DEP0001282BA

DEP0001282BA - Control shaft drive for valve-controlled double-acting steam engines

Info

Publication number: DEP0001282BA
Authority: DE
Inventors: Ernst Berlin Beierl
Original assignee: Hugo Lentz & Co., Berlin
Publication date: 1951-01-11

Description

Die Erfindung betrifft die besondere Ausbildung des Steuerwellenantriebes von ventilgesteuerten doppelwirkenden Dampfmaschinen, bei denen mehrere Zylinder mit einfacher Dampfdehnung zu einem Zylinderblock vereinigt sind und auf jeder Seite dieses Zylinderblockes eine Steuerwelle mit umlaufenden achsial verschiebbaren Nocken angeordnet ist. Hierbei betätigt die eine Steuerwelle die Einlaßventile. Damit die während des Betriebes auftretenden Wärmedehnungen des Zylinderblockes keinen Einfluß auf den Antrieb der Steuerwelle ausüben können, werden der Erfindung gemäß beide Wellen gemeinsam unter Zwischenschaltung eines von der Kurbelwelle durch eine Vertikalwelle angetriebenen Stirnrädergetriebes in Drehung versetzt, dessen Räder quer zum Zylinderblock angeordnet und daher geeignet sind, die an sich geringen Wärmedehnungen durch das Spiel der ineinandergreifenden Zähne auszugleichen, ohne die Drehgeschwindigkeit zu beeinflussen.The invention relates to the special design of the control shaft drive of valve-controlled double-acting steam engines, in which several cylinders with simple steam expansion are combined to form a cylinder block and a control shaft with rotating axially displaceable cams is arranged on each side of this cylinder block. Here, one control shaft actuates the inlet valves. So that the thermal expansions of the cylinder block occurring during operation cannot exert any influence on the drive of the control shaft, according to the invention, both shafts are set in rotation together with the interposition of a spur gear drive driven by a vertical shaft from the crankshaft, the wheels of which are arranged transversely to the cylinder block and therefore suitable are to compensate for the low thermal expansion due to the play of the intermeshing teeth without affecting the speed of rotation.

Die beiden Steuerwellen sind in einem U-förmigen Gehäuse gelagert, dessen Querschenkel als Räderkasten zur Aufnahme des Stirnrädergetriebes ausgebildet ist, während an den Enden der die Lagerung für die Steuerwellen bildenden Längsschenkel am gegenüberliegenden Ende des Zylinderblockes eine Stellvorrichtung zur gemeinsamen Einstellung beider Steuerwellen angeordnet ist. Durch die gemeinsame Verstellung beider Steuerwellen mit den darauf sitzenden räumlichen Nocken wird eine stufenlose Leistungsänderung der Maschine ermöglicht.The two control shafts are mounted in a U-shaped housing, the transverse leg of which is designed as a gear case to accommodate the spur gear, while at the ends of the longitudinal leg forming the bearing for the control shafts at the opposite end of the cylinder block, an adjusting device for joint adjustment of both control shafts is arranged. The joint adjustment of both control shafts with the spatial cams on them enables a stepless change in the performance of the machine.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigtIn the drawing, an embodiment of the subject matter of the invention is shown, for example. It shows

Fig. 1 eine Seitenansicht des am Zylinderblock angeordneten Steuerwellenantriebes, wobei die rechte Hälfte teilweise im Schnitt wiedergegeben ist.1 shows a side view of the control shaft drive arranged on the cylinder block, the right half being shown partially in section.

Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 von oben gesehen;Fig. 2 is a section on line II-II of Fig. 1 seen from above;

Fig. 3 ist ein Schnitt durch die auf der Gegenseite des Zylinderblockes angeordnete Stellvorrichtung zum gleichzeitigen Einstellen beider Steuerwellen.3 is a section through the adjusting device arranged on the opposite side of the cylinder block for the simultaneous adjustment of both control shafts.

Auf der Zeichnung ist von der Darstellung des allgemeinen Aufbaues der Dampfmaschine Abstand genommen, da dieser im Rahmen der vorliegenden Erfindung als bekannt anzunehmen ist.In the drawing, the representation of the general structure of the steam engine has been dispensed with, since this is to be assumed to be known within the scope of the present invention.

Es ist 1 einer der in dem Zylinderblock 2 angeordneten Dampfzylinder. An beiden Längsseiten des Zylinderblockes liegen in halber Höhe der Zylinder in die Längsschenkel 3 und 3a des Steuerwellengehäuses eingebaut die Steuerwellen 4 und 4a, von denen die Steuerwelle 4 die Nocken zur Betätigung der Einlaßventile und die Steuerwelle 4a die Nocken zur Betätigung der Auslaßventile trägt. Zum Zwecke der Füllungsänderung und Drehumkehr sind die Steuerwellen mit den darauf sitzenden räumlichen Steuernocken in der Längsrichtung verschiebbar gelagert.It is 1 one of the steam cylinders arranged in the cylinder block 2. On both longitudinal sides of the cylinder block, halfway up the cylinders, are installed in the longitudinal legs 3 and 3a of the control shaft housing, the control shafts 4 and 4a, of which the control shaft 4 carries the cams for actuating the inlet valves and the control shaft 4a carries the cams for actuating the exhaust valves. For the purpose of changing the filling and reversing the rotation, the control shafts with the three-dimensional control cams seated on them are mounted displaceably in the longitudinal direction.

