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Schiebersteuerung für Viertakt-Brennkraftmaschinen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schiebersteuerung für Viertakt-Brennkraftmaschinen.
Bei den bekannten Steuerungen dieser Art ist jeder Zylinder mit einem einzigen, entgegen der Wirkung einer Feder von einer Nockenwelle aus unmittelbar gesteuerten Kolbenschieber mit in verschiedener Höhe angeordneten Einlass-und Auslassöffnungen versehen. Diese Anordnung hat ausser dem Nachteil einer starken Drosselung auch noch den, dass das angesaugte Gemisch nicht völlig frei ist von Verbrennungsgasen, weil beide Gase durch den Innenraum des Schiebers hindurchgehen. Ein weiterer Übelstand ist starke Beanspruchung der Steuerwelle und die rasche Abnützung der Nocken.
Durch die Erfindung sollen diese Nachteile beseitigt werden. Gemäss der Erfindung besorgt ein von der Nockenwelle gesteuerter hohlzylindrischer Schieber die Steuerung von in der Zylinderwand vorgesehenen Auslassöffnungen. Der Innenraum dieses Schiebers steht ständig mit der Frischgaszuleitung in Verbindung und ist durch ein im Schieber geführtes Ventil verschlossen, das derart gesteuert wird, dass es beim Ansaugen sich öffnet und den Innenraum des Schiebers und damit die Frischgaszuleitung mit dem Zylinder in Verbindung setzt. Die selbsttätige Steuerung des Ventils kann durch eine am Schieber abgestützte Rückzugfeder und den Saugdruck im Zylinder geschehen.
Die Wege des eintretenden und des ausgeschobenen Gases sind bei dieser Anordnung voneinander völlig getrennt, so dass keine Vermischung dieser Gase stattfinden kann. Die Drosselungsverluste können auf ein Mindestmass herabgesetzt werden, weil sich die Einlass-und Auslassöffnungen nahezu über den ganzen Umfang erstrecken können.
Die Steuerung des den Auslass regelnden Schiebers erfolgt durch von der Nockenwelle aus mittels zweier gelenkig miteinander, mit dem Schieber und mit einer am Gehäuse befestigten Achse verbundener Hebel, einem sogenannten Kniehebel. In dessen gestreckter Lage, die seiner Ruhelage entspricht und die durch Anschläge begrenzt ist, liegen alle Gelenkpunkte des Kniehebels ungefähr in einer Parallelen zur Zylinderachse, so dass nahezu der gesamte auf den Schieber ausgeübte Druck auf das Gehäuse übertragen wird ; nur ein kleiner Teil des Druckes beansprucht die Nockenwelle, deren Nocken mittels einer an einem der Hebel angebrachten, mit der Nocke zusammenwirkenden Rolle die Stellung des Kniehebels derart regelt, dass dieser nur in der Auspuffperiode unter dem Druck der Auspuffgase einknicken kann, sonst aber gestreckt bleibt.
Die Zeichnung stellt eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung im Schnitt dar.
Fig. 1 zeigt den Augenblick des Einlasses, Fig. 2 die Verdichtung, Fig. 3 die Zündung und Fig. 4 den Auspuff.
In dem vom Wassermantel 2 umgebenen Zylinder 1 ist der strichpunktiert schematisch dargestellte Kolben 3 geführt, dessen jeweilige Bewegungsrichtung durch einen Pfeil angedeutet ist. Im Kopf des Zylinders 1 sitzt der hohlzylindrische Schieber 4, der nach aussen abgeschlossen ist und sich mit geringer Reibung im Zylinder derart verschieben kann, dass sein unterer Rand die Öffnungen 5 der Austrittskanäle 6 abdeckt oder freigibt. In seinem oberen Teil steht der Schieber 4 durch Öffnungen 7 seiner Seitenwand und durch entsprechende Öffnungen 8 des Zylinders in ständiger Verbindung mit den Einlasskanälen 9.
Ein den Verbrennungsraum schliessendes, im Schieber 4 geführtes Ventil 10 kann sich im Schieber 4 derart verschieben, dass seine Öffnungen 11 durch den unteren Rand des Schiebers 4
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ausgeschnitten, dass das Innere des Schiebers mit dem Einlass 9 ständig in Verbindung bleibt.
Zwischen dem Federteller 14 eines in der Mitte des Ventils 10 befestigten Bolzens 15 und der inneren Stirnwand 16 eines mit dem Schieber 4 verbundenen, mit ihm gleichachsigen Rohrstückes 17 ist eine Feder 13 gespannt, welche das Ventil 10 ständig in den Schieber 4 hineinzuziehen und so die Öffnungen 11 geschlossen zu halten trachtet. Der obere Rand des Rohrstückes 17 ist aussen auf kleineren Durchmesser abgedreht und steckt im Boden des Schiebers 4, wobei sich seine Schulter 18 gegen die Innenfläche von dessen Boden stützt. Das obere Ende ist innen mit Muttergewinde versehen, in das ein Schraubenbolzen 19 eingeschraubt ist, dessen Bund 20 sich gegen die Aussenfläche des Bodens des Schiebers 4 stützt und der oben ein Auge 21¯ trägt, das mit einem Loch 34 versehen ist.
