Rohrschiebersteuerung an Brennkraftmaschinen, insbesondere an Zweitaktbr ennkr aftmaschinen. Die Erfindung bezieht sich auf Brenn- kra.ftmaschinen mit Rohrschiebersteuerung, bei welchen der hin- und hergehende Rohr schieber zwischen dem Zylinder und dem Ar beitskolben liegt und in das Zylinderinnere einmündende Schlitze für Ein- und Auslass steuert.
Bei bisher bekannten derartigen Brennkraftmaschinen ragt der als Steuer organ und als Kolbenführung dienende Rohr schieber auf der der Kurbelwelle zugekehr ten Seite aus der Zylinderbohrung heraus, wobei am vorstehenden Teil des Rohrschie bers das ihn betätigende Organ angreift. Steuert der Rohrschieber nebst andern Öff nungen noch eine Schlitzreihe, die an dem der Kurbelwelle zugekehrten Ende des Zy linders angebracht ist, die beispielsweise beim Viertakt zum Aufladen und beim Zweitakt zum Aufladen und Spülen dient, so erhalten die Stege des Rohrschiebers bei den besagten Öffnungen die zum Übertragen der Bewe gungskräfte erforderliche Wandstärke, wel che auch die Wandstärke des Rohrschiebers wird.
Bei Anordnung des Angriffspunktes ausserhalb der Zylinderführung erhält der Rohrschieber eine relativ grosse Länge und infolgedessen ein relativ grosses Mindest gewicht, welches sowohl die Abmessungen des Antriebsgestänges wie auch des Rohr schiebers bestimmt. Deren Massen begrenzen die Geschwindigkeit und damit die obere Drehzahl der Brennkraftmaschine.
Um den Rohrschieber zu verkürzen und damit die Massenwirkungen zwecks Erhö hung der Drehzahl zu verkleinern, wird er findungsgemäss der Angriffspunkt des Rohr schieberantriebes am Rohrschieber in den Zy linder hinein verlegt, wobei vorteilhafterweise ein Teil der Arbeitskolbenführung durch eine in den Zylinder eingesetzte Büchse gebildet wird.
Bei Brennkraftmaschinen mit im Zylin der auf beiden Seiten des Arbeitsraumes an geordneten, durch den Rohrschieber gesteuer ten Schlitzreihen greift das Gestänge zweck mässig zwischen den diese Schlitzreihen steuernden Steuerkanten am Rohrschieber an. Ausserhalb der Steuerkanten sind am Rohr schieber vorteilhaft Stege angeordnet, die das Herausfallen von Dichtungsringen verhin dern. Bei Viertaktmotoren, bei welchen nur in den Verbrennungsraum einmündende Öff nungen bestehen, kann der Rohrschieber auf der Antriebsseite so gekürzt sein, dass die Kolbenkante aus dem Rohrschieber heraus tritt.
Auf beiliegender Zeichnung ist in sche matischer Weise ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an einem Zweitakt-Sternmotor dargestellt.
Fig. I ist ein Schnitt nach der Linie A-A der Fig. II.
Fig. II ist. ein Schnitt nach der Linie B-B der Fig. I.
Fig. III zeigt in grösserem Massstab den Rohrschieber und eine ihm vorgeschaltene Führungsbüchse.
Der luftgekühlte Zylinder 1 sitzt im Ge häuse 2 und ist durch den Zylinderkopf 3 ab geschlossen. Im Gehäuse 2 dreht sich die Kurbelwelle 4, an der die Schubstange 5 an gelenkt ist, an deren Zapfen 6 die weiteren, nicht gezeichneten Schubstangen der andern, ebenfalls nicht dargestellten Zylinder angrei fen. Der Arbeitskolben 7 gleitet in dem Rohrschieber 8, der vermittelst der Stange 9 hin- und herbewegt wird. Die Rillen 10 der Stange 9 kämmen mit Nasen 11 des Rohr schiebers B. Der Kopf 12 der Stange 9 glei tet in einer nicht gezeichneten Führung des Gehäuses 2 und trägt die Rolle 13, welche in der Laufbahn 14 geführt ist. Die Form dieser Laufbahn bestimmt die Bewegungen des Rohrschiebers. An Stelle dieses Antrie bes könnte auch beispielsweise ein Schwing hebelantrieb treten.
Der Rohrschieber hat die beiden Steuer kanten 15 und 16, wovon die Steuerkante 15 die Auslass- und die Kante 16 die Einlass- kanäle steuert. 19 bezeichnet die Länge des Rohrschiebermantels, der von den beiden Steuerkanten begrenzt wird.
Infolge Ver- legens des Verbrennungsraumes in den Zy linderkopf - er könnte auch im Arbeitskol- ben angeordnet sein - geht die Arbeitskol- benoberkante 38 bis an den als Steuerkante dienenden Boden 39 des Zylinderkopfes 3 heran, wodurch die Länge 19 des Rohrschie- bermantels verkürzt und das Gewicht des Rohrschiebers entsprechend vermindert wird. Die Länge 19 ist kürzer als der Weg des Arbeitskolbens.
