DE169696C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der Gegenstand der Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung des Ganges von Explosionskrafmaschinen. Mittels dieser Vorrichtung wird der Kolbenhub je nach der zu leistenden Arbeit verändert. Gleichzeitig mit der Veränderung der Kurbellänge wird eine Verlängerung oder Verkürzung der Pleuelstange oder eine achsiale Verschiebung des Arbeitszylinders bewirkt.

ίο Auf den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.

Fig. ι ist ein Längsschnitt durch eine gemäß der Erfindung eingerichtete Maschine.

Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 1.

Fig. 3 ist links ein Schnitt nach der Linie B-B und rechts nach C-C von Fig. 1.

Fig. 4 ist ein Längsschnitt einer Einzeleinrichtung, von der Fig. 5 einen Teil in einer Ansicht veranschaulicht.

Fig. 6 veranschaulicht einen Regler.
Die Fig. 7 und 8 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Regelung durch eine Veränderung der Kurbellänge in Verbindung mit einer entsprechenden Verschiebung des Arbeitszylinders erzielt wird, während bei der Ausführungsform nach den Fig. ι bis 6 der Zylinder feststeht und statt dessen die Länge der Pleuelstange verändert wird. ₍

In den Fig. 1 bis 6 bewegt sich im Zylinder α der Kolben b, an dessen Zapfen c die Kolbenstange d angreift, die gleichzeitig die Pleuelstange bildet. Das äußere Ende dieser Pleuelstange ist an eine Nürnberger Schere e angeschlossen, deren freie Enden / Ringe g tragen. Diese Ringe g bilden Lager für Buchsen h, in denen die Welle i gelagert ist, welche die Kurbel der Maschine bildet.

An jedem Ende dieser horizontalen Welle i, die zur Erleichterung der Montage aus zwei Teilen zusammengesetzt sein kann, sitzt ein Kopf k, der mit Muttergewinde für eine Spindel m versehen ist. Die Spindel m ist in einer Kurbelscheibe η um ihre Achse drehbar. Damit die Länge der Verbindungsorgane zwischen der Pleuelstange d und den Wellenzapfen ο veränderlich ist, sind die Kurbelscheiben η mit der Kurbel i nicht fest verbunden, sondern unter Einschaltung von Stellzeugen, wie z. B. der erwähnten Schraubenspindeln m, die eine Verschiebung der Muttern k und damit eine entsprechende Verlängerung oder Verkürzung der Nürnberger Schere e ermöglichen.

Die Spindel m besitzt zwei zu beiden Seiten ihres Lagers r angeordnete Bunde ρ und q, die eine Längsverschiebung verhindern. Jede Kurbelscheibe η besitzt eine Aussparung, in deren Wänden zwei Nuten s angeordnet sind, die den Gleitstücken t der Büchse h als Führung dienen und schräg verlaufen (Fig. 1). Es ist ersichtlich, daß durch Drehen der Spindeln m unter Vermittelung der Gleitstücke t und der Büchsen h mit Hilfe der Nürnberger Schere eine Verschiebung des Kolbens b im Zylinder α unabhängig von der Drehung der Kurbelscheiben η und während der Bewegung dieser letzteren hervorgerufen werden kann.

Beim normalen Gange der Maschine wird durch die Hin- und Herbewegung des KoI-

bens b und der Pleuelstange d e eine Drehung der Kurbelscheiben η hervorgerufen, die ihre Drehung den Wellenzapfen ο mitteilen. Die Muttern k behalten dabei ihre Lage relativ zu den Spindeln m und zu den Zapfen ο unverändert bei.

Auf der Kurbelscheibe η ist ein Ring u befestigt, der einem Zahnkranz ν als Lager dient und ihn gegen achsiale Verschiebung

ίο nach außen sichert. Der Zahnkranz ν ist mit einer Stirnverzahnung χ ■ und mit einer Kegelverzahnung y versehen (Fig. i) und kann sich frei auf dem Ring u drehen. Ein Ansatz ι der Kurbelscheibe η verhindert die achsiale Verschiebung des Zahnkranzes ν nach innen. Die Kegelverzahnungy steht in Eingriff mit einem Kegelrad 2, das auf der Spindel m sitzt. Die Kurbelscheibe η trägt außerdem einen festen Zahnkranz 3. Parallel zur Kurbelwelle 0 ist seitlich eine besondere Welle 4 (Fig. 2) angeordnet, deren Zapfen 5 (Fig. 3) in geeigneter Weise in Konsolen gelagert sind, die mit dem Gehäuse 6 aus einem Stück bestehen oder daran befestigt sind.

