever with the handwheel while rotating it. q .. Valve control according to claim i to 3, characterized in that at one Moving the hand lever (57) for the purpose of reversing a pin (68) into a Hole (7o) enters the shaft of the handwheel and thereby a rotation of the handwheel prevented during the movement of the lever.