-
Ventil- oder schiebergesteuerte umsteuerbare Kolbendampfmaschine mit
umlaufender Nockenwelle Um bei Kolbendampfmaschinen mit Ventil-oder Schiebersteuerung
und umlaufender Nockenwelle die Zylinderfüllungen jeweils der zu leistenden Arbeit
anpassen zu können, ist es erforderlich, die wirksame Nockenlänge entsprechend zu
ändern. Es ist bekannt, daß dies durch axiale Verschiebung eines oder mehrerer,
zwischen Auflauf- und Ablaufkurve des Nockens angeordneter Keilstücke erfolgen kann
oder durch axiale Verschiebung einer Hülse, bei welcher- der Auflaufteil des Nockens
parallel zur Drehachse liegt, - während der Ablaufteil schraubenförmig verläuft.
-
Diese Vorrichtungen sind aber entweder baulich zu umfangreich, oder
es läuft die Laufrolle über eine windschiefe Schraubenfläche ab, so daß ein schädlicher
Seitendruck auf die Laufrolle ausgeübt wird..
-
Erfindungsgemäß wird die Veränderung der wirksamen Nockenlänge dadurch
erreicht, daß der die Veränderung bewirkende Lockenteil aus einer einzigen geschlossenen
Hülse besteht, welche auf der Welle axial verschiebbar angeordnet ist, und die mit
einem schraubenförmigen Schlitz versehen ist, durch den der auf der Nockenwelle
festsitzende, als Anlauffläche dienende Nockenteil hindurchragt. Hierbei ist die
die Änderung der Nockenlänge bewirkende Nockenkurve auf der Hülse mit zur Wellenachse
stets parallel liegenden Erzeugenden angeordnet. Dadurch erhält die Laufrolle in
jeder Stellung der verschiebbaren Hülse eine Laufbahn, die keinerlei schädlichen
Seitendruck erzeugen kann. Es können daher Laufrollen von beliebiger Breite und
infolgedessen beliebig geringem Liniendruck verwendet werden. Hierdurch wird ferner
erreicht, daß der Ablaufteil des Nockens mit dem die Veränderung der Füllung bewirkenden
Teil aus einem einzigen Stück bestehen kann und besondere Teile, z. B. zum Zurückziehen
des Nockenablaufteils bei Verkleinerung der Füllung oder zur Führung desselben,
vermieden wegden. Die Einstellvorrichtung
ist daher sehr einfach
und gleichzeitig betriebssicher.
-
Ferner wird gemäß der Erfindung beim Umsteuern der Maschine auf Riickwärtsgatk
die der größten Füllung und geringsten Vedichtung entsprechende Nockenlänge selbs£ä
tätig eingestellt.
-
In den Fig. i bis 3 ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt; Fig.:I zeigt eine weitere Ausbildung.
-
In den Fig. i und 2 ist die durch Zahnrad-oder Kettenantrieb von der
Hauptwelle der Maschine in der Pfeilrichtung angetriebene Steuerwelle mit i bezeichnet,
auf welcher der Auflaufteil e des Steuernockens mit der Auflaufbahn a-b für die
Laufrolle 4., die mit dem Steuerorgan in Verbindung steht, befestigt ist. Mit 3
ist die axial verschiebbare Hülse bezeichnet, welche auf ihrem Umfange von b-c die
Fortsetzung des Nockens 2 und von c-d die Ablaufbahn für die Laufrolle q trägt.
Während die Auflaufbahn a-b ihre Lage auf - der Welle rocht ändert, kann sich die
Ablaufbahn c-d in der Richtung des Umfanges in dein Maße verschieben, als der Bogen
b-c bzcv. i'-2' verlängert oder verkürzt werden soll.
-
In Fig. 3 ist die verschiebbare Hülse 3 nebst dem festen NTockenteil2
abgewickelt dargestellt. Die Hülse 3 ist, wie ersichtlich, mit einem schraubenförmigen
Schlitz 5 versehen, durch welchen der feste Nockenteil2 hindurchragt. Der schraffierte
dreieckförmige Teil f-g-h der Hülse bildet eine Erhöhung auf derselben, deren Kante
g-la parallel zur Wellenachse liegt. Die Fläche g-h-i-k, deren Erzeugende ebenfalls
parallel zu =-h liegen, entspricht der Ablaufbahn c-d in Abb. i. Der erhöhte
Teil f-g-h-i-k der Hülse kann entweder mit der Hülse aus einem Stück bestehen oder
als besonderes Stück hergestellt und auf der Hülse in geeigneter "'eise befestigt
werden. Wie aus Fig.3 hervorgeht, ändert sich durch axiale Verschiebung der Hülse
3 gegenüber dem festen Nocken 2 die Länge der Erhöhung b-c-d, auf welcher die Laufrolle
q. läuft, deren Bahn gestrichelt angedeutet ist. Dadurch ändert sich auch der Zeitpunkt,
zu welchem die Laufrolle wieder ihren tiefsten Punkt d auf der Hülse einnimmt, d.
