DE841003C - Valve control device for reversible piston steam engines - Google Patents
Valve control device for reversible piston steam enginesInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L29/00—Reversing-gear
- F01L29/02—Reversing-gear by displacing eccentric
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Description
Ventilsteuerungseinrichtung für umsteuerbare Kolbendampfmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilsteuerungseinrichtung für Kolbendampfmaschinen, insbesondere für Schiffsmaschinen, und betrifft Mittel, die es gestatten, durch Handhabung eines einzigen Handrades sowohl die Maschine anzulassen, zu stoppen und umzusteuern als auch die Füllung zu ändern. Wenn die Maschine mit einer Abdampfturbine zusammenarbeitet, dann wird durch dieselbe Handradbetätigung auch die Turbine beim Stoppen und beim Rückwärtsgang der Maschine abgeschaltet und blockiert.Valve control device for reversible piston steam engines The invention relates to a valve control device for piston steam engines, in particular for marine engines, and relates to means that allow it to go through Handling of a single handwheel to start, stop and operate the machine to change direction as well as to change the filling. If the machine has an exhaust turbine works together, then the same handwheel actuation also turns the turbine on Stopping and when reversing the machine switched off and blocked.
Es sind Ventilsteuerungseinrichtungen für umsteuerbare Kolbendampfmaschinen bekannt, bei denen die Umsteuerung beispielsweise durch txzenter, Lenker oder Kulissen vorgenommen wird; diese Einrichtungen sind veraltet, weil mit ihnen keine Null-Füllungen erreicht werden können. Bei neueren Bauarten erfolgt die Umsteuerung durch Beeinflussung der Nocken für die Ein- und Auslaßventile durch Steilgewinde einer Spindel, auf der die gegen Verschiebung gesicherten Nocken aufsitzen und verdreht werden.They are valve control devices for reversible piston steam engines known, in which the reversal, for example, by txzenter, handlebars or scenes is made; these facilities are out of date because they do not have zero fillings can be achieved. In the case of newer designs, the change of direction takes place through influencing the cam for the inlet and outlet valves by means of a high-helix thread of a spindle which sit on the secured against displacement cams and are rotated.
Die Konstruktionsmittel dieser Einrichtung sind eng gedrängt in einem Gehäuse untergebracht; für jeden Zylinder ist ein solches Gehäuse erforderlich. Eine derartige Einrichtung ist nicht nur kostspielig, sondern auch mangelhaft zugänglich; für Schiffsmaschinen ist sie völlig ungeeignet, denn hier ist die bequeme Zugänglichkeit ein Haupterfordernis, damit Störungen mit Bordmitteln schnell beseitigt werden können.The means of construction of this facility are tightly packed into one Housing housed; such a housing is required for each cylinder. Such a facility is not only expensive but also poorly accessible; it is completely unsuitable for ship engines, because here is the convenient accessibility a main requirement so that faults can be eliminated quickly with on-board resources.
Erfindungsgemäß wird eine baulich einfache, übersichtliche und leicht zugängliche Steuerungseinrichtung durch Kombination der nachstehend bezeichneten Einrichtungen geschaffen: a) durch ein gemeinsames Handrad zu betätigende gekur@-te Scheiben zum Öffnen und Schließen der Einlaßventile sowie für die Auslaßventile, b) je eine rotierende Nockenwelle für die Einlaß- und Auslaßventile, wobei die Einlaßnockenwelle aus gegeneinander verdrehbaren Wellenteilen zusammengesetzt ist und beide axial nicht verschiebbaren Nockenwellen durch je eine im Antriebsrad der Nockenwellen angeordnete, mittels der zugehörigen Kurve axial verschiebbare Hülse verdrehbar sind, c) eine in der hohlen Einlaßnockenwelle angeordnete, durch die zugehörige Kurve axial verschiebbare Hilfswelle, die die Verdrehung der Nocken zum Schließen der Einlaßventile gegenüber den Nocken zum Öffnen bewirkt.According to the invention, a structurally simple, clear and easy one accessible control device by combining the following designated facilities created: a) to be operated by a common handwheel shortened disks for opening and closing the inlet valves as well as for the outlet valves, b) one rotating camshaft each for the intake and exhaust valves, the intake camshaft is composed of mutually rotatable shaft parts and both axially non-displaceable camshafts by one in each of the camshaft drive wheels arranged, by means of the associated curve axially displaceable sleeve rotatable are, c) one arranged in the hollow intake camshaft through the associated Cam axially displaceable auxiliary shaft, which allows the rotation of the cam to close causes the intake valves to open relative to the cams.