Auf der Welle 4 sitzen an beiden Enden Zahnräder 7 und 8 von verschiedener Zähnezahl. Beispielsweise besitzt das eine 29 und das andere 31 Zähne. Die W^Telle 4 ist von einer Muffe 9 umgeben, die auf der Welle längsverschiebbar aber gegen Drehung durch zwei Bolzen 10 gesichert ist (Fig. 2 und 4), die auf einer Mutter 11 befestigt sind, .die ihrerseits auf einem Gewinde 12 der Welle 4 sitzt. Die Bolzen 10 können in einem Schlitz 13 der Muffe 9 gleiten. An beiden Enden der Muffe 9 sind Zahnräder 14 und 15 aufgekeilt, die gleiche Zähnezahl besitzen, z.B. 30 Zähne, und die beständig mit den Zahnkränzen 3 und 3' der beiden Kurbelscheiben in Eingriff sind. Diese Vorrichtung dient dazu, die Stellung der Welle i und damit die Kurbellänge während der Drehung der Kurbelscheiben zu verändern, um den Hub des Kolbens zu vergrößern oder zu verkleinern.

Angenommen, die Teile befinden sich in der in Fig. 4 dargestellten Lage, so ist ersichtlich, daß die Verzahnungen 3 und 3' die Zahnräder 14 und 15. in Drehung versetzen. Andererseits nehmen die Kegelräder 2, die auf den Spindeln m sitzen, ohne sich zu drehen, die Zahnkränze y y' und χ χ' mit herum. Infolgedessen erhalten auch die Zahnräder 7 und 8 eine Drehung, und zwar drehen sie sich mit derselben Geschwindigkeit wie die Räder 14 und 15. Die Mutter 11 bleibt also auf dem Gewinde 12 der Welle 4 in ihrer Lage stehen, da die Welle 4 und die Muffe 9 sich mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen. Verschiebt man aber mit der Hand oder auf beliebige andere Weise die Muffe 9 im Sinne des Pfeiles 16 (Fig. 4) so weit, daß das Zahnrad 14 mit dem Zahnkranz x, der beispielsweise 116 Zähne besitzt, zum Eingriff kommt, dabei aber mit dem Zahnkranz 3, der beispielsweise 120 Zähne hat, in Eingriff bleibt, so ergibt sich, daß der Zahnkranz χ gegenüber dem Zahnkranz 3 eine Voreilung erhält, wodurch vermittels des Zahnkranzes y dem Kegelrad 2 und somit der Spindel m eine Drehung um ihre Achse erteilt wird, die eine Verschiebung der Mutter k von oben nach unten in der Richtung des Pfeiles 17 (Fig. 1) zur Folge hat. Die Voreilung des Zahnkranzes χ überträgt sich aber durch das Zahnrad 7, die Welle 4 und das Zahnrad '8 auch auf den Zahnkranz x', wodurch mittels des Zahnkranzesy' auch dem auf dieser Seite gelegenen Kegelrad 2 eine Drehung erteilt wird, die aber (da der Zahnkranz y von links, der Zahnkranz y dagegen von rechts in das zugehörige Kegelrad eingreift) der ,Drehung des auf der anderen Seite befindlichen Kegelrades 2 entgegengerichtet ist. Infolgedessen müssen die Spindeln m entgegengesetztes Gewinde besitzen, um auf beiden Seiten eine Verschiebung der Muttern, k in gleichem Sinne hervorzurufen. Durch die beschriebene Bewegung wird der Kolben b unter gleichzeitiger Verkürzung der Kurbellänge etwas nach abwärts gezogen. Die Verkürzung der Kurbellänge macht eine entsprechende Verlängerung der Pleuelstange nötig, die durch die Ausbildung der Pleuelstange als Nürnberger Schere ermöglicht ist.

Wenn man die Muffe 9 dagegen in der Richtung des Pfeiles 18 so weit verschiebt, daß das Zahnrad 15 gleichzeitig mit den Zahnkränzen 3' und x' in Eingriff ist, die 120 und 124 Zähne besitzen, so ist klar, daß der Zahnkranz x' gegenüber dem Zahnkranz 3' etwas zurückbleibt und daß diese Verzögerung sich durch Zahnrad 8, Welle 4 und 7 auch auf den Zahnkranz χ überträgt. Hierdurch wird eine Drehung der Spindeln m in entgegengesetzter Richtung wie vorher hervorgerufen. Die Muttern k bewegen sich jetzt nach aufwärts, wodurch eine Verlängerung des Kolbenhubes entsteht. Es ist klar, daß die Verlängerung oder Verkürzung des Kolbenhubes verschieden groß ist, je nach der Länge der Zeit, die man die Zahnräder 14 oder 15 mit den Zahnkränzen χ oder x' in Verbindung läßt. Man erzielt dadurch also eine veränderliche Füllung des Zylinders, die der zu leistenden Arbeit angepaßt werden kann.

