DE588355C - Steuergetriebe fuer umsteuerbare Kraftmaschinen - Google Patents

Steuergetriebe fuer umsteuerbare Kraftmaschinen

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DE588355C
DE588355C DEC45558D DEC0045558D DE588355C DE 588355 C DE588355 C DE 588355C DE C45558 D DEC45558 D DE C45558D DE C0045558 D DEC0045558 D DE C0045558D DE 588355 C DE588355 C DE 588355C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L31/00Valve drive, valve adjustment during operation, or other valve control, not provided for in groups F01L15/00 - F01L29/00
    • F01L31/08Valve drive or valve adjustment, apart from tripping aspects; Positively-driven gear
    • F01L31/16Valve drive or valve adjustment, apart from tripping aspects; Positively-driven gear the drive being effected by specific means other than eccentric, e.g. cams; Valve adjustment in connection with such drives

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Description

  • Steuergetriebe für umsteuerbare Kraftmaschinen Ein Steuergetriebe für umkehrbare Maschinen muß ermöglichen, den Bewegungssinn dieser Maschine umzuändern, gleichzeitig muß es gestatten, die Einlaßzeit nach Belieben zu ändern, wie auch der Bewegungssinn sein mag. Im allgemeinen sind diese beiden Vorgänge innig miteinander verbunden, beispielsweise mittels Kulissen; man verlängert die Steuerbewegung für die Einlaßänderung über dem Totpunkt hinaus (Einlaß gleich Null) und erhält so die Bewegungsumkehrung.
  • Für andere Maschinen hat man zwei Nokken vorgeschlagen, um das öffnen und das Schließen des Einlaßventils zu steuern. Diese Nocken sind frei drehbar auf ihren bestimmten Achsen angeordnet. Um den Bewegungssinn umzukehren, kann man die beiden das Einlaßventil steuernden Nocken entsprechend verschieben, so daß die Nocken ihre Rolle ändern. Der Nocken, der vorher die Einlaßöffnung steuerte, steuert jetzt den Abschluß; hierdurch treten beträchtliche Schwierigkeiten nicht nur beim Vorgang, sondern vor allen Dingen beim Einstellen der Steuerteile auf. In diesen Maschinen hat man übrigens keine besondere Auslaßeinrichtung, so daß man bei der Benutzung einer derartigen Regelung an einer Maschine, die mit einem besonderen, den Auslaß regelnden Teil versehen ist (das ist bei den üblichen Maschinen der Fall), neue Mittel vorsehen muß, um den Auslaß in beiden Bewegungsrichtungen der Maschine zu steuern.
  • Die Erfindung hat ein Steuergetriebe zur genauen Steuerung zum Ziele, das für alle bestehenden Maschinengattungen angewendet werden kann, sei es mit einfacher oder doppelter Wirkung. Voraussetzung ist, daß die Maschine einen Regelteil für den Einlaß und einen anderen für den Auslaß hat. Dieses Getriebe gestattet die vorerwähnten Mißstände zu vermeiden und gestattet gleichzeitig die Änderung der Einlaßzeit und die Bewegungsumkehr auf eine einfache und voneinander unabhängige Weise, so daß man zwei Steuerteile zur Verfügung hat (Hebel mit endlosen Schrauben und Muttern oder andere Vorrichtungen) ; der eine wird immer am Laufende im einen oder anderen Drehsinne tätig sein und wird zur Drehsinnänderung der Maschine dienen, das ist die Drehsinnänderungseinrichtung; der andere dient zur Änderung der Einlaßzeit vom größten Wert bis auf Null im einen oder auch im anderen Drehsinne der Maschine, er kann alle notwendigen Zwischenstellungen einnehmen, das ist die Expansionssteuereinrichtung.
  • Die Steuereinrichtung verwendet drei Nokken, die auf ein und derselben Achse angeordnet sind und die entsprechend das Öffnen und Schließen des Auslasses (Auslaßnocken), das Öffnen des Einlasses (Einlaßnocken) und das Schließen des Einlasses (Expansionsnocken) steuern.
  • Die Erfindung besteht darin, daß die Änderung der Einlaßzeit lediglich durch Verstellen des Expansionsnockens unabhängig vom Drehsinne der Maschine erfolgt, während die Drehsinnänderung durch gleichzeitiges Verstellen der beiden anderen Nocken bewirkt wird (Auslaßnocken und Einlaßöffnungsnocken).
  • Der Einlaßnocken und der Auslaßnocken, die gleichzeitig durch die Bewegungsänderungseinrichtung eingestellt werden, rufen die Drehsinnumkehrung der Maschine hervor. Der Expansionsnocken, der durch die Expansionssteuerungseinrichtung eingestellt wird, ruft die Änderung der Einlaßzeit in beiden Bewegungssinnen hervor.