In den Abb. i bis 6 ist die Erfindung -in schematischer Form an einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt Abb. i die Steuereinrichtung der Einlaßnockenwelle, Abb. 2 die der Auslaßnockenwelle, Abb. 3 die Anordnung der Kurvenscheiben, Abb. 4 die Nockenstellung für Voreinströmung, Abb. 5 die Nockenstellung für Rückwärtsfahrt, Abb.6 die Umsteuereinrichtung für eine nachgeschaltete Turbine.. In Figures I to 6, the invention is -.. Depicted in schematic form of an exemplary embodiment, namely shown in Fig i, the control means of the intake camshaft, Fig 2, the exhaust camshaft, Fig 3 shows the arrangement of the cam plates, fig 4, the cam position.. for pre-inflow, Fig. 5 the cam position for reverse travel, Fig. 6 the reversing device for a downstream turbine.
Die Zeichnung zeigt die Einlaßnockenwelle (Abb. i) nur für den ersten und zweiten Zylinder, die Auslaßnockenwelle (Abb. 2) nur für den ersten Zylinder; für die übrigen Zylinder sind die Nockenwellen nach links fortgesetzt zu denken.The drawing shows the intake camshaft (Fig. I) for the first one only and second cylinder, the exhaust camshaft (Fig. 2) for the first cylinder only; for the remaining cylinders, the camshafts are to be thought of as continued to the left.
in diesen Abbildungen bezeichnet Ö die Kurve für das Öffnen und S die Kurve für das Schließen der Einlaßventile, A die Kurve für den Auslaß und T die Kurve für die Abschaltung und Blockierung der Abdampfturbine. Den auf den Kurvenbahnen bezeichneten Stellungen entsprechen folgende Stellungen der Steuerorgane: V = Fahrtstufe »Vorwärts«, R = Fahrtstufe »Rückwärts«, X = Öffnen der Einlaßventile für Anlassen »Vorwärts«, U = Schließen der Einlaßventile für Anlassen »Vorwärts«, M = Öffnen und Schließen der Auslaßventile für Anlassen »Vorwärts«, W = Öffnen der Einlaßventile für Anlässen »Rückwärts«, Q = Schließen der Einlaßventile für Anlassen »Rückwärts«, N = Öffnen und Schließen der Auslaßventile für Anlassen »Rückwärts«.In these figures, O denotes the curve for opening and S the curve for closing the inlet valves, A the curve for the outlet and T the curve for the shutdown and blocking of the exhaust steam turbine. The following positions of the control organs correspond to the positions marked on the cam tracks: V = speed level "forward", R = speed level "reverse", X = opening of the inlet valves for starting "forwards", U = closing of the inlet valves for starting "forwards", M = Opening and closing of the exhaust valves for starting "forwards", W = opening of the inlet valves for starting "backwards", Q = closing of the inlet valves for starting "backwards", N = opening and closing of the exhaust valves for starting "backwards".