Die Schulter 18 und der Bund 20 sichern die Verbindung zwischen dem Schieber 4 und dem Rohrstück 17.
Der Zylinderkopf trägt oben zwei Böcke 22 - auf der Zeichnung ist nur einer sichtbar deren obere Enden durch eine Achse 23, die senkrechL zur Zylinderachse steht, miteinander verbunden sind. Ein Kniehebel 24, dessen Arme durch einen Bolzen 25 gelenkig miteinander verbunden sind, ist mit dem oberen Arm an der Achse 23 und mit dem unteren Arm am Zapfen 26 angelenkt, der durch das in den Boden des Schiebers 4 eingeschraubte Auge 21 hindurchgeht.
Wenn sich der Schieber 4 in : der tiefsten Stellung befindet, so dass die Auslass- öffnungen 5 geschlossen sind, ist der Kniehebel 24 gestreckt und die drei Bolzen 26, 25 und 23 liegen fast in einer geraden Linie in der Verlängerung der Zylinderachse (Fig. 1, 2 und 3) ; Anschlagflächen 27, die auf der einen Seite der Arme des Kniehebels vorgesehen sind, ver- hindern jedoch ; dass auch der Bolzen 25 in die Zylinderachse zu liegen kommt ;
dieser Bolzen bleibt immer etwas ausserhalb der Zylinderachse auf jener Seite derselben, wo sich die Rolle 29 befindet, damit diese in Berührung mit der Nockenscheibe 28 bleibt und der Kniehebel nach dieser Seite einknickt. Ausserhalb der Auslassperiode wird der Kniehebel, 84 am Einknicken durch die Nockenscheibe 28 gehindert, die auf seinen oberen Arm mittels der Rolle 29 einwirkt, die mittels eines Bolzens 30 an diesem Arm befestigt ist. Die Nockenscheibe 28 sitzt auf einer Welle 31, die allen Zylindern des Motors gemeinsam ist und mit der halben Geschwindigkeit der Kurbelwelle umläuft, von der sie auf beliebige Weise angetrieben wird.
Die Arbeitsweise des Motors ist folgende : Einlass (Fig- 1) : Die Auslassöffnungen 5 sind durch den Schieber 4, der, von der Nocke 28 freigegeben, sich durch den durch die Abwärtsbewegung des Kolbens 3 hervorgerufenen Unterdruck in den Zylinder hineinbewegt, geschlossen. Gleichzeitig zieht dieser Unterdruck gemeinsam mit dem Druck des frischen, in dem Innenraum 311 des Schiebers und den Einströmungkanälen 9 enthaltenen Gases das Ventil 10 unter Zusammendrückung der Feder 13 aus dem Schieber 4 heraus, die Einlässe 11 werden geöffnet und das frische Gas gelangt in den Zylinder.
Verdichtung (Fig. 2) : Der Schieber 4 hält die Auslassöffnungen geschlossen. Das Ventil 10 wird durch die Feder 13, und den Druck des vom Kolben 3 im Zylinder 1 verdichteten Gemisches in den Schieber 4 zurückgeschoben, SG dass die : Öffnungen 11 sich schliessen und der Zylinder völlig geschlossen ist. Der Kniehebel 24, der durch die Nocke 28 in seiner gestreckten Stellung gehalten wird, überträgt auf den Bolzen 23 fast den ganzen, durch das verdichtete Gemisch auf den Kopf des geschlossenen Zylinders ausgeübten Druck. Nur ein kleiner'Teil dieses Druckes wird von der Nockenscheibe 28 aufgenommen, die hier lediglich als Sperre wirkt.
Zündung (Fig, 3) : Die Elemente der Schieberstel1erung nehmen dieselbe Stellung ein wie bei der Verdichtung. Die Nockenscheibe 28 hält weiter den Kniehebel 24 gestreckt, so dass der Druck des Gases auf den Bolzen 23 übertragen wird. Das verdichtete Gas wird durch die Kerze 32 entzündet, die in der Wand des Zylinders 1 in einer genügenden Entfernung vom Zylinderkopf befestigt ist, so dass das freie Spiel des Ventils 10 während der Zündung gewährleistet ist. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, können der Teller des Ventils 10 und der Kopf des Kolbens 3 gewölbt sein, so dass der verfügbare Raum für die Elektroden der Zündkerze ohne Anwachsen des toten Raumes vergrössert wird.
Auslass (Fig. 4) : Die Nockenscheibe 28 hört auf den Kniehebel 24 zu stützen, der unter dem Druck der den Zylinder erfüllenden Verbrenmungsgase einknickt. Dieser Druck hebt, indem er von unten her auf den Teller des Ventils 10 wirkt, den Schieber, wodurch die Auslass- öffnungen 5 von der unteren Kante des Schiebers 4 freigegeben werden, dessen Aufwärtsbewegung durch die am Kniehebel 24 vorgesehenen Anschlagflächen 33 begrenzt wird.
Nach dem Austritt der Verbrennungsgase durch die Öffnungen 5 deckt der Schieber 4 diese Öffnungen wieder ab, der Kniehebel 24 nimmt seine gestreckte Stellung wieder ein und die Öffnungen des Ventils 10 werden, wie oben beschrieben, für die Einströmung frei.