  • Man erlangt demnach ein wichtiges Ergebnis, die Einlaßzeit wird immer durch denselben Nocken, wie auch der Bewegungssinn sein mag, gesteuert. Die beiden anderen Nocken, die die Öffnung des Einlasses und die andere Öffnung und das Schließen des Auslasses bewirken, sind untereinander verbunden und behalten gleichzeitig ihre Wirkung, wie auch der Drehsinn der Maschine sein mag.
  • In den Zeichnungen stellen beispielsweise dar: Abb. i schematisch das Arbeitsschaubild einer mit einem elastischen Betriebsmittel arbeitenden Maschine in den beiden Laufrichtungen, Abb. 2 schematisch und im Aufriß den zur Steuerung des Auslaßventils dienenden Daumen in dessen beiden äußersten Lagen auf der Daumenwelle entsprechend den beiden Laufrichtungen, Abb. 3 bis 5 der Abb.2 ähnliche Aufrisse der Daumen zum Steuern des öffnens und Schließens der Einlaßventile in verschiedenen Lagen, Abb. 6 die Art und Weise des Antriebes des Einlaßventils durch diese beiden Daumen, die schematisch im Kreuzriß dargestellt sind, Abb. 7 einen Steuerkasten nach der Erfindung im lotrechten Schnitt nach 8-8 der Abb.7. Abb.8 einen Querschnitt nach 8-8 der Abb. 7, Abb. g den Steuerkasten im Grundriß bei abgehobenem Deckel, Abb. i o und i i eine andere Ausführungsform des Steuerkastens in lotrechten Schnitten nach io-io bzw. ii-ii der Abb. 13, Abb. 12 diesen Steuerkasten im Längsschnitt nach 12-i2 der Abb. 13, Abb. 13 die Innenorgane des Steuerkastens bei abgenommenen Rollen und Steuerhebeln für die Ventile, Abb. 14 die die Verstellung der EinlaB-und Expansionsdaumen bewirkenden Nuten schematisch aufgerollt und im Verhältnis zum Maßstab des Wärters und Abb. 15, ähnlich der Abb. 1,4, Nuten zur Erzielung einer anderen Regelung.
  • Sind im Schaubild nach Abb. i a', a, d, e', e, c die Größen der Winkel A1 0A, A 0 Dl, Dl 0 El, El 0 E, E 0 Cl, Cl 0 Al, die von dem antreibenden Kurbelwellenzapfen während jeder der sechs Steuerphasen: Früheinlaß, Eimaß, Entspannung, Frühauslaß, Auslaß und Verdichtung zurückgelegt werden, wenn sich der Kurbelzapfen im Sinne des Pfeils f1 (Vorwärtslauf) dreht, so ergibt sich bei Rückwärtslauf (im Sinne des Pfeils f2) genau die gleiche Steuerung, und die Punkte A2 und Al, C2 und Cl, D2 und Dl, E2 und El sind mit Bezug auf den Durchmesser AE symmetrisch gelegen. Die Punkte A2, C2, D2 und E2 deuten den Beginn des Früheinlasses, der Entspannung, des Frühauslasses und der Verdichtung für den Rückwärtslauf an.
  • Bei einer Ventilsteuerung können die Winkel e', e, c und a gleichbleibend sein. Im allgemeinen ändern sich nur die Winkel a und d. Es wird mit ca der größte Wert, den die Einlaßdauer haben kann, und mit d der kleinste Wert, den die Entspannungsdauer erreichen kann, bezeichnet.
  • Die Abb. i zeigt, daß beim Vorwärtslauf (Pfeil f1) das Auslaßventil während der Zurücklegung des Winkels El .0 Cl - e' + e durch den antreibenden Kurbelzapfen offen sein muß und daß beim Rückwärtslauf (Pfeil f2) dieses Auslaßventil während der Zurücklegung des Winkels E2 0 C2 - e -f- e' durch den Kurbelarm offen sein muß. Der Winkel E20C2 ist demnach dem Winkel El 0 Cl gleich, aber um einen Winkel Cl 0E2 J e- e' versetzt. Nimmt man an, daß die von dem Daumen gesteuerten Ventile mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Antriebswelle umlaufen, so ersieht man, daß der gleiche Daumen mit einer Winkelweite e -f- e' bei den beiden Laufrichtungen dienen kann; es genügt, um von der einen Laufrichtung zur anderen zu übergehen, den Daumen um den Winkele - e' zu versetzen, wie dies in Abb. 2 angedeutet ist, woselbst der Daumen in vollen Linien für den Vorwärtslauf und strichpunktiert für den Rückwärtslauf gezeichnet ist.
  • Das Einlaßventil muß notwendigerweise infolge der Änderung der Einlaßzeit durch zwei Daumen eingestellt werden: durch den einen Daumen 2 (Abb. 3), welcher stets die Öffnungsbewegung des Einlaßventils bei jeder Laufrichtung bestimmt und als Expansionsdaumen bezeichnet wird.
