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Rohrschiebersteuerung für Brennkraftmaschinen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrsehieberanordnung für Brennkraftmaschinen, die eine widerstandslose und drosselungsfreie Strömung der Gase ermöglicht. Zu diesem Zweck ist der Rohrschieber über einen Teil seiner Länge von einer sich über seinen ganzen Umfang erstreckenden, ringförmigen Verbrennungskammer umgeben, so dass ein Teil der äusseren Fläche des Rohrschiebers den Zylinderdrücken ausgesetzt ist, wodurch ausserdem eine günstige Ausbreitung der Zündwelle erreicht, der auftretende Knall verringert und die Verwendung einer höheren Verdichtung ermöglicht wird. Der Kern des Rohr-
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jungen mit der Verbrennungskammer und demzufolge mit dem Zylinder in Verbindung gebracht werden.
Bei der vorzugsweise zur Anwendung gelangenden Ausführungsform der Maschine bewegt sich der Kolben sehr dicht an den Zylinderkopf heran. Getrennt von dem Zylinder und dem Kolben ist ein Rohrschieber vorgesehen, der in bekannter Weise sowohl den Einlass als auch den Auslass des Zylinders steuert. Der Rohrschieber ist im Zylinderkopf angebracht und derart angeordnet, dass seine Achse quer zu der Achse des Zylinders verläuft, wenn auch dieses Merkmal für die Erfindung in allgemeiner Hinsieht nicht wesentlich ist.
Ferner kommt eine geeignete Antriebsvorrichtung für die Bewegung dieses Rohrschiebers zur Verwendung, so dass letzterer in bekannter Weise eine axiale Hin-und Herbewegung und eine in der Umfangsrichtung verlaufende Schwingbewegung ausführt. Schliesslich ist in der Verbrennungskammer eine Zündkerze vorgesehen, vorzugsweise an derjenigen Seite, die der gegenüberliegt, an welcher die Kammer mit dem Zylinder in Verbindung steht.
Die Erfindung ist für Maschinen verwendbar, die eine beliebige Anzahl von Zylindern haben. Da aber die Vorrichtungen für die einzelnen Zylinder der Maschine dieselben sind, so soll die Erfindung in Verbindung mit einer Einzylindermaschine beschrieben werden.
In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt, u. zw. ist
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Ausführungsform. Fig. 2 ist ein wagrechter Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1 und veranschaulicht die Kurbel auf der den Rohrschieber betätigenden Welle. Fig. 3 ist ein wagrechter Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1 und 4. Fig. 4 ist ein Teil eines lotrechten Schnittes nach der Linie 4-4 der Fig. 1 und 3 und Fig. 5 ist eine der Fig. 1 ähnliche Schnittansicht, veranschaulicht jedoch eine andere Anordnung des Rohrsehieberantriebes, sowie der Rohrschieberkanäle und der im Kern vorgesehenen Kanäle.
In den Figuren bezeichnet 10 den Zylinder, der von einem Wassermantel14 umgeben ist ; im Zylinder befindet sich der Kolben H, der durch eine Schubstange 12 mit der Kurbelwelle. 13 verbunden ist.
Alle diese Teile der Maschine können von beliebiger Bauart sein und sind für die Erfindung nicht wesentlich.
Erfindungsgemäss bewegt sich der Kolben 11 dicht bis an das obere Ende des Zylinders heran, so dass nur ein geringfügiger Spielraum verbleibt ; dies wird durch die Lage des Verdichtungsraumes ermöglicht, der sich nicht im Zylinder, sondern im Zylinderkopf befindet. Dieser ist vorzugsweise abnehmbar auf dem eigentlichen Zylinder angebracht und hat eine quer verlaufende zylindrische Bohrung, in der der Rohrschieber 22 sitzt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft die Achse des Rohrschiebers quer zur Zylinderachse ; er ist mit geeigneten Ausnehmungen 23 versehen, die die Einlass-und Auslassverbindungen des Kernes steuern.
