DE169696C - - Google Patents

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

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.The object of the invention relates to a device for regulating the gear of Explosive power machines. By means of this device, the piston stroke is increased depending on the performing work changed. Simultaneously with the change in the crank length, a Lengthening or shortening the connecting rod or an axial displacement of the Working cylinder causes.

ίο Auf den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.ίο On the drawings are several embodiments of the invention shown.

Fig. ι ist ein Längsschnitt durch eine gemäß der Erfindung eingerichtete Maschine.Fig. Ι is a longitudinal section through a machine set up according to the invention.

Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 1.FIG. 2 is a section along the line AA of FIG. 1.

Fig. 3 ist links ein Schnitt nach der Linie B-B und rechts nach C-C von Fig. 1.FIG. 3 is a section on the left along the line BB and on the right along CC of FIG. 1.

Fig. 4 ist ein Längsschnitt einer Einzeleinrichtung, von der Fig. 5 einen Teil in einer Ansicht veranschaulicht.Fig. 4 is a longitudinal section of a single device, of which Fig. 5 is a part in one view.

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. ₍ Fig. 6 illustrates a controller.
7 and 8 show another embodiment of the invention in which the control is achieved by changing the crank length in conjunction with a corresponding displacement of the working cylinder, while in the embodiment according to FIGS. 1 to 6 the cylinder is fixed and instead the length of the connecting rod is changed. ₍

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.In FIGS. 1 to 6, piston b moves in cylinder α , and piston rod d engages on its pin c , which at the same time forms the connecting rod. The outer end of this connecting rod is connected to a pair of Nuremberg scissors e , the free ends / rings of which carry g. These rings g form bearings for bushes h in which the shaft i is mounted, which forms the crank of the machine.

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.At each end of this horizontal shaft i, which can be composed of two parts to facilitate assembly, there is a head k which is provided with a nut thread for a spindle m. The spindle m can be rotated about its axis in a crank disk η. So that the length of the connecting members between the connecting rod d and the shaft journal ο is variable, the crank disks η are not firmly connected to the crank i , but with the involvement of actuators, such as. B. the mentioned screw spindles m, which allow a shift of the nuts k and thus a corresponding lengthening or shortening of the Nuremberg scissors e .

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.The spindle m has two collars ρ and q, arranged on both sides of its bearing r, which prevent longitudinal displacement. Each crank disk η has a recess, in the walls of which two grooves s are arranged, which serve as a guide for the sliders t of the bushing h and run obliquely (FIG. 1). It can be seen that by turning the spindles m with the help of the Nuremberg scissors, through the intermediary of the sliders t and the bushes h, a displacement of the piston b in the cylinder α can be brought about independently of the rotation of the crank disks η and during the movement of the latter.

Beim normalen Gange der Maschine wird durch die Hin- und Herbewegung des KoI-When the machine is running normally, the back and forth movement of the

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.bens b and the connecting rod de caused a rotation of the crank disks η , which communicate their rotation to the shaft journal ο. The nuts k retain their position relative to the spindles m and to the pins ο unchanged.

Auf der Kurbelscheibe η ist ein Ring u befestigt, der einem Zahnkranz ν als Lager dient und ihn gegen achsiale VerschiebungA ring u is attached to the crank disk η , which serves as a bearing for a ring gear ν and protects it against axial displacement

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.ίο secures to the outside. The ring gear ν is provided with a face toothing χ ■ and a bevel toothing y (Fig. I) and can rotate freely on the ring u. An approach ι the crank disk η prevents the axial displacement of the ring gear ν inward. The bevel gearing y meshes with a bevel gear 2, which sits on the spindle m. The crank disk η also carries a fixed ring gear 3. Parallel to the crankshaft 0, a special shaft 4 (Fig. 2) is arranged laterally, the journals 5 (Fig. 3) are mounted in a suitable manner in brackets that are connected to the housing 6 from a Pieces exist or are attached to it.

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.Gears 7 and 8 with different numbers of teeth are seated on the shaft 4 at both ends. For example, one has 29 teeth and the other 31 teeth. The W ^T elle 4 is surrounded by a sleeve 9, but which is secured in a longitudinally displaceable against rotation by two bolts 10 on the shaft (Fig. 2 and 4) which are fixed on a nut 11, .the turn on a thread 12 of the Wave 4 is seated. The bolts 10 can slide in a slot 13 in the sleeve 9. At both ends of the sleeve 9, gears 14 and 15 are keyed which have the same number of teeth, for example 30 teeth, and which are constantly in engagement with the ring gears 3 and 3 'of the two crank disks. This device is used to change the position of the shaft i and thus the crank length during the rotation of the crank disks in order to increase or decrease the stroke of the piston.