  • Mit den Daumen 2 und 3 wirken (Abb. 6) zwei Rollen 4, 5 zusammen, die, wie später ausgeführt, mit dem Einlaßventil verbunden sind. Das Einlaßventil ist offen, wenn die beiden Rollen 4, 5 sich auf den beiden Erhebungen befinden, und ist geschlossen, wenn nur eine Rolle oder wenn beide Rollen die bezüglichen Erhebungen verlassen haben. Die beiden Rollen sind gleich festgelegt, d. h. ihre Mittelpunkte verbleiben stets in der gleichen durch dieDaumenwellenachse gelegten Ebene.
  • Abb. r zeigt, daß beim Vorwärtslauf (Pfeil f1) das E.inlaßventil sich öffnen soll, wenn der antreibende Kurbelarm nach OAl gelangt. In diesem Zeitpunkt muß also die Rolle 4 des Einlaßdaumens 2 zur ansteigenden Bahn dieses Daumens (Abb. 3) angelangt sein, und die Rolle 5 des Expansionsdaumens 3 muß auf diesem Daumen bereits emporgewandert sein; dies erfordert, daß die aufsteigende Bahn des Expansionsdaumens in einem Punkt y1 um irgendeinen Winkel K'Al vorläuft. Das Ventil muß sich schließen, sobald der antreibende Kurbelarm nach 0D1 gelangt. Es muß daher in diesem Zeitpunkt die Rolle 5 des Expansionsdaumens 3 an das Ende der absteigenden Bahn dieses Daumens gelangt sein, während die Rolle 4 des Einlaßdaumens 2 sich noch während einer bestimmten Zeit auf ihrem Daumen, z. B. bis zur Stelle x" befindet, der außerhalb Dl in irgendeinem Winkelabstand K gelegen ist. Wie man sieht, muß zur Erzielung des vollen Einlasses für den Vorwärtslauf der Einlaßdaumen eine Winkelweite ca - d + K haben und derart festgestellt sein, daß seine aufsteigende Bahn bei Al beginnt, während der Expansionsdaumen 3 eine Winkelweite a - a' + K' aufweisen und derart festgestellt werden muß, daß der Auslauf der absteigenden Bahn sich bei Dl befindet. Der Kolbenhub während der Einlaßdauer ist durch Ad, gegeben.
  • Versetzt man den Expansionsdaumen derart, daß die absteigende Bahn in den Punkt Dl' (Abb. 4) statt in den Punkt Dl gelangt ohne Änderung der Lage des Daumens 2, so ändert der Punkt A1 seine Lage nicht, und man ersieht bei gleicher Betrachtung, wie zuvor, daß der Früheinlaß stets bei A1 beginnt und daß die Beendigung des Einlasses bei Dl' erfolgt. Der Kolbenhub während der Einlaßzeit wird in diesem Falle durch Ad,' dargestellt. Man ersieht demnach, daß es zur Änderung der Einlaßdauer und daher auch der Entspannungsdauer genügt, den Expansionsdaumen 3 zu versetzen, ohne am Einlaßdaumen 2 zu rühren.
  • Läßt man den Expansionsdaumen in der Lage nach Abb. 4 und versetzt man den Einlaßdaumen 2 um einen Winkel a + K - a', so gelangt der Punkt x, an die StelleA2 (Abb.5). Diese Versetzung des Einlaßdaumens allein bewirkt eine Umkehrung der Laufrichtung. Läuft nämlich der Kurbelarm im Sinne des Pfeils f2 (Abb. r) nunmehr um, so begegnet die Rolle 4 des Einlaßdaumens 2 derAufstiegbahn dieses Daumens, -wenn der Kurbelarm durch 0A2 streicht, während die Rolle 5 des Expansionsdaumens 3 sich bereits auf dem Daumen befindet, seit der Kurbelarm durch oy2 gelangt ist; der Ventilschluß erfolgt, sobald der Kurbelarm durch ODD' streicht. Der Kolbenhub während des Einlasses ist hierbei durch Ade gegeben. Läßt man den Einlaßdaumen 2 in der Lage A2 x2, so kann man die Lage des Expansionsdaumens ändern, derart, daß der absteigenden Bahn D2' alle Lagen von D2 an (größter Einlaß) bis A (Einl.aß Null) gegeben werden und daß daher man für den Rückwärtslauf alle Einlaßdauern von Ade bis Null erhalten kann.
  • Zu bemerken ist, daß die Winkel K und K' gleich Null sein können.