Die als Zylindereinsatz dienende Büchse 24 hat den Bund 24', auf welchen die Ver längerung 31 des Zylinders 2 drückt und so die Lage der Büchse bestimmt. Sie bildet mit dem Rohrschieber die Führung für den Arbeitskolben.
Die beiderseitig der Steuerkanten 15 und 16 vorgesehenen Verlängerungen 20 respek tive 21 des Rohrschiebers sind als Stege aus gebildet, sie sind frei von Zug- und Druck spannungen. Die Stege 21 greifen in die Aussparungen 23 der Büchse 24, während die Stege 20 in die Aussparungen 29 des Zylin derkopfes 3 eindringen. Die Stege 20 und 21 haben an ihren Enden Abschrägungen 25 und 26, die das Hineinschieben des Kolbens und der Kolbenringe in den Rohrschieber bezie hungsweise des Rohrschiebers über die Dich tungsringe 28 des Zylinderkopfes erleichtern. In den Verbrennungsraum 30 des Zylinder kopfes 3 mündet die Bohrung 32, in die ent weder eine Einspritzdüse oder eine Zündvor richtung eingebaut wird.
Vorteilhafterweise dient der auf der Kur belseite angeordnete Kanal 18 als Spülluft kanal, damit das den Rohrschieber betäti- gende Gestänge 9, das diesen Kanal durch dringt, in der Spülluft und nicht in den Aus puffgasen arbeitet. Die Zylinder und Kolben der übrigen, nicht gezeichneten Zylinder sind wie die dargestellte ausgeführt. Jeder Rohr schieber könnte auch durch einen eigenen Nocken, der auf einer speziellen Nockenwelle sitzt, betätigt werden, oder es können sämt liche Rollen auf der Laufbahn eines gemein samen Nockens abrollen.
Die gezeichneten., siegartigen Verlängerungen 21, die in den Schlitzen 27 der Büchse 24 laufen, könnten auch so lange sein, dass der Arbeitskolben sich während des ganzen Kolbenhubes auf sie abstützt. Dann ist die Zylinderbüchse länger, hingegen fällt die Büchse 24 weg.
Wird aber der Rohrschieber gemäss Fig. III ausgeführt, so kann er leichter sein, weil beiderseits des Rohrschiebermantels nur noch leichte Verlängerungen 20 und 21 ver bleiben, die das Herausfallen der Dichtungs ringe verhindern. Das geringe Gewicht des Rohrschiebers ermöglicht die Anwendung einer Nockensteuerung für die Bewegung des Rohrschiebers und diese erlaubt das Still setzen des Rohrschiebers im Moment der hohen Gasdrücke, so dass der Schieber sich auf den Zylinder abstützen kann.
Bei bestehenden Rohrschiebersteuerungen wird das Spritzöl durch die Bewegung des Rohrschiebers in die Zylinderbohrung hinein geschoben, während bei der gezeichneten Rohrschiebersteuerung die Büchse 24 das Eindringen des Schmieröls verhindert.
Nach Fig. III muss nur die Wandstärke des Rohrschiebersmantels entsprechend dem Innendruck bemessen sein, während die übri gen Teile dünnwandiger, also leicht ausge führt werden können. Um das Rohrschieber- gewicht noch weiterhin zu verkleinern, kann der Rohrschieber, wie dies beispielsweise in Fig. III gestrichelt angedeutet ist, in Achs richtung eine Trennfuge erhalten, die ihm erlaubt, sich radial wie ein Kolbenring, frei auszudehnen.
Damit der auf den Arbeits kolben einwirkende Gasdruck längs der Trennfuge nicht entweichen kann, werden die Stosskanten des Mantels mit Einschnit ten 34 und Lappen 35 versehen, welche dich tend ineinander eingreifen, so dass die Gase nur in die am Grunde der Einschnitte 34 ver bleibenden Spalten 36 eindringen können. Der Rohrschieber ist so vom Gasdruck entlastet, weil dieser den dünnen Mantel an den Zylin der presst, welcher den Gasdruck aufzuneh men hat. Ein Entweichen der Gase durch die Trennfuge in den Auslasskanal 17 wird durch einen Steg in der Zylinderwand verhindert.
Infolge der kleinen Wandstärke des Rohr schiebers wird derselbe durch den Gasdruck wie ein Plattenventil auf seine Auflagefläche gedrückt, wobei durch das allseitige dichte Anliegen an der Zylinderwand die aufgenom mene Wärme rasch abgeleitet wird, so dass ein Werfen oder Deformieren infolge un gleichmässiger Wärmestauung vermieden wird.