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Die Verbrennungskammer 20 umgibt, wie aus den Fig. 1 und 4 ersichtlich ist, in Gestalt eines Ringraumes vollständig den Rohrschieber 22 ; der Ringraum ist mit dem zugehörigen Zylinder 10 durch einen über den vollen Zylinderdurchmesser reichenden prismatischen Kanal verbunden, dessen Symmetrieebene mit der des Ringraumes zusammenfällt. Die Kammer 20 ist in ihrer Abmessung parallel zur Rohrschieberachse bedeutend schmäler als der Durchmesser des Zylinders (Fig. l, 3 und 5), um ihr Fassungsvermögenund demzufolge die Grösse des Verdichtungsraumes möglichst gering zu halten ; ihre radiale Abmessung ist ungefähr ebenso gross wie die axiale Abmessung, so dass ein Kanal mit sehr geringem Strömungswiderstand entsteht.
Gegebenenfalls kann die radiale Abmessung etwas kleiner als die axiale Abmessung gehalten werden, derart, dass für ein gegebenes Fassungsvermögen die axiale Länge dieser Kammer grösser gewählt werden kann, um eine grössere axiale Länge der im Rohrschieber vorhandenen Ausnehmungen 23 zu ermöglichen.
Die Ausnehmungen 23 des Rohrschiebers 22 steuern die Verbindungen der Kammer 20 zu den Öffnungen der Ein- und Auslasskanäle, die in dem ortsfesten Kern 25 vorgesehen sind, der seinerseits passend im Zylinderkopf sitzt. Der Kern 25 ist an dem einen Ende durch Flächen 26 unmittelbar geführt, durch die er passend in das eine Ende der Zylinderkopfbohrung eingreift, die zur Aufnahme des Rohrschiebers 22 bestimmt ist ; an dem andern Ende wird der Kern durch den Deckel 27 geführt, der die Bohrung im Zylinderkopf abschliesst. Hiedurch wird der Kern 25 konzentrisch zu der Bohrung des Zylinderkopfes gehalten und der Rohrschieber 22 sitzt verschiebbar und genau passend innerhalb dieser Bohrung und auf dem Kern.
Die in dem Kern 25 vorgesehenen Einlass-und Auslasskanäle können in verschiedener Weise angeordnet sein. In den Fig. l und 5 sind zwei verschiedene Anordnungen hiezu dargestellt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind sowohl der Einlasskanal 30 als auch der Aus- lasskanal 31 des Kerns axial verlaufende Kanäle, die von Wassermänteln 32 umgeben sind. Der Einlasskanal 30 mündet am rechten Ende des Kerns in den Einlassstutzen 33 und der Auslasskanal 31 mündet am linken Ende des Kerns-in den Auslassstutzen 34. Sowohl der Einlasskanal 30 als auch der Auslasskanal 31 sind in der lotrechten Symmetrieebene der Kammer 20 gabelförmig ausgebildet, wobei der Einlasskanal in lotrechter Richtung gegabelt ist und nach oben und unten ragende Einlassöffnungen 35 und 36 aufweist, während der Auslasskanal in wagreehter Richtung gegabelt ist und in die wagrecht liegenden Auslassöffnungen 37, 38 endigt (Fig. 3).
Die vier Öffnungen 35, 36, 37 und 38 des Kerns sind derart ange- ordnet, dass ihre Mittelpunkte in die lotrechte-Symmetrieebene des Verdichtungsraumes 20 fallen und ihre axiale Ausdehnung wird gleich der vollen axialen Breite des Verdichtungsraumes gemacht. Bei einer solchen Anordnung-der Öffnungen 35, 36, 37 und 38 sind vorzugsweise zwei Ausnehmungen 23 im Rohrschieber vorgesehen ; diese- Ausnehmungen 23 haben-einen doppelten Zweck und arbeiten an der einen Stelle des'Arbeitskreislaufes mit den beiden Einlassöffnungen 35 und 36 und an einer andern Stelle des Arbeitskreislaufes mit den Auslassöffnungen 37 und 3 & zusammen. Die einzelnen Ausnehmungen sind entsprechend geformt ; um ein schnelles-Öffnen und Schliessen zu ermöglichen.