Die Kurvenscheiben sind auf der Welle 7 aufgekeilt und können über ein selbsthemmendes Getriebe 8 durch das Handrad 9 gedreht werden. Durch Drehung des Handrades 9 werden mittels in den Kurvenbahnen geführter Rollen oder Gleitstücke die Übertragungsorgane io, 1i, 12, 13, beispielsweise aus Zahnstange, Zahnsegment, Stange und Winkelhebel bestehend, betätigt, welche auf die Steuerorgane wirken. Das Gestänge ii verschiebt in dem Antriebsrad 16 eine Hülse 18, die durch Federn 17 gegen Drehung gesichert ist. Diese Hülse läuft daher mit der Drehzahl der Kurbelwelle um und greift mit Schrägzähnen 2o in ein Steilgewinde 22 einer Hohlwelle 24 ein, die einen Nocken 26 für die Einlaßventilöffnung (Voreinströmung) des ersten Zylinders trägt. Die Einlaßnockenwelle besteht je nach der Zylinderzahl aus mehreren Wellenteilen 24, 28, 34 und weiteren, nicht gezeichneten. Der Teil 28 trägt die Nocken 30, 32, von denen der Nocken 30 für die Begrenzung der Füllung des ersten und der Nocken 32 für die Füllungsbegrenzung des zweiten Zylinders dient. Der Teil 34, der durch die Hilfswelle 36 mit dem Teil 24 gekuppelt ist, hat ebenfalls zwei Nocken, die die gleiche Aufgabe wie der Nocken 26 (Voreinströmung), und zwar für den zweiten und dritten Zylinder zu erfüllen haben und von denen die Zeichnung nur einen, nämlich den Nocken 37 für den zweiten Zylinder, zeigt. Für weitere Zylinder sind zusätzliche Wellenteile anzufügen.The cam disks are keyed on the shaft 7 and can be turned by the handwheel 9 via a self-locking gear 8. By turning the handwheel 9, the transmission elements io, 1i, 12, 13, for example consisting of a rack, toothed segment, rod and angle lever, which act on the control elements, are actuated by means of rollers or sliders guided in the cam tracks. The linkage ii moves a sleeve 18 in the drive wheel 16 which is secured against rotation by springs 17. This sleeve therefore revolves at the speed of the crankshaft and engages with helical teeth 2o in a coarse thread 22 of a hollow shaft 24 which carries a cam 26 for the inlet valve opening (pre-flow) of the first cylinder. The inlet camshaft consists of several shaft parts 24, 28, 34 and others, not shown, depending on the number of cylinders. The part 28 carries the cams 30, 32, of which the cam 30 is used to limit the filling of the first cylinder and the cams 32 to limit the filling of the second cylinder. The part 34, which is coupled to the part 24 by the auxiliary shaft 36, also has two cams which have the same task as the cam 26 (pre-inflow) for the second and third cylinders and of which the drawing only one, namely the cam 37 for the second cylinder shows. Additional shaft parts must be added for additional cylinders.