  • Die Umkehrung der Laufrichtung wird durch gleichzeitiges Versetzen der beiden Einlaß- und Auspuffdaumen, und zwar des ersteren um einen Winkel a + K - ä und des zweiten um einen Winkele - e' erzielt. Die Änderung der Einlaßdauer und daher auch der Entspannungszeit wird bei jeder Laufrichtung durch das Versetzen des Expansionsdaumens erhalten. Der Wärter erhält also zu seiner Verfügung, wie vorher ausgeführt, zwei Steuerorgane (Hebel, Handrad mit endloser Schraube und Mutter oder sonstige Vorrichtungen), deren eines sich stets am Hubende in einer oder in anderer Richtung befindet und zugleich den Einlaßdaurnen um den Winkel a + K - ä und den Auspuffdaumen um den Winkel e - e' versetzt und die Laufwechselvorrichtung bildet, während das andere bloß zum Versetzen des Expansionsdaumens dient, alle erforderlichen Lagen zur beliebigen Änderung des Einlasses in einer oder anderen Richtung des Laufs von o° bis zum Winkel a einnehmen kann und die Expansionssteuervorrichtung bildet. Diese letztere Vorrichtung wird mit zwei verschiedenen Einteilungen, einer für den Vorwärtslauf und der anderen für den Rückwärtslauf, versehen.
  • Will man ein Steuerorgan (aus Gewohnheitsgründen, aus mechanischen oder sonstigen Anlässen) zur Verfügung des Wärters vorkehren, so kann man die beiden Arbeitsphasen zusammensetzen. Ein Beispiel einer solchen .Zusammensetzung wird weiter unten bei der Beschreibung eines Steuergetriebes nach der Erfindung angeführt werden.
  • In Abb. 7 bis g ist eine - erste - Ausführungsform eines Steuergetriebes nach der Erfindung dargestellt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist in einem Kasten 6 eine mittels Laufkränze 7 abgestützte Welle 8 parallel zur Antriebswelle angeordnet und läuft mit der Geschwindigkeit dieser Welle um. Die Welle 8 ist auf ihrer ganzen Länge mit mehrgängigem Gewinde mit großer Ganghöhe (Abb.7) zwecks Verminderung der Drucke auf die auf der Welle in deren Längsrichtung verstellbaren und mit der Welle umlaufenden Muttern 9, 1 o, i i versehen.
  • Die Mutter 9 erhält am Umfang eine Kreisnut 12, in die eine aus zwei beispielsweise durch Bolzen verbundenen Teilen bestehende Schelle 13 eingreift. Die Breite der Nut ist jener der in ihr geführten Schelle gleich, so daß zwischen dieser und der Mutter 9 kein seitliches Spiel vorhanden ist.
  • Die Schelle 13 trägt Zapfen 14 (Abb. 8, g), auf welchen zwei Lenker 15 gelenkig sitzen, die mit Bezug auf die -durch die Achse der Welle 9 gelegte lotrechte Ebene symmetrisch angeordnet sind und auf einer Welle 16 festsitzen, welche senkrecht zur Welle 8 schwenkbar in den Wänden des Kastens 6 lagert.
  • In gleicher Weise erhalten auch die beiden anderen Muttern ro, i1 Schellen 17, 18, die durch Lenker 1g, 20 mit zur Welle 16 parallelen Wellen 21, 22 verbunden sind.
  • Auf der Längswelle 8 sitzen lose drei Dauinen 1, 2, 3, deren einer (i) das Offnen und Schließen des Auslaßventils, deren zweiter (2) das Offnen des Einlaßventils und deren dritter (3) das Schließen des Einlaßventils steuert.
  • In jedem dieser Daumen sind Finger 23 befestigt, z. B. eingeschraubt, die in in den Muttern 9, io, i i vorgesehene Bohrungen greifen. Der Auslaßdaumen i ist so zwangsläufig drehbar mit der Mutter 9, der Einlaßdaumen 2 zwangsläufig drehbar mit der Mutter io und der Expansionsdaumen 3 zwangsläufig drehbar mit der Mutter i i verbunden.
  • Am Daumen I stützt sich unter Wirkung einer Feder 26 eine Rolle 24 (Abb. 8, 9) ab, die auf einer Stange 25 sitzt, welche am Kasten 6 gleitet und das Auslaßventil steuert. Desgleichen stützen sich an den Daumen 2, 3 unter Wirkung von Rückholfedern Rollen 27, 28 ab, die von Stangen 29, 30 getragen werden; die letzteren sind durch einen Schwenkhebel 31 verbunden, dessen Mittelstelle 32 (bei der Ausführung nach Abb. g) durch einen Kipphebel oder Kippstempel oder durch einen Verstärkungshebel oder durch irgendein sonstiges Organ das Einlaßventil steuert.
  • Die beiden Stangen 29, 30 und die beiden Rollen 27, 28 sind derart angeordnet, daß die Achsen dieser Rollen sich stets in der gleichen durch die Achse der Daumenwelle gelegten Ebene befinden. Bei dieser Anordnung (Abb. 6, 9) ist die Verstellung der Mittelstelle 32 des das Ventil steuernden Schwenkhebels 31 stets der halben Summe der Verstellungen der Achsen der Rollen gleich, und der Angriffspunkt der Bahnen der Daumen 2, 3 erleidet keine Änderung, die einen Einfluß auf die theoretisch vorbestimmte Steuerung ausüben würde.