h. das Ventil bzw. der Schieber geschlossen wird. Da der Nockenteil 2 mit der Auflaufbahn
a-b fest auf der Welle sitzt, so erfolgt das Auflaufen der Rolle 4. und damit das
Heben des Ventils bzw. das Öffnen durch den Schieber immer zu dem gleichen Zeitpunkt
und unabhängig von der axialen Stellung der Hülse 3.
-
Die Verschiebung der Hülse 3 kann während des Ganges durch einen Hebel
6 erfolgen, dessen Gleitstück 7 in einer Ringnut 8 der Hülse gleitet. Die Hülse
kann entweder in der gewünschten Lage festgestellt, von Hand eingestellt oder auch
durch irgendeine Regel-1 richtung selbsttätig verstellt werden.
-
s#4 gleicher Weise, wie vorstehend für den ,mpfeinlaß beschrieben,
kann auch der Steuernocken für die Reglung des Dampfauslasses und der Verdichtung
eingerichtet werden. Es bleibt dann der Beginn der Ausströmung unverändert, während
die Verdichtung beliebig eingestellt bzw. geregelt werden kann.
-
Bei Maschinen, welche umgesteuert werden müssen, wie dies bei Schiffsmaschinen,
Lokomotiven usw. erforderlich ist, wird die Einrichtung so getroffen, daß die Arbeitsbedingungen
auch für diesen Teil zutreffen.
-
Dies wird dadurch erreicht, daß die Nockenwelle i in bekannter Weise,
z. B. mittels einer axial verschiebbaren Muffe 16 (Fig. q.), deren Mitnehme, in
schraubenförmige Nuten der Nockenwelle i und der Antriebshülse i i eingreifen, gegenüber
der Antriebshülse und der damit in Verbindung stehenden Kurbelwelle so weit verdreht
wird, daß bei umgekehrter Drehrichtung nunmehr die Nockenkurde d-c auf der Hülse
3 zur Auflaufbahn, die Kurve b-a des festen Nockenteils 2 hingegen zur Ablaufbahn
wird.
-
Hierbei ist es vielfach erforderlich, z. B. l1)ei Schiffsmaschinen,
daß, während für den Vorwärtsgang beliebig kleine, der Wirtschaftlichkeit oder der
Maschinenleistung entsprechende Füllungen bzw. Verdichtungen eingestellt sind, bei
Rückwärtsgang wegen des unbedingt sicheren Anspringens, die größten Füllungen der
einzelnen Zylinder und nur geringe Verdichtungen sich selbsttätig einstellen.
-
In Fig. q. ist die hierzu erforderliche Einrichtung beispielsweise
dargestellt. Sie besteht därin, daß für jeden Steuernocken ein besonderer Hilfshebel
2o bzw. 21 vorgegehen ist, von dem aus mittels Zugstangen 22, 23
die Nockenhülsen
2q., 25 unter Zwischenschaltung der Übertragungshebel 26, 27 bewegt werden.
Die Hilfshebel 20, 21 sind so eingerichtet, daß die Zapfen 28, 29 in geeigneter
Weise, z. B. mittels einer Schraubenspindel, radial verschoben und daher auf einen
beliebigen Hub eingestellt werden können. Sie werden durch die Verbindungsstangen
30 und 31 vom Umsteuerhebel 17 aus bewegt, so daß gleichzeitig
mit der Verschiebung der Hülse 16, also bei Betätigung der Umsteuerung; auch die
Zwischenhebel 2o und 21 bewegt werden. Die Hilfshebel haben eine solche Stellung
zu den Übertragungshebeln 26 bzw. 27, daß die Nockenhülsen 2.4 und 25 bei Vor- i
wärtsgang der Maschine jede beliebige Stellung auf der Nockenwelle einnehmen können,
während
sie bei Rückwärtsstellung des Umsteuerhebels 17 bzw. der Hülse 16 immer bis in die
Endstellung bewegt werden, welche der größten Füllung bzw. der kleinsten Verdichtung
entsprechen. Diese Stellungen sind in der Fig. 4 strichpunktiert angedeutet.