Die Hilfswelle 36 wird durch die Kurve S mittels des Gestänges io verschoben; da die Hilfswelle 36 Steilgewinde 4o besitzt, das in entsprechendes Gewinde des Teiles 28 eingreift, verdreht sich hierbei der Nockenwellenteil' 28 mit den :locken 30, 32. In dem Teil 24 bzw. 34 ist die Hilfswelle verschiebbar gelagert, aber an einer Verdrehung durch die Federn 38 gehindert. Die Hilfswelle nimmt somit das ihr von dem Antriebsrad 16 über Federn 17 und über die Hülse i8, das Gewinde 2o, 22, den Wellenteil 24 und die Feder 38 zugeführte Drehmoment auf und überträgt es auf die übrigen Wellenteile. Dies letztere geschieht auch zusätzlich bei einer Verschiebung der Hülse 18 durch die Kurve Ö. Bei der Längsverschiebung der Hilfswelle 36 durch die Kurve S werden Drehmomente auf alle Wellenteile, die Nocken für das Schließen der Einlaßventile tragen (z. B. 28), ausgeübt. Es ist zur Erzielung der gewünschten Wirkung nicht erforderlich, die Hilfswelle 36 innerhalb der Hülse oder der hohlen Nockenwelle anzuordnen, doch ist es vorteilhaft: Damit bei einer Verschiebung der Hülsen 18, 44 bzw. der Hilfswelle 36 die beabsichtigten Steuervorgänge folgerichtig zueinander verlaufen, sind bei den Kurven A, Ö, S, T gewisse Kurvenstrecken steigungsfrei ausgebildet und damit wirkungslos gemacht.The auxiliary shaft 36 is displaced through the curve S by means of the linkage io; Since the auxiliary shaft 36 has a coarse thread 40 which engages in the corresponding thread of the part 28, the camshaft part 28 rotates with the locks 30, 32 the springs 38 prevented. The auxiliary shaft thus absorbs the torque supplied to it by the drive wheel 16 via springs 17 and via the sleeve 18, the thread 20, 22, the shaft part 24 and the spring 38 and transmits it to the remaining shaft parts. The latter also happens when the sleeve 18 is shifted through the curve O. During the longitudinal displacement of the auxiliary shaft 36 through the curve S, torques are exerted on all shaft parts which carry cams for closing the intake valves (e.g. 28). To achieve the desired effect, it is not necessary to arrange the auxiliary shaft 36 within the sleeve or the hollow camshaft, but it is advantageous: So that when the sleeves 1 8, 44 or the auxiliary shaft 36 are displaced, the intended control processes are consistent with one another in curves A, Ö, S, T, certain sections of the curve are designed to be incline-free and thus rendered ineffective.
Die Verstellung der Auslaß_teuerwelle 5o ist in Abb. 2 dargestellt. Das Antriebsrad 42 nimmt über Federn 46 die Hülse 44 mit, die durch die Kurve A mittels Gestänge 12 verschoben werden kann. Auch diese Hülse greift mit Schrägzähnen 49 in das Steilgewinde 48 der Auslaßnockenwelle 5o ein, die je Zylinder zwei Auslaßnocken für die Deckel- und die Bodenseite besitzt. Die Zeichnung zeigt nur die Auslaßnocken des ersten Zyliihders. Wird die Kurvenscheibe mit der Kurve A gedreht, dann wird die Auslaßnockenwelle 50 mit ihren Auslaßnocken 52 mittels des Gestänges 12 und der Hülse 44 verdreht.The adjustment of the Auslaß_teuerwelle 5o is shown in Fig. 2. The drive wheel 42 takes along the sleeve 44 via springs 46, which can be moved through the curve A by means of linkage 12. This sleeve, too, engages with helical teeth 49 in the helical thread 48 of the exhaust camshaft 5o, which has two exhaust cams for each cylinder for the top and bottom sides. The drawing shows only the exhaust cams of the first cylinder. If the cam is rotated with the curve A, then the exhaust camshaft 50 is rotated with its exhaust cams 52 by means of the linkage 12 and the sleeve 44.
Die Umsteuerung der Maschine erfolgt durch Drehen des Handrades 9 von der Betriebsstellung Y = »Vorwärts« bis zur Stoppstellung und Weiterdrehen im gleichen Sinne bis auf Stellung R = »Rückwärts«. Es werden hierbei durch Veränderung des radialen Abstandes der Kurvenbahn A von f auf g die Auslaßnocken 52 und auf die gleiche Weise bei der Kurvenbahn Ö von a auf b und bei der Kurvenbahn S von c auf e die Voreinströmnocken 26 und 37 und die Füllungsnocken 30 und 32 verstellt, wie es der Drehsinn für Rückwärtsfahrt erfordert. Bei den bereits bekannten Ventilsteuerungseinrichtungen ist für den Umsteuerungsvorgang die zusätzliche Bedienung eines Manövrierventils erforderlich, da sich mit ihnen eine absolute Nullfüllung nicht erreichen läßt.The machine is reversed by turning the handwheel 9 from the operating position Y = "forwards" to the stop position and turning it further in the same way to position R = "backwards". In this case, by changing the radial distance of the cam path A from f to g, the outlet cams 52 and in the same way in the cam path Ö from a to b and in the cam path S from c to e the pre- inflow cams 26 and 37 and the filling cams 30 and 32 adjusted as required by the direction of rotation for reversing. In the case of the already known valve control devices, the additional operation of a maneuvering valve is necessary for the reversal process, since they cannot be used to achieve an absolute zero filling.