  • Um zugleich den Auslaßdaumen i um einen Winkele - e' und den Einlaßdaumen 2 um einen Winkel ca + K - ä (oder a - d, wenn K gleich Null ist) zu drehen, genügt es, die Längen der Lenker 15, i9 proportional zu e - e' und a + K - ca' (bzw. a - ä) zu bestimmen und sie durch einen Lenker 33 zu verbinden, der zur Ebene der Achsen 16, 21 parallel ist (in Abb. 7 ist er gestrichelt gezeichnet). Zweckmäßig werden, um Klemmungen oder Absteifungen infolge der allzu großen Schrägstellungen dieses Lenkers zu vermeiden, auf den Achsen 16, 21 zwei gleich lange Lenker 34, 36 befestigt, die durch einen Lenker 36 verbunden werden und senkrecht zur Ebene der Achsen 16,:21 liegen, wenn die Muttern sich in ihrer mittleren Lage befinden, d. h. wenn die Lenker 15, i g lotrecht sind.
  • Zur Umkehrung der Laufrichtung genügt es, die eine der beiden Achsen 16 oder 2i im gewollten Winkel zu drehen, damit auch die andere so angeschlossene Achse sich im gleichen Winkel dreht. Zugleich verstellen sich die Muttern 9, io in der Längsrichtung unter Wirkung der Lenker 15, 19, wobei sie sich auf der Welle 8 drehen. Diese Muttern teilen die Drehbewegung den Daumen 1, 2 mit um Winkel, die den Längsverstellungen der Muttern proportional sind, welche Längsverstellungen den Längen der Lenker 15, i g und daher den Winkeln e - e' und a + K - ä (bzw. a - ä) proportional sind. Die Steuerung des Expansionsdaumens 3 zwecks Änderung der Einlaßzeit erfolgt durch Drehung der Achse 22 im erforderlichen Winkel, wodurch eine Bestimmte Versetzung des Daumens 3 bewirkt wird.
  • Zu bemerken ist, daß die Enden der Lenker 15, ig, 2o Kreisbögen und nicht Gerade beschreiben, die zur Achse der Welle 9 parallel sind. Es muß daher zwischen dem Boden der Nuten 12 der die Schellen aufnehmenden Muttern 9, 1o, ii und den Innenflächen dieser Schellen oder Kränze ein genügendes Spiel vorgesehen sein.
  • Zur Steuerung des Auslaß- und Einlaßventils des anderen Zylinderendes genügt es, den Schwenkhebel 31, Rollen 24, 27, 28 und das die Bewegung auf die Ventile übertragende Triebwerk symmetrisch mit Bezug auf die lotrechte, durch die Welle 8 gelegte Ebene zu verdoppeln.
  • Wie man ersieht, sind bei einer bestimmten Ganghöhe der Schraube 8 die Verstellungen der Muttern 9, io, 11 den Versetzungswinkeln der Daumen 1, 2, 3 proportional, so daß daher die Rauminanspruchnahme des Kastens 6 von der Summe dieser Versetzungswinkel abhängt, welche durch die zu sichernde Steuerung bestimmt sind. Man kann die Versetzungswinkel verkleinern, wenn man im Verhältnis die Drehgeschwindigkeit derDaumenwelle mit Bezug auf die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle herabsetzt. Ist nämlich die Geschwindigkeit der Daumenwelle der Geschwindigkeit der Antriebswelle, so genügt es, am Umfang gleichmäßig n-Daumen von einer Winkelweite zu verteilen, die der theoretischen Weite ist, wobei die die Ventile der entgegengesetzten Enden betätigenden Rollen um gegeneinander versetzt befestigt werden. Da die Winkelweiten der Daumen so im Verhältnis verkleinert sind, so sind auch die Versetzungswinkel ebenso wie die Verstellungslängen der Muttern in gleichem Maße verkleinert.
  • In Abb. io, 11, 12 und 13 ist eine Ausführungsform eines Steuergetriebes nach der Erfindung in Verbindung mit einer Einrichtung, die gestattet, daß der Wärter nur eine Steuervorrichtung zur Bedienung und nur eine Vorrichtung zur Herabsetzung der Umlaufszahl der Welle A auf die auf die halbe der Antriebswelle zur Verfügung hat.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind im Kasten 6 drei parallel zur Antriebswelle angeordnete und durch Laufkränze abgestützte Wellen 8, 37, 50 vorgesehen, deren eine (37) von der Antriebswelle angetrieben wird, derart, daß sie sich mit der halben Geschwindigkeit der Antriebswelle dreht, zu welchem Behufe sie ein Zahnrad 38 erhält, das mit einem auf der Welle 8 festsitzenden Zahnrad 39 doppelten Durchmesser kämmt, so also, daß die Welle 8 mit der .halben Geschwindigkeit der Antriebswelle umläuft. Die Welle 8 ist der ganzen Länge nach .mit mehrgängigem Ge= winde sehr großer Ganghöhe versehen. Die drei Daumen (der Auslaßdaumen i, der Einlaßdaumen 2 und derExpansionsdautnen 3 ) bilden selbst die Muttern auf dieser Welle B.