Anstatt-die Muffe 9 mit der Hand zu verschieben, kann dies auch durch einen Schwungkugelregler, etwa in der aus Fig. 6 iao ersichtlichen Weise, selbsttätig bewirkt werden. Hierbei sind an einer drehbar, aber

unverschieblich gelagerten Büchse 19 Federn 20 befestigt, die in der Mitte Schwunggewichte 21 tragen und am anderen Ende auf einem Flansch 22 der Muffe 9 befestigt sind. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei dieser Anordnung die Verschiebung der Muffe 9 nach links oder rechts mit dem Wechsel der Belastung selbsttätig erfolgt.
Damit die Verschiebung der Kurbeln nicht weitergeht, als es die Führungsschlitze s nach beiden Richtungen hin gestatten, ist die aus Mutter Ii und Bolzen 10 bestehende Einrichtung getroffen. Da die Bolzen 10 in die Schlitze 13 der Muffe 9 eingreifen, so dreht sich die Mutter 11 mit der Geschwindigkeit der Muffe 9 und schraubt sich infolgedessen, wenn die Welle 4 durch Verschiebung der Muffe 9 eine Beschleunigung oder eine Verzögerung erfährt, nach dem einen oder dem anderen Ende der Schlitze 13 hin, bis sie anstößt und dadurch die Muffe 9 in die Mittellage zurückführt.

Bei der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform ist mit der Veränderung des Kolbenhubes eine Verschiebung des Zylinders verbunden.

Der Zylinder ist dabei mit Führungsnuten 23 ausgestattet, mit denen er in geeigneten, auf der Zeichnung nicht dargestellten Führungen geführt ist. Ansätze 24 bilden Lager für eine mit Muttergewinde versehene Muffe 25, in der die Spindel 26 sitzt, die sich in einem festen Lager 27 drehen kann und ein konisches Zahnrad 28 trägt, das beständig mit einem auf die Hauptwelle 0 aufgekeilten Zahnrad 29 in Verbindung steht.

Der Kurbelzapfen i, der wiederum als Muttern ausgebildete Köpfe k trägt, wird von der Pleuelstange d, die in diesem Falle in ihrer Länge nicht veränderlich ist, mittels des Kopfes g erfaßt. Der die Welle 0 lose drehbar umgebende Zahnkranz χ besitzt nicht nur eine konische Verzahnung^, die mit dem Kegelrad 2 der Spindel m in Eingriff ist, sondern auch auf der anderen Seite eine Kegelverzahnung w, die mit einem Kegelrad 30 in Eingriff ist, das in der Mitte eine Bohrung besitzt, durch die die Spindel 26 frei hindurchgehen kann. Das Kegelrad 30 sitzt auf einer Muffe 31, die sich um ihre Achse drehen kann, aber gegen Längsverschiebung in dem festen Lager 32 gesichert ist. Die Muffe 31 hat zwei Schlitze 33, durch die die auf der Mutter 25 befestigten Bolzen 34 hindurchgreifen. Eine Vorrichtung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, ist auch bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 vorhanden, obgleich sie in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Verschiebt man nun in der vorher beschriebenen Weise die Muffe 9 in der einen oder anderen Richtung, so werden nicht nur die Zahnräder 2, sondern durch die Verzahnungen w auch die Zahnräder 30 in Drehung versetzt. Das Zahnrad 30, das sich für gewöhnlich mit derselben Geschwindigkeit dreht wie das Zahnrad 28, dreht sich alsdann mit größerer Geschwindigkeit und nimmt durch die Bolzen 34 die Mutter 25 mit, die dadurch eine Verschiebung des Zylinders α hervorruft. Gleichzeitig findet in der oben beschriebenen Weise eine Verkürzung der Kurbellänge statt.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Regelungs vor richtung für Explosionskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Länge des Kolbenhubes auch die Länge der Pleuelstange oder die Lage des Zylinders derart verändert wird, daß die durch die Veränderung der Länge des Kolbenhubes bewirkte Vergrößerung oder Verringerung des Verdichtungsraumes durch die Veränderung der Länge der Pleuelstange oder der Lage des Zylinders wieder ausgeglichen wird, zum Zwecke, bei veränderlicher Füllung die Verdichtung unveränderlich zu erhalten.

2. Regelungsvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kurbelscheiben (n) drehbare Spindeln (in) gelagert sind, auf denen sich mit dem Kurbelzapfen (i) verbundene Muttern (k) bewegen und die eine Drehung um ihre eigene Achse durch Zahnräder (14 und 15) erhalten können, welche gleichzeitig in eine mit der Kurbelscheibe fest verbundene Verzahnung (3 bezw. 3'). und in eine der Zähnezahl davon abweichende lose Verzahnung (x bezw. x'J. eingreifen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.