Zur Unterstützung des Anspringens der Maschine wird sowohl bei Vorwärts- als auch bei Rückwärtsfahrt ebenfalls durch Drehen des Handrades der radiale Abstand der Kurvenbahnen Ö und S verändert, und zwar wird bei Vorwärtsfahrt der radiale Abstaid der Kurvenbahn S auf dem Wege von V bis U von c auf h mit der Wirkung größerer Füllung vergrößert, während bei Rückwärtsfahrt der radiale Abstand der Kurvenbahn Ö auf dem Wege von R bis W von b auf i und bei der Kurvenbahn S auf dem Wege von R nach e von e auf k gleichfalls mit der Wirkung größerer I, üllung verkleinert wird. Es ist daher mit den beschriebenen Mitteln möglich, ohne besondere zusätzliche Hilfsmittel Mehrzvlindermaschinen mit einfacher Expansion in jeder beliebigen Stellung anzufahren.To support the starting of the machine, the radial distance between the curved paths Ö and S is changed by turning the handwheel both when driving forwards and backwards, and when driving forward, the radial distance between the curved path S on the way from V to U is changed from c increased to h with the effect of greater filling, while when driving backwards the radial distance of the curved path Ö on the way from R to W from b to i and with the curved path S on the way from R to e from e to k also with the effect greater I, filling is reduced in size. It is therefore possible with the means described to start up multi-cylinder machines with simple expansion in any position without special additional aids.
Die '.locken 26, 30, 32, 37, 52 usw. steuern nicht nur die Ventile der Deckelseite, sondern auch die der Bodenseite. Die Einlaßventile für die Deckelseite werden über einen Winkelhebel bewegt, der zwei Rollen 6o, 62 trägt, von denen die eine Rolle auf dem Nicken 26 bzw. 37, die andere Rolle auf dem Nocken 3o bzw. 32 aufliegt, die durch Verschiebung der Hülse 18 und der Hilfswelle 36 bei der Ausführung der Steuerungsvorgänge verdreht werden (Abb. 4 und 5).The locks 26, 30, 32, 37, 52 etc. not only control the valves the lid side, but also that of the bottom side. The inlet valves for the cover side are moved via an angle lever which carries two rollers 6o, 62, of which the one role on the pitch 26 or 37, the other role on the cam 3o or 32 rests, which by displacement of the sleeve 18 and the auxiliary shaft 36 in the execution the control processes are twisted (Fig. 4 and 5).
Die Einlaßventile für die Bodenseite werden durch dieselben Nocken gesteuert, wobei wiederum zwei Rollen 64, 66 über einen Winkelhebel ein Ventil bewegen (s. Abb. 4 und 5).The inlet valves for the bottom side are controlled by the same cams controlled, in turn two rollers 64, 66 move a valve via an angle lever (see Fig. 4 and 5).
Mit Rücksicht auf die Endlichkeit der Pleuelstange muß, um für die Boden- und Deckelseite des Zylinders gleiche Füllung zu erhalten, der Rollenabstand el (Deckelseite) größer als e2 (Bodenseite) gehalten werden (Abb. 4). In Abb. 5 ist die Verdrehung der Nocken 26, 3o bei Rückwärtsfahrt angegeben. Die Auslaßnockenwelle 5o hat für die Deckel- und Bodenseite je einen Nocken 52 mit einer Rolle (s. Abb. 2).With regard to the finiteness of the connecting rod must in order for the Bottom and top side of the cylinder to get the same filling, the roller spacing el (cover side) must be kept larger than e2 (bottom side) (Fig. 4). In Fig. 5 the rotation of the cams 26, 3o when driving backwards is indicated. The exhaust camshaft 5o has a cam 52 with a roller each for the top and bottom side (see Fig. 2).