  • An den Einlaßdaumen 2 ist seitlich eine Muffe 46 (Abb. 12) angeschraubt, die mit Fortsätzen 41 versehen ist, welche mit Fortsätzen 42 des Auslaßdaumens i zur Berührung gelangen können. Der Eingriff der Fortsätze 41, 42 ist bajonettartig. Ein bestimmtes Spiel ist zwischen den Fortsätzen 41 und 42 vorgesehen, damit die Mitnahme eines der Daumen 1, 2 durch den anderen Daumen erst erfolgt, nachdem der erstere einen Teil seines Hubes zurückgelegt hat.
  • Zwischen den Daumen i und 2 ist durch einen Laufkranz 44 lose ein Ring 43 auf der 14uffe 46 angeordnet und derart geführt, daß er sich nicht drehen kann, zu welchem Behufe er beispielsweise einen Fortsatz 45 (Abb. io, 12) erhält, der in einer im Boden des Kastens 6 vorgesehenen Längsnut 45d gleitet. Andernteils trägt der Ring spielfrei Vorsprünge, damit er bei seiner zur Achse der Daumenwelle parallelen Bewegung die Muffe 46 und daher den Daumen 2 mitnimmt.
  • :Ulan ersieht sofort, -daß, wenn der Ring 43 parallel zur Achse der Daumenwelle in einer durch die Ganghöhe bestimmten Länge verstellt wird, der Daumen 2 um einen Winkel a -+- K - a'# gedreht werden kann und daß, wenn dem zwischen den Fortsätzen 41, 42 vorhandenen Spiel ein Wert gegeben wird, der dem Unterschied der Winkel a -f- K - G' und e - e' entspricht, der Daumen i erst mitgenommen wird, nachdem der Daumen 2 sich im Winkel (a -f- K - ä) - (e - e') gedreht hat, und daß daher der Daumen i sich bloß im Winkele-e' drehen wird. Es genügt also, den Ring 43 durch irgendein mechanisches Organ mit der Laufwechselvorrichtung des Wärters zu verbinden, damit dieser bei ihrer Betätigung bis ans Hubende auf der einen oder der anderen Seite zugleich den Daumen 2 um den Winkel ca -f- K - ä und den Daumen i um den Winkele - e' verstellt.
  • Desgleichen ist seitlich an den Daumen 3 (Expansionsdaumen) eine Muffe 53 angeschraubt, auf der (Abb. 9) lose ein Ring 54 angeordnet ist, der zwischen dem Daumen S-und. einer Schulter 55 dieser Muffe unter Vermittlung von Laufkränzen 56 gehalten wird. Auch dieser Ring 54 erhält einen Fortsatz 57, der in der Nut 46 gleitet, wodurch der Kranz bzw. Ring an der Drehung verhindert ' wird.
  • Es genügt, den Ring 54 durch irgendein mechanisches Organ mit der Expansionssteüervorrichtung des Wärters zu verbinden, damit dieser nach Belieben die Feststellage des Daumens 3 und daher den Zeitpunkt des Schließens des Einlaßventils ändern kann.
  • Die dargestellte Vorrichtung ist beispielshalber mit einer Einrichtung versehen, welche gestattet, daß der Wärter bloß ein Steuerorgan zu bedienen hat. Diese Einrichtung besteht in einer Welle 5o, welche Trommeln 49, 6o trägt, in denen eigenartige Nuten 48, 59 vorgesehen sind. In der Nut 48 gleitet eine Rolle 47, die von dem den Auslaßdaumen i und den Einlaßdaumen 2 steuernden Ring 43 getragen wird; in der Nut 59 gleitet eine Rolle 58, die von dem den Expansionsdaumen 3 steuernden P, in- 54. abgestützt wird. Die Welle 50 trägt ein Zahnrad 5 i, das mit einer Zahnstange 52 kämmt, welche im Kasten 6 gleitet und durch den Wärter verstellbar ist, so daß die Welle 5o um 36o° gedreht und daher die Lage der Daumen i, 2, 3 nach Belieben geändert werden kann.
