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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Zu bemerken ist, daß die Winkel K und K' gleich Null sein können.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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: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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.