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Steuerung für Viertaktgasmaschinen.
Die Erfindung hat den Zweck, eine Steuerungsvorrichtung vornehmlich für Gasmaschinen von grosser Leistung zu schaffen, welche es ermöglicht, von dem Beginne der konstanten Saugperiode bis zu einem beliebigen, veränderlichen Punkte des Hubes Luft allein, hierauf jedoch von diesem Punkte bis zum Ende der Saugperiode ein explosives Gemisch von konstantem Gehalt derart in den Zylinder der Maschine einzuführen, dass bei der am Ende
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selbst der schwächsten Ladungen gesichert wird.
Die Steuerung nach der Erfindung ist im wesentlichen gekennzeichnet durch die Anwendung eines Gasventils, welches in bezug auf das Einlassventil der Mischung zum Zylinder konzentrisch angeordnet ist und dessen Öffnung durch eine Auslösevonichtung betätigt wird, welche von dem Regler abhängig ist und durch den Grad der Öffnung des Einlassventils in den Zylinder begrenzt ist, dank einer besonderen, derart zwischen diesen beiden Ventilen hergestellten Verbindung, dass, in welchem Augenblicke des Einströmunghubes die Auslösung des Gasventil unter Wirkung des Reglers erfolgt, der Gehalt an Gas der in den Zylinder während der Saugporiode des Gemisches eingelassenen Gasluftmischung konstant bleibt.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindunggegonstandes veranschaulicht. Dieselbe zeigt einen Querschnitt durch den Zylinder einer Gasmaschine und die gemäss der Erfindung eingerichtete Einlassvorrichtung. Ver Zylinder 1 der Gasmaschine von beliebiger Konstruktion befindet sich auf einem Gestelle 2 und ist an seinem oberen Teile mit einer Einströmungsüffnung 3 für den Eintritt des Gemisches versehen. Auf dieser Öffnung 3 ist mit Hilfe einer Flansche- ein Verbindungsstück 5 befestigt, das im Inneren eine zentrale Leitung 6 darstellt, welche durch das Stück 7 an die Gaszuleitung angeschlossen ist.
Dieses Stück ist ausserdem mit einer inneren Kammer 8 versehen, die zu der zentralen Leitung 6 konzentrisch ist und mit einer beliebigen, in der Zeichnung nicht sichtbaren Luftzuführung verbunden ist. Auf dem Verbindungsstück 5 sitzt ein Ständer 9, durch welchen eine Stange 10 hindurchgeht, die in einer Hülse 11 geführt ist und ein Ventil 12 trägt, das die Einströmungsöffnung 3 in den Zylinder abschliesst. nie Stange 10 trägt ferner eine Laterne 13, welche die ringförmige Öffnung, in welcher die Kammer 8 in die zentrale Leitung 6 mündet, verschliesst. Diese Laterne 13 ist mit Ausnehmungen 14 versehen, welche bei herabgeschobener Laterne 13 eine Verbindung zwischen der Luftkammer 8 und der zentralen Leitung 6 herstellen.
Diese das Ventil 12 und die Laterne 13 tragende Stange 10 geht mit ihrem oberen Teile durch eine Führung Ja, die den Boden einer Büchse 16 bildet und die ihrerseits von der Säule 9 getragen ist, in welcher sich eine Feder 17 befindet, welche sich mit dem einen Ende auf den Boden der Büchse 16 stützt, während das andere Ende auf eine Scheibe 18 wirkt, die an dem Ende
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einer Stange 25 verbunden, die eine Rolle 26 trägt, welche sich auf eine Unrundscheibe 27 stützt, die auf der die Steuerung betätigenden Welle 28 aufgekeilt ist. Die Welle 28 dreht sich mit einer Geschwindigkeit, welche halb so gross ist als jene der Maschine.
Das Ende der Stange 25 wird in bezug auf die Unrundscheibe 27 in seiner Stellung erhalten durch Vermittlung eines angelenkten Hebels 29, welcher bei 30 an dem Gestelle der Maschine drehbar ist. Es ist leicht zu ersehen, dass unter diesen Bedingungen die Rolle 26 auf der Unrundscheibe durch Vermittlung der Feder 17 aufsitzt, welche das Ventil 12 und die Laterne 13 in Verschlussstellung hält. Sobald die Unrundscheibe die Rolle 26 zu heben beginnt, senkt sie durch Vermittlung des Hebels 22 die Stange 10 und bewirkt die gleich-
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umgeben, welche frei auf der Stange 10 gleiten kann und die an ihrem unteren Ende ein Ventil 32 trägt, das bei der in der Zeichnung dargestellten Lage die Verbindung zwischen dem Gaseinlassstutzen 7 und der zentralen Leitung 6 des Verbindungsstückes 5 unterbricht.