  • In Abb. 14 sind die Nuten 48, 59 der Trommeln 49, 6o im Grundriß aufgerollt dargestellt. Man sieht, daß, wenn die Trommeln sich in der Lage, in der die Rollen 17, 18 in der Linie arz' gelegen sind, befinden, die Steuerung den Vorwärtslauf mit Einlaß gleich Null ergibt. In dem Maße, wie die Trommeln sich drehen, verstellen sich die Nuten 48, 59 vor den Rollen 47, 58, bis sie nach bb' gelangen. Während dieser Zeit, in der die Nut 48 sich in einer zur Achse der Welle 5o senkrechten Ebene befindet, rührt sich die Rolle 47 nicht; und die Daumen i und 2 bleiben unbeweglich, aber der Expansionsdaumen 3 nimmt alle Lagen bei einem fortgesetzt größer werdenden Einlaß bis zu dessen Höchstwert ein. Von bb' bis cc' erfolgt die Umkehrung der Laufrichtung. Die im schrägen Nutteil gleitende Rolle 47 nimmt den Einlaßdaumen 2 mit, der sich um den Winkel a -f- K - ä dreht, und der Daumen :2 nimmt seinerseits nach Einholen des Spiels zwischen den Fortsätzen 41 und 42 den Auslaßdaumen i mit, der sich um den Winkel e - e' dreht. Während dieser Zeit stellt sich der Expansionsdaumen 3 derart ein, daß der größte E.inlaß für den Rückwärtslauf gegeben wird. Der Wärter darf nie den Lauf in irgendeiner Lage zwischen bb' und cc' belassen. Von cc' bis dd' stehen der Einlaßdaumen und der Auslaßdaumen still, und der Expansionsdaumen wird nacheinander in alle Lagen gebracht, damit der Einlaß sich bei Rücklauf vom Höchstwert bis auf Null ändert.
  • Es leuchtet ein, daß man je nach den den Nuten 48 und 5o g,@gebenen Formen verschiedene Zusammenstellungen, z. B. die in Abb. 15 dargestellte, erzielen kann.
  • Die die Trommeln mit Nuten 49, 6o tragende Welle 5o kann natürlich durch irgendein anderes Organ, z. B. durch eine init entsprechenden Nuten versehene Platte, ersetzt werden, die sich in der Längsrichtung verstellt, während die in den Nuten gleitenden Rollen sich seitlich verstellen. Übrigens können diese Gesamtteile, statt im Steuerkasten 6 angeordnet zu sein, außen und im Bereich des Wärters angeordnet sein, in welchem Falle die beiden erzeugten Bewegungen durch zwei Lenker- und Hebelgetriebe auf den Kasten übertragen werden können.
  • Da (Abb. io, i2) in der Rückiauflage der Auslaßdaumen i nicht weiter wie beim Vorwärtslauf am Zahnrad 39 anliegt und bloß in einer Richtung durch die Fortsätze 41 und 42 festgehalten wird, könnte er bei Drehung der Daumenwelle 8 in einer gewissen Richtung diese Bewegung mitgeteilt erhalten. Um ihn daran zu hindern, gleiten zwei am Zahnrad 39 vorgesehene Finger 69 in Öffnungen 7o des Auslaßdaumens i und legen ihn in seiner Rücklauflage fest, in welchem Zeitpunkt sie sich gegen die Enden der Öffnungen abstützen.
  • Die Steuerung der Einlaß- und Auslaßventile erfolgt dadurch, daß auf die Ventilstangen durch irgendwelches mechanisches Mittel (z. B. Verstärkungskipphebel) die Bewegung der auf den Daumen laufenden Rollen übertragen wird. Bei dem gewählten Beispiel sind Kipphebel vorgesehen und die Ventile als solche mit lotrechter Achse vorausgesetzt.
  • Auf dem Auslaßdaumen i, der zwei Erhebungen 71, 72 besitzt (wobei die Daumenwelle sich mit der halben Geschwindigkeit der Antriebswelle dreht), ruhen zwei Rollen 24 (Abb. io und 12) auf, die arr. Daumenumfang um 9o° versetzt sind. Diese Rollen steuern Auslaßventile an den beiden Zylinderenden, Jede Rolle sitzt lose in einem Bügel bi, der von einem halbzylindrischen Teil 62 getragen wird, welcher mit einem die Ventilstange beeinflussenden Hebel 63 aus Einem besteht. Die beiden Teile 62 umfassen teilweise eine Achse 64, auf der sie schwenkbar sind, und greifen mit ihren Enden in Hülsen oder Büchsen 65, die das A:aliegen dieser Teile an der Achse 64 sichern.