Der Antrieb der beiden Steuerwellen erfolgt gemeinsam durch eine Vertikalwelle 5, die durch ein Kegelräderpaar von der Kurbelwelle aus in Drehung versetzt wird. Am oberen Ende der Vertikalwelle 5 sitzt ein Kegelrad 6, das mit einem Kegelrad 7 in Eingriff steht. Dieses Rad ist auf einem in der Seitenwand des Zylinderblockes befestigten und parallel zu den Steuerwellen liegenden Zapfen 8 drehbar gelagert. An der verlängerten Nabe des Kegelrades 7 sitzt ein Stirnrad 9.The two control shafts are driven jointly by a vertical shaft 5 which is set in rotation from the crankshaft by a pair of bevel gears. At the upper end of the vertical shaft 5 there is a bevel gear 6 which meshes with a bevel gear 7. This wheel is rotatably mounted on a pin 8 fastened in the side wall of the cylinder block and lying parallel to the control shafts. A spur gear 9 is seated on the extended hub of the bevel gear 7.

Von diesem aus wird die Drehbewegung auf die beiden Steuerwellen 4 und 4a durch je ein Stirnräderpaar 10, 11 bzw. 10a, 11a übertragen. Hierbei sind die Zwischenräder 10, 10a um Zapfen 12, 12a lose drehbar, während die Räder 11, 11a auf den Steuerwell4n 4, 4a sitzen, die an ihren Enden hier mit Längsnuten versehen sind, in die die Naben der Räder 11, 11a mit entsprechenden Vorsprüngen eingreifen. Dadurch ist der gemeinsame Antrieb beider Steuerwellen bei jeder Lage der Steuernocken gesichert. Außerdem ist durhc das zwischen den beiden Steuerwellen angeordnete Stirnrädergetriebe der Einfluß von Wärmedehnungen des Zylinderblockes in der Querrichtung auf die Übertragung aufgehoben.From there, the rotary movement is transmitted to the two control shafts 4 and 4a through a pair of spur gears 10, 11 or 10a, 11a. Here, the intermediate wheels 10, 10a are loosely rotatable around pins 12, 12a, while the wheels 11, 11a sit on the Steuerwell4n 4, 4a, which are provided with longitudinal grooves at their ends, into which the hubs of the wheels 11, 11a with corresponding Engage protrusions. This ensures the common drive of both control shafts in every position of the control cams. In addition, the influence of thermal expansions of the cylinder block in the transverse direction on the transmission is eliminated by the spur gear mechanism arranged between the two control shafts.

Um die beiden Steuerwellen 4 und 4a gemeinsam verstellen zu können, sind die hinteren Enden der Steuerwellen durch lose auf ihnen sitzende Hülsen 13 und 13a hindurchgeführt. Diese Hülsen sind in den Bohrungen der Längsschenkel 3 und 3a des Steuerwellengehäuses achsial verschiebbar gelagert. Die untere abgeflachte Seite der Hülsen 13, 13a ist als Zahnstange 14, 14a ausgebildet. Die Zähne dieser Zahnstangen stehen mit Zahnsegmenten 15, 15a in Eingriff, die auf kurzen, in den Längsschenkeln 3 bzw. 3a des Steuerwellengehäuses gelagerten Wellenstummeln 17 bzw. 17a befestigt sind. Um den genauen Zahneingriff zu sichern, sind die Zahnhülsen durch Anschläge 16, 16a gegen Verdrehung gesichert. Die mit geringem Abstand aneinanderstoßenden Enden der Wellenstummeln werden durch die Nabe 18 eines Stellhebels 19 überbrückt, der mittels einer Verkeilung beide Wellenstummel mit einander kuppelt. Anstelle der beiden Wellenstummel kann auch eine durchgehende einteilige Stellwelle vorgesehen sein.In order to be able to adjust the two control shafts 4 and 4a together, the rear ends of the control shafts are passed through sleeves 13 and 13a loosely seated on them. These sleeves are mounted axially displaceably in the bores of the longitudinal legs 3 and 3a of the control shaft housing. The lower flattened side of the sleeves 13, 13a is designed as a rack 14, 14a. The teeth of these racks are in engagement with toothed segments 15, 15a which are fastened to short shaft stubs 17 and 17a mounted in the longitudinal legs 3 and 3a of the control shaft housing. In order to ensure the precise meshing of the teeth, the tooth sleeves are secured against rotation by stops 16, 16a. The ends of the stub shafts abutting one another at a small distance are bridged by the hub 18 of an adjusting lever 19 which couples both stub shafts to one another by means of a wedge. Instead of the two stub shafts, a continuous, one-piece adjusting shaft can also be provided.

Claims

1. Control shaft drive for valve-controlled double-acting multi-cylinder steam engines with control shafts arranged on the front and back of the cylinder block with circumferential spatial cams, of which one shaft actuates the inlet valves, the other shaft actuates the outlet valves, characterized in that the common drive of both control shafts (4 , 4a) is carried out by an interposed spur gear (9, 10, 10a, 11, 11a), the spur gear (9) of which is arranged in the center and is driven by a vertical shaft (5) set in rotation from the crankshaft.

2. Control shaft drive according to claim 1, characterized in that the transverse leg of the U-shaped control shaft housing is designed as a gear box for receiving the spur gear and at the ends of the longitudinal legs (3, 3a), in the cavity of which the control shafts (4, 4a) are longitudinally displaceable are, an adjusting device is arranged for the common adjustment of both shafts.

3. Adjusting device for the control shaft drive according to claim 1 and 2, characterized by a one- or two-part adjusting shaft with toothed segments (15, 15a) attached to it, which are loosely seated in the teeth of an adjusting sleeve 13, 13a on the control shafts (4, 4a) ) intervene and enable a common axial adjustment of both control shafts.

4.Stellvorrichtung according to claim 3, characterized in that the actuating shaft is formed by two stub axles (17, 17a), the mutually facing ends of which are coupled together by the hub (18) of an actuating lever (19) which can be operated from the driver's cab.