Arbeitet die Kolbenmaschine mit einer Abdampfturbine gemeinsam auf die Schraubenwelle, dann kommt beim Umsteuermanö ver die Kurve T zur Anwendung (Abb. 6) ; sie drückt, während die Steuerung der Maschine durch die Kurven Ö und S auf o"'" Füllung gebracht wird, die Drehklappe 70 über das Gestänge 13 in die punktierte Stellung und öffnet somit dein Dampf den Weg zum Kondensator. Gleichzeitig muß auch die Entkuppelung der Turbine erfolgen, z. B. durch Entleerung einer hydraulischen Kupplung, deren Abflußventil mitgesteuert wird.If the piston engine works together with an exhaust turbine on the screw shaft, then curve T is used for the reversing maneuver (Fig. 6); while the control of the machine is brought to o "'" filling by the curves Ö and S, it presses the rotary flap 70 via the linkage 13 into the dotted position and thus opens your steam to the condenser. At the same time, the decoupling of the turbine must also take place, for. B. by emptying a hydraulic clutch whose drain valve is also controlled.
Im Gestänge 13 ist ein Schalthebel 71 angeordnet, der bei Erreichen der "Offen;@-Stellung der Drehklappe 70 mit der Sperrklinke 72 in der Raste 74 eines Segmentes einklinkt, so daß das für die Ingangsetzung der Abdampfturbine erforderliche Schließen der Drehklappe nur von Hand und nach Umsteuern der Maschine auf »Vorwärts« wieder geschehen kann.In the linkage 13 there is a switching lever 71 which, when the "open;@" position of the rotary flap 70 is reached, latches with the pawl 72 in the detent 74 of a segment, so that the rotary flap can only be closed by hand and required to start the steam turbine can happen again after changing the direction of the machine to "forward".
Um zu verhüten, daß die Kurvenscheiben S, Ö, A, T infolge des Gegendruckes zurückdrehen, ist zwischen den Kurvenscheiben und dem Handrad 9 ein selbsthemmendes Getriebe 8 angeordnet. In den Gestängen iö, i i, 12 ist je ein Spannschloß 73 angeordnet, um Veränderungen, die durch Wärmeausdehnung oder Verschleiß entstanden sind und mittels Indikators festgestellt werden, bei laufender Maschine zu korrigieren. Das ist bei den bekannten Ausführungen nicht möglich; es muß dabei die Maschine erst gestoppt werden, um eine Verstellung der Steuerung vorzunehmen.In order to prevent the cam disks S, Ö, A, T from turning back as a result of the counter pressure, a self-locking gear 8 is arranged between the cam disks and the handwheel 9. A turnbuckle 73 is arranged in each of the rods iö, ii, 12 in order to correct changes which have arisen due to thermal expansion or wear and which are determined by means of an indicator while the machine is running. This is not possible with the known designs; the machine must first be stopped in order to adjust the control.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEB4931A DE841003C (en) | 1950-06-17 | 1950-06-17 | Valve control device for reversible piston steam engines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEB4931A DE841003C (en) | 1950-06-17 | 1950-06-17 | Valve control device for reversible piston steam engines |
Publications (1)
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DE841003C true DE841003C (en) | 1952-06-09 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEB4931A Expired DE841003C (en) | 1950-06-17 | 1950-06-17 | Valve control device for reversible piston steam engines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE841003C (en) |
-
1950
- 1950-06-17 DE DEB4931A patent/DE841003C/en not_active Expired
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