  • Desgleichen ruhen auf dein Einlaßdaumen 2 und dem Expansionsdaumen 3, deren jeder mit zwei Erhebungen versehen ist; je zwei Rollen 27 (auf dem Daumen 2), 28 (auf dein Daumen i) auf, die bei jedem Daumen um 9o° gegeneinander versetzt sind und die Einlaßventile an den beiden Zylinderenden mittels nachstehender Anordnung steuern: Die Rollen 27 und 28, die dem einen der Einlaßv entile entsprechen, lagern mit ihren Achsen in der gleichen durch die Achse der Daumenwelle 8 gelegten Ebene. Diese Achsgin sind durch- eine Stange 66 verbunden, welche eine Seite eines gelenkigen Parallelogramms bildet. Die Stange 66 und die entgegengesetzte Seite des Parallelogramms sind in ihrer Mitte an einen Bügel angelenkt, der in einem nach Art der Kipphebel des Auslaßventils auf der gleichen Welle 64 angeordneten Kipphebel 68 vorgesehen ist. Die beiden anderen Rollen 27 und 28, die um 9o' gegen die ersteren versetzt sind und die Bewegung dem anderen Einlaßventil mitteilen, werden desgleichen von dem anderen Kipphebel 68 abgestützt. Es wird bemerkt, daß, wenn die Welle 8 mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Antriebswelle umlaufen würde, die verschiedenen Daumen statt zwei nur einen ansteigenden Teil aufweisen würden und die Achsen 24 bis 27 und 28 am Daumenumfang um iSo° in bezug aufeinander versetzt sein müßten, d. h. sie müßten sich insgesamt in der waagerechten, durch die Achse der Welle 8 gelegten Ebene befinden, in welchem Falle zwei Wellen 64 erforderlich wären, die in der durch die Rollenachse gelegten Lotrechten angeordnet sein müßten, so daß diese Achsen Kreisbogen in einer wesentlich durch die Daumenwellenachse gelegten Ebene durcheilen.
  • Die Erfindung beschränkt sich natürlich keinesfalls auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele. So kann z. B. die Daumenwelle 8 statt Gewindegänge gerade Nuten aufweisen, wobei sich die Daumen auf dieser .Welle verschieben, aber nicht drehen und in diesem Falle Bahnen bzw. Umrisse entsprechender Formen erhalten. Die Einrichtung könnte auch so getroffen sein, daß die Daumen, statt Muttern zu bilden und längsverstellbar zu sein, lose und der Länge der Welle nach nicht verstellbar auf 'ihr sitzen und ihre Bewegung 'unter Vermittlung einer in der Längsrichtung verstellbaren Mutter und M2tnahmefinger oder -anschläge mitgeteilt erhalten.
  • Die den Gegenstand der Erfindung bildende Steuerung ist nicht nur an Ventilmaschinen, sondern auch an Maschinen mit Kolbenventilen oder mit flachen oder zylindrischen Verschlüssen und im allgemeinen. an jeder Maschine anwendbar, die an jedem Zylinderende zwei getrennte Absperrorgane für Ein- und Auslaß besitzt.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Steuergetriebe zur Steuerung von Auslaß- und Einlaßabschlüssen an umsteuerbaren, mit einem elastischen Betriebsmittel arbeitenden Maschinen, wobei drei Nocken auf ein und derselben Welle angeordnet sind, die entsprechend das Öffnen und Schließen .des Auslasses (Auslaßnocken), die Öffnung des Einlasses (Einlaßnocken) und das Schließen des Einlasses (Expansionsnocken) bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß dierlnderung der Einlaßzeit lediglich durch Verstellen des Expansionsnockens (3) unabhängig vom Drehsinn der Maschine erfolgt, während die Drehsinnänderung durch gleichzeitiges Verstellen der beiden anderen Nocken (Auslaß- und Einlaßöffnungsnocken i und 2) erfolgt.
  2. 2. Steuergetriebe nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaß-und Einlaßöffnungsnocken (i und 2) durch ein einziges Glied gesteuert werden und die Übertragungsglieder zwischen diesem Einzelglied und den beiden Nocken derart beschaffen sind, daß die beiden Nocken sich infolge ein und derselben Bewegung des Steuergliedes um verschiedene gewünschte Winkel drehen.
  3. 3. Steuergetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Ring (43) die Längsverstellung der Auslaß- und Einlaßnocken (i und 2) sichert, die untereinander durch bajonettartig ineinandergreifende Fortsätze (4i, 42) verbunden sind, wobei ein genügendes Spiel in Längsrichtung der Nockenwelle zwischen den beiden Nocken vorgesehen ist, damit die Mitnahme des einen Nockens durch den anderen erst nach einem Teilhub des zweiten erfolgt, um verschiedene Verstellungen der beiden Nocken zu erzielen.
  4. 4. Steuergetriebe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Welle (5o), die von Hand aus eingestellt werden kann, mit zwei mit entsprechenden Nuten versehenen Trommeln, wobei die eine Trommel (49) zur gleichzeitigen Steuerung der Ein- und Auslaßnocken, also zur Drehsinnänderung der Maschine dient und die andere Trommel (6o) den Expansionsnocken steuert, also die Auslaßzeitänderung in beiden Drehrichtungen bewirkt.
  5. 5. Steuergetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der längs auf der Nockenwelle beweglichen Ringe (43, 54) Daumen oder Scheiben (47) trägt, die in entsprechenden Trommelnuten (48, 59) der Trommeln (49, 6o) auf der Welle (5o) geführt sind.
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