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.Assuming that the parts are in the position shown in FIG. 4, it can be seen that the teeth 3 and 3 'set the gears 14 and 15 in rotation. On the other hand, the bevel gears 2, which sit on the spindles m without rotating, take the ring gears yy ' and χ χ' with them. As a result, the gears 7 and 8 also get a rotation, namely they rotate at the same speed as the wheels 14 and 15. The nut 11 thus remains in its position on the thread 12 of the shaft 4, since the shaft 4 and the sleeve 9 rotate at the same angular speed. But if you move by hand or in any other way, the sleeve 9 in the direction of arrow 16 (Fig. 4) so far that the gear 14 with the ring gear x, which has 116 teeth, for example, comes into engagement, but with the ring gear 3, which has for example, 120 teeth, is engaged, the result is that the ring gear χ with respect to the sprocket 3 a lead obtained thereby by means of the ring gear y bevel gear 2 and thus of the spindle is m a rotation about its axis granted which results in a displacement of the nut k from top to bottom in the direction of arrow 17 (FIG. 1). The lead of the ring gear χ is also transmitted through the gear wheel 7, the shaft 4 and the gear wheel '8 to the ring gear x', whereby the bevel gear 2 on this side is also given a rotation by means of the ring gear y ', which however ( since the ring gear y engages from the left, the ring gear y from the right in the associated bevel gear) the rotation of the bevel gear 2 located on the other side is opposite. As a result, the spindles m must have opposite threads in order to cause a displacement of the nuts, k in the same sense on both sides. As a result of the movement described, the piston b is pulled slightly downwards while at the same time shortening the crank length. The shortening of the crank length makes a corresponding extension of the connecting rod necessary, which is made possible by the design of the connecting rod as Nuremberg scissors.

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.If, on the other hand, the sleeve 9 is displaced in the direction of arrow 18 so far that the gear 15 is simultaneously in engagement with the gear rims 3 'and x' , which have 120 and 124 teeth , it is clear that the gear rim x 'is opposite the ring gear 3 'remains somewhat behind and that this delay is also transmitted to the ring gear χ through gear wheel 8, shaft 4 and 7. This causes the spindles m to rotate in the opposite direction as before. The nuts k now move upwards, which results in an extension of the piston stroke. It is clear that the lengthening or shortening of the piston stroke is of different magnitude, depending on the length of time that the gears 14 or 15 are left in connection with the ring gears χ or x '. In this way one achieves a variable filling of the cylinder, which can be adapted to the work to be done.

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, aberInstead of moving the sleeve 9 by hand, this can also be done by a Flyball regulator, for example in the manner shown in FIG. 6, can be effected automatically. Here are rotatable on one, but

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.nondisplaceably mounted bushing 19 springs 20 attached, which carry flyweights 21 in the middle and are attached to a flange 22 of the sleeve 9 at the other end. It is readily apparent that, with this arrangement, the sleeve 9 is shifted to the left or right automatically with the change in load.
So that the displacement of the cranks does not go further than the guide slots s allow in both directions, the device consisting of nut Ii and bolt 10 is made. Since the bolts 10 engage in the slots 13 of the sleeve 9, the nut 11 rotates at the speed of the sleeve 9 and consequently screws itself when the shaft 4 experiences an acceleration or a deceleration due to the displacement of the sleeve 9, according to one or the other the other end of the slots 13 until it strikes and thereby returns the sleeve 9 to the central position.

Bei der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform ist mit der Veränderung des Kolbenhubes eine Verschiebung des Zylinders verbunden.In the case of the one shown in FIGS Embodiment is a displacement of the cylinder with the change in the piston stroke tied together.

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.The cylinder is equipped with guide grooves 23 with which it is in suitable, guides not shown in the drawing is performed. Approaches 24 form bearings for a female threaded sleeve 25 in which the spindle 26 sits, which is in a fixed bearing 27 can rotate and a conical gear 28 carries which is resistant with a splined on the main shaft 0 gear 29 is in connection.

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.The crank pin i, which in turn carries heads k designed as nuts, is gripped by the connecting rod d, which in this case cannot be changed in length, by means of the head g . The ring gear χ surrounding the shaft 0 loosely rotatable not only has a conical toothing ^ which is in engagement with the bevel gear 2 of the spindle m , but also on the other side a bevel gear w, which is in engagement with a bevel gear 30, which is in the center has a hole through which the spindle 26 can freely pass. The bevel gear 30 sits on a sleeve 31, which can rotate about its axis, but is secured against longitudinal displacement in the fixed bearing 32. The sleeve 31 has two slots 33 through which the bolts 34 fastened on the nut 25 reach. A device as shown in FIG. 4 is also present in the embodiment according to FIGS. 7 and 8, although it is not shown in the drawing.

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.If the sleeve 9 is now shifted in one direction or the other in the manner described above, not only the gears 2 but also the gears 30 are set in rotation by the gears w. The gearwheel 30, which usually rotates at the same speed as the gearwheel 28, then rotates at greater speed and, through the bolts 34, takes the nut 25 with it, which thereby causes a displacement of the cylinder α . At the same time, the crank length is shortened in the manner described above.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:Patent Claims: 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.1. Control device for explosion engines, characterized in that simultaneously with the length of the piston stroke and the length of the connecting rod or the position of the cylinder is changed in such a way that the change in the length of the piston stroke the enlargement or reduction of the compression area caused by the change the length of the connecting rod or the position of the cylinder is balanced again, for the purpose of variable Filling to maintain the compaction invariably. 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.2. Control device according to claim I, characterized in that in the crank disks (n) rotatable spindles (in) are mounted on which nuts (k) connected to the crank pin (i ) move and which rotate about their own axis by gears (14 and 15) can be obtained, which at the same time in a toothing firmly connected to the crank disk (3 and 3 '). and mesh with a loose toothing that deviates from the number of teeth (x or x'J. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.For this purpose 2 sheets of drawings.