Der Rohrschieber erhält in bekannter Weise eine kombinierte axiale Hin-und Herbewegung und eine in der Umfangsrichtung verlaufende Ssshwinbewegung, so dass eine jede Ausnehmung 23 sich in einer geschlossenen gekrümmten Bahn bewegt. In der Zeichnung sind diese Teile in einer Lage dargestellt, die sie im wesentlichen zur Zeit der Zündungeinnehmen, wobei sich der Kolben am Ende seines aufwärts gerichteten Verdichtungshubes befindet, Bei der in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsform sind der Einlasskanal 30'und der Auslasskanal 31' auch axial verlaufend aber übereinander angeordnet. Beide Kanäle münden am linken Ende des Kerns, u. zw. der Einlasskanal 30' in den Einlassstutzen 33'und der Auslasskanal 31'in den Auslassstutzen 34'.
Der mit einem Wassermantel 32' versehene Auslasskanal 31' ist in der lotrechten Symmetrieebene der Kammer 20 in wagrechter Richtung gegabelt, so dass zwei sich gegenüberliegende Auslassöffnungen am Kern vorhanden sind, deren eine, 37, in Fig.'5 sichtbar ist. Die beiden Auslassöffnungen sind aber bei dieser Ausführungsform nicht um 1800 zueinander versetzt wie bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, sondern liegen beide- etwas unterhalb der wagrechten Symmetrieebene des Kerns, wie dies durch die Öffnung 37'in Fig. 5 angedeutet ist. Der Einlasskanal 30'steht mit einer Einlassöffnung 36', die am unteren Teil des Kerns zwischen den beiden Auslassöffnungen 37'gelegen ist, und mit einer oder mehreren
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Rohrschiebers 22 gesteuert werden.
Wenn hiebei noch eine zusätzliche Einlassöffnung 35'am oberen Teil des Kerns vorgesehen ist, die nicht in der angegebenen Weise mit den übrigen Einlassöffnungen gesteuert
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öffnung 35'des Kerns zu steuern. Eine solche zusätzliche Einlassöffnung ergibt einen zusätzlichen Einlassquerschnitt, der für Maschinen mit hoher Geschwindigkeit erwünscht ist. In vielen Beziehungen ist es aber vorzuziehen, eine gleiche Anzahl von Einlass-und Auslassöffnungen, wie bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, zu haben.
Der Rohrschieber 22 kann die kombinierte Bewegung durch verschiedene Einrichtungen erhalten.
In den Fig. 1 und 5 sind zwei derartige Einrichtungen dargestellt.
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eine schwankende Bewegung (Schaukelbewegung) ausführt. Eine solche an sich bekannte Schaukelkurbel 46 ist eine Kurbel, deren Achse nicht parallel zu der Achse der den Rohrschieber betätigenden Welle verläuft und nicht in derselben Ebene zu dieser Achse liegt. Auf einer jeden Kurbel 46 ist eine Schubstange 47 gelagert, die an ihrem äusseren Ende eine Bohrung 48 aufweist ; diese nimmt eine Kugel 49 auf, die an dem einen Ende eines Hebels 50 angebracht ist, der seinerseits an einer zwischen seinen Enden befindlichen Stelle eine Lagerkugel 51 aufweist.
Dieses Lager befindet sich in einem gespaltenen Klotz 52, der ortsfest aber entfernbar in einer Ausnehmung 53 sitzt, die sich längs des Zylinders 10 nach oben erstreckt. DerHebelssist zwecks leichter Ausbildung rohrformig ; an seinem oberen Ende sitzt verschiebbar ein Zapfen 54, der eine Kugel 55 trägt, die mit einer an dem einen Ende des Rohrschiebers 22 angebrachten Lagerschale 56 od. dgl. zusammenwirkt.
Die Welle 45 wird von der Kurbelwelle der Maschine angetrieben und wenn diese Welle 45 sich
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