Auf der hohlen Stange 31 kann eine Hülse 33 gleiten, auf die sich eine Feder stützt, deren anderes Ende sich gegen eine Platte 35 stützt, welche an dem mit Schraubengewinde versehenen Teil der Stange 10 befestigt ist. Die Bewegung der Hülse 33 auf der hohlen Stange 31 nach abwärts ist derart durch eine Mutter 36 begrenzt, dass, sobald der Hebel 22 eine Abwärtsbewegung der Stange 10 herbeizuführen trachtet, diese Mutter die Feder durch Vermittlung der Platte 35 zusammenzudrücken strebt. Die Feder 34, welche auf die Hülse 33 wirkt, trachtet ihrerseits eine Abwärtsbewegung der hohlen Stange 31 und hiedurch eine Öffnung des Ventils 32 zu bewirken. Auf der hohlen Stange 31 ist an ihrem oberen Ende eine Hülse 37 festgekeilt, zwischen welcher und der Hülse 33 eine zweite Feder 38 eingeschaltet ist, deren besondere Bestimmung später erläutert werden soll.
Auf die Hülse 33 kann das Ende eines Hebels 39 wirken, der bei 40 an der Säule 9 drehbar ist. Dieser Hebel 39 ist mit dem Hebel 22 durch einen Lenker 41 von veränderlicher Länge verbunden, der bei 42 an den Hebel 22 und bei 43 an den Hebel 39 angelenkt ist.
Dieser Lenker 41 von veränderlicher Länge besteht aus der Stange 41, welche einen Kolben 44 trägt, der sich in einem Zylinder 45 eines Stossauffängers verschiebt, wobei der Zylinder mit einer regelbaren Luftaustrittsöffnung 46 versehen ist. Das Ende 47 des Hebels 39 kann durch eine an einem Ansatz 50 um 49 drehbare Klinke 48 gehalten werden. Diese Klinke 48 steht unter der Einwirkung einer Feder 51, welche dieselbe mit einer Rolle 52 an einer auf einer Achse 54 befindlichen Daumenscheibe 53 in Berührung hält. Auf der Achse 54 ist ein Arm 55 befestigt, an den eine Stange 56 angelenkt ist, die mit einem Hebel 57 in Verbindung steht, deren anderer Arm bei 58 mit einer Stange 59 eines Exzenters 60 verbunden ist. Der Exzenter wird von der Steuerwelle 28 angetrieben.
Der Hebel 57 wird von dem Exzenter 61 getragen, welcher auf einer Welle 62 sitzt, auf der ein Arm 63 befestigt ist, der durch eine Stange 64 mit dem Hebel 65 des Reglers 66 verbunden ist.
Die Wirkungsweise der Steuerung ist nun folgende : Bei normalem Gang wird am
Ende der Saugperiode, sobald die Unrundscheibe 27 die Rolle 26 zu heben beginnt, die
Klinke 48 von dem Ende des Hebels 39 erfasst. Hieraus folgt, dass, sobald die Unrundscheibe 27 die Stange 25 hebt und den Hebel 22 zu einer Schwingung veranlasst, dieser die Stange 10 senkt, wodurch die gleichzeitige Öffnung des Ventils 12 und der Laterne 13 bewirkt wird. Es wird daher Luft in dem Zylinder angesaugt. Infolge der Schwingung des
Hebels 22 wird die auf die Hülse 33 wirkende Feder 34 gespannt, der Lenker 41 ver- längert sich und der Kolben 44 verschiebt sich in dem Zylinder 45 des Stossauffängers.
In dem Augenblicke, in dem die Gaszufuhr beginnen soll, wird die Daumenscheibe 53 durch den Arm 55, die Stange 56 und den Hebel 57 unter der Einwirkung des Exzenters 60 in Schwingung versetzt. Dadurch, dass die Daumenscheibe 53 die Rolle 52 zurückdrückt, bewirkt sie die Auslösung der Klinke 48. Der Hebel 39 wird dadurch frei und kann dem
Drucke der Feder 34 nachgeben und auf die Hülse 33 derart wirken, dass dieselbe die hohle Stange mitnimmt und die Öffnung des Ventils 32 herbeiführt, während der Lenker 41 infolge Hochganges des korrespondierenden Endes des Hebels 39 sich verkürzt.
