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Steuerung für Kolbenmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine
Steuerung für Kolbenmaschinen, insbesondere auf eine Schiebersteuerung für Kolbenmaschinen,
mit veränderlicher Füllung.
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Erfindungsgemäß steht der Steuerungsteil in Verbindung mit zwei Steuerwellen,
auf denen Exzenter angeordnet sind, wobei der Voreilwinkel der einen Steuerwelle
unveränderlich und der Voreilwinkel der anderen Steuerwelle dagegen in Abhängigkeit
vom Maschinenregler veränderlich ist.
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Exzentergetriebesteuerungen für mehrzvlinclrige Kolbenmaschinen, bei
denen mehrere Drehexzenter auf einer Steuerwelle sitzen, sind an und für sich bekannt.
Die Betätigung dieser Drehexzenter ist jedoch umständlich und unempfindlich, insbesondere
sind hierbei viele verhältnismäßig feine, einem erheblichen Verschleiß unterworfene
Teile erforderlich, was die Genauigkeit der Steuerung nachteilig beeinflußt. Es
ist ebenfalls bekannt, die Steuerung statt durch Exzenter durch Nocken zu betätigen.
Bei diesen Steuerungen ist bei veränderlicher Füllung die Steuerwelle meist längs
verschiebbar, und die Nocken sind als S_ chrägnocken ausgebildet. Ferner ist die
Anordnung von zwei Steuerwellen, von denen die eine relativ verdrehbar ist, bekannt.
Hierbei erhalten beide Steuerwellen feste Nocken mit gerader Stirnfläche. Alle diese
Nockensteuerungen sind jedoch keine zwangsläufigen Steuerungen und daher zum Antrieb
schwerer Steuergestänge, wie sie z. B. für Steuerschieber von Dampfmaschinen erforderlich
sind, nicht geeignet.
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Durch die Erfindung wird diese insbesondere fürgroße Maschinen notwendige
Zwangsläufigkeit erreicht. Ein weiterer Vorteil der
Erfindung besteht
darin, daß sich im Steuerungsgetriebe selbst keinerlei Teile befinden, die zur Vornahme
der Regelung verstellt werden müssen. Die Steuerung verhält sich. was die Betriebssicherheit
und Lebensdauer anbelangt, ebenso günstig wie eine sog. feste Steuerung. Bei der
Steuerung gemäß der Erfindung sind zweckmäßig auf der Kurbelwelle und auf den Steuerwellen
miteinander in Eingriff stehende Schraubenräder angeordnet, wobei das Schraubenrad,
das auf der mit veränderlichem Voreilwinkel betriebenen Steuerwelle sitzt, längs
verschiebbar ausgebildet und mit dem Maschinenregler gekuppelt ist. Um die Steuerwelle
zu verdrehen, kann man auch einen Drehserv omotor vorsehen; in diesem Fall können
an Stelle der Schraubenräder Stirnräder verwendet werden.
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In den Abb. i bis .4 ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.
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Abb. i zeigt einen Schnitt durch das Maschinengestell einer mit der
Steuerung nach der Erfindung ausgerüsteten Kolbenmaschine.
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Abb. 2 zeigt den Antrieb der Steuerwellen mit dem Angriff des Reglers.
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Abb. 3 zeigt das Exzentrizitätendiagramm. Abb. 4 zeigt die Anordnung
eines anderen Reglers.
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In Abb. i ist i das Maschinengestell mit dem Kurbeltrieb 2, 3, 4..
Von den beiden Steuerwellen ist die Welle 5 mit der Kurbelwelle 4. kinematisch festgekuppelt,
während die Welle 6 eine relative Verdrehung gegenüber der Kurbelwelle erfahren
kann. Die beiden Exzenterstangen 7 und 8 sind durch den Querhebel 9 miteinander
verbunden. In Punkt io des Hebels 9 wird der Antrieb des Steuerungsteiles, z. B.
eines Kolbenschiebers, durch die Schieberstange i i abgenommen.
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In Abb. 2 ist der Antrieb der beiden Wellen im Grundriß dargestellt.'Auf
der Kurbelwelle .4 ist ein Zahnrad 12 befestigt, das über das Zahnrad 13 das Zahnrad
14 antreibt. Das Zahnrad 13 sitzt längs verschieblich auf der Steuerwelle 6. Das
Zahnrad 14 ist auf der Welle 5 fest aufgekeilt. Alle drei Zahnräder haben Schraubenverzahnungen.
Der nicht gezeichnete Regler greift beispielsweise am Punkt 15 des Hebels. 16 an
und verschiebt dabei vermittels des Gleitringes 17 das Zahnrad 13 in Längsrichtung
der Welle 6. Hierbei verdreht sich das Rad 13 mit der Welle 6. Das Rad 14 mit der
Welle 5 verdreht sich nicht. Durch die Verdrehung der Welle 6 verdreht sich auch
das Exzenter 18.
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Die Wirkung dieser Verdrehung zeigt das Diagramm (Abb.3). In Abb.3
ist w1 der ideelle Mittelpunkt einer ideellen Ersatzsteuerwelle. r1 ist die Exzentrizität
des Exzenters i9 auf der Steuerwelle 5, die einen festen Voreilwinkel gegenüber
der Kurbelwelle 4 hat. r2 ist die Exzentrizität des Exzenters 18 auf der relativ
zur Welle 5 verdrehbaren Steuerwelle 6. Die Steuerwelle 6 ist um den Winkel a verdrehbar.
Die resultierende Exzentrizität ist e. oder e" je nach der Stellung der Welle 6,
dabei ist e, die kleinste Exzentrizität und e. die größte Exzentrizität. Bei dieser
Anordnung der Exzenter entsteht die Scheitelkurve s. Es ist ersichtlich, daß die
Gestalt der Scheitelkurve abhängig ist von der Wahl der beiden Exzentrizitäten r1
und r., von der Lage des Punktes io auf dem Hebel 9 und vom Winkel x. Die Scheitelkurve
kann somit vollkommen frei gewählt und den Regel- und Steuerbedingungen der Maschine
angepaßt werden.
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In Abb.4 ist statt des längs verschieblichen Zahnrades auf der Welle
6 ein festes Zahnrad 2o angeordnet, das keine Schraubenverzahnung zu haben braucht.
Die Verdrehung der Welle 6 wird in diesem Falle hervorgerufen durch einen an sich
bekannten Drehservomotor 21, der von einem Regler verstellt wird.