Die Öffnung des Ventils 32 erfolgt demzufolge proportional zu der Verlängerung, welcher der Lenker während der Schwingung des Hebels 22 ausgesetzt war, und da die Verhältnisse der Arme der Hebel 22 und 39 derart sind, dass, wenn der Lenker 41 eine minimale Länge besitzt, die Öffnung der Ventile 32 und 12 (und demzufolge auch die der Laterne 13) zueinander in einem entsprechenden Verhältnisse stehen, so ist es klar, dass, in welchem Augenblicke auch die Auslösung der Klinke 48 erfolgt, das Ventil 82 sich nur in entsprechendem Masse öffnen kann, um eine gute Mischung zu ergeben.
Der Grad der Öffnung des Ventils 32 im Augenblicke der Auslösung wird durch die jeweilige Lage des Ventils 12 und durch den zwischen dem Kolben 44 und dem Boden des Zylinders 45 der Stossauffangvorrichtung in diesem Augenblicke vorhandenen Raum
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bestimmte Die in der Stossauffangvorrichtung enthaltene Luft und der Austritt derselben durch die regelbare Öffnung 46 mildert den von der plötzlichen Auslösung herrührenden Schlag.
Die Einwirkung des Reglers auf das Gasventil 32 erfolgt durch Vermittlung des Exzenters 61. Durch das Heben oder Senken des Reglers wird die Achse 62 vermittels der Stange 64 und des Hebels 63 verdreht und verstellt demzufolge den Exzenter M, welcher seinerseits eine Veränderung des Schwingungsmittelpunktes des Hebels 57 herbeiführt, eine Wirkung, die einer Verlängerung oder Verkürzung der Stange 56 derart gleichkommt, dass der Augenblick, in welchem die Wirkung der Daumenscheibe 53 auf die Klinke 47 erfolgt, vorgerückt oder verzögert wird und dass demzufolge die Auslösung dieser Klinke entsprechend der Stellung des Reglers vorgerückt oder verzögert erscheint
Im Augenblicke des Abschlusses der Einströmung, sobald nämlich die Rolle 26 auf der Unrundscheibe 27 sich senkt,
hebt die Feder 17 die Stange-M und schliesst dadurch das Ventil 12 und die Laterne 13. Diese Bewegung wird von dem Hebel 22, dem Lenker 41 und der Stossauffangvorrichtung 45,46 auf den Hebel 39 übertragen, welcher auf die hohle Stange 31 wirkt und gleichzeitig den Abschluss des Gasventil 32 herbeiführt.
Wie ersichtlich, wirkt der Hebel 39 nicht unmittelbar auf die hohle Stange 31, sondern durch Vermittlung der Hülse 33 und der zwischen derselben und der Hülse 37 am Ende der hohlen Stange eingeschalteten Feder 3S. Diese Anordnung hat den Zweck, zu verhindern, dass, wenn das Ventil 32 früher seinen Sitz berührt, ehe das Ventil 12 den seinigen erreicht, die Bewegung des Ventils 12 nicht behindert werde. Infolge der getroffenen Anordnung wird nämlich, sobald das Ventil 32 abgeschlossen hat, die grosse Feder 17 die kleine Feder 38 etwas zusammendrücken, was dem Hebel 39 ermöglicht, die noch notwendige Bewegung auszuführen, um das Ventil 12 auf seinen Sitz zu bringen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Steuerung für Viertaktgasmaschinen mit veränderlicher Saugperiode des explosiven
Gemisches und konstanter Füllung, gekennzeichnet durch zwei konzentrisch zum Einlass- vontil der Mischung in den Zylinder angeordnete Ventile, von denen das eine, das Luft- ventil, an dem Einlassventil befestigt und mit demselben zwangläufig, das andere jedoch, das Gasventil, durch eine regelbare Ausklinkvorrichtung gesteuert wird, wobei die Grösse der Eröffnung dieses Ventils im Augenblicke der Ausklinkung von der jeweiligen Lage des
Einlassventils in diesem Augenblicke abhängig ist, um während der Saugperiode des explosiven Gemisches das Mischungsverhältnis zwischen Gas und Luft konstant zu erhalten.