Derart dünne Wandstärken können bei bekannten Rohrschieberbauarten, bei welchen der Angriffspunkt für deren Bewegung ausserhalb der Zylinderbohrung liegt, nicht verwendet werden, weil die Kräfte zur Schie- berbewegung über den an Stelle der Büchse 24 vorhandenen Teil und von da über die Stege 21 des Rohrschiebers wandern müssen, so dass diese Teile sowie das Antriebsgestänge und Befestigungsstelle dieses Gestänges am Rohrschieber stark genug bemessen sein müssen.
Da insbesondere für schnellaufende Zwei taktmotoren eine rasche Bewegung bei einem relativ grossen Hub des Rohrschiebers erfor derlich ist, ergeben sich durch die Massen wirkungen unzulässig hohe Beanspruchungen sowohl für den Schieber wie auch für dessen Antriebsgestänge, die zu Brüchen Anlass geben. Ein Bruch des Antriebsgestänges oder Rohrschiebers führt bei bekannten hochtouri gen Motoren zu einer Zerstörung des Kurbel getriebes, während bei der gezeichneten Bauart bei einem eventuellen Bruch eines dieser Teile kein weiterer Schaden entsteht.
Wenn der Rohrschieber eine axiale Trenn fuge besitzt, kann sein Gewicht noch weiter vermindert werden, indem man die Dichtungs- ringe im Zylinderkopf 3 weglässt, wodurch die Stege 20, die diese Ringe am Heraus fallen verhindern, sich erübrigen. Der In nendruck presst den Rohrschieber wie ein Plattenventil allseitig gegen die Zylinderboh rung, so dass er auf dem Kanal 17 beider seitig dichtend aufliegt. Gleichzeitig kann der Mantel noch etwas gekürzt werden, weil der Rohrschieber den Kanal 17 auf der dem Zylinderkopf zugekehrten Seite nur einige Millimeter überdecken muss, um eine genü gende Abdichtung zu erreichen.
Bei Viertaktmotoren mit auf gleicher Höhe angebrachten Ein- und Auslassöffnun- gen muss der Rohrschieber nebst seiner Hin- und Herbewegung noch eine Drehbewegung ausführen, so dass die Stege 21 nicht in Schlitzen der Büchse 24 laufen können. Bei derartigen Brennkraftmaschinen wird die ein gesetzte Büchse 24 innerhalb des Ansatzes 24' auf der dem Verbrennungsraum zuge kehrten Seite zweckmässig derartig gekürzt, dass die Stege 21, die ein Herausfallen der Kolbenringe verhindern, in ihrer äussersten Stellung nicht an der Büchse 24 zum An stossen kommen.
Pipe slide control on internal combustion engines, especially on two-stroke internal combustion engines. The invention relates to internal combustion machines with tubular slide control, in which the reciprocating tubular slide is located between the cylinder and the working piston and controls slots for inlet and outlet opening into the interior of the cylinder.
In previously known such internal combustion engines protrudes as a control organ and serving as a piston guide pipe slide on the side facing the crankshaft th side out of the cylinder bore, with the protruding part of the pipe slide bers attacking the organ actuating it. Controls the pipe slide, in addition to other openings, a row of slots, which is attached to the end of the cylinder facing the crankshaft, which is used, for example, for charging in the four-stroke cycle and for charging and flushing in the two-stroke cycle, the webs of the pipe slide valve at said openings receive the Wall thickness required to transfer the movement forces, which is also the wall thickness of the pipe valve.
When the point of attack is arranged outside of the cylinder guide, the pipe slide is given a relatively large length and consequently a relatively large minimum weight, which determines both the dimensions of the drive rod and the pipe slide. Their masses limit the speed and thus the upper speed of the internal combustion engine.
In order to shorten the pipe slide and thus reduce the mass effects for the purpose of increasing the speed, according to the invention the point of application of the pipe slide drive on the pipe slide is relocated into the cylinder, advantageously a part of the working piston guide is formed by a sleeve inserted into the cylinder.
In internal combustion engines with in the cylinder on both sides of the working space on ordered rows of slots steered by the pipe slide, the linkage appropriately engages between the control edges on the pipe slide controlling these rows of slots. Outside the control edges webs are advantageously arranged on the pipe slide, which countries prevent the falling out of sealing rings. In four-stroke engines, in which there are only openings opening into the combustion chamber, the tubular slide on the drive side can be shortened so that the piston edge emerges from the tubular slide.
In the accompanying drawing, an embodiment of the invention is shown in cal matic manner on a two-stroke radial engine.
Figure I is a section along the line A-A of Figure II.
Fig. II is. a section along the line B-B of Fig. I.
Fig. III shows, on a larger scale, the tubular slide and a guide bush connected upstream of it.
The air-cooled cylinder 1 sits in the housing 2 and is closed by the cylinder head 3 from. In the housing 2, the crankshaft 4 rotates, on which the push rod 5 is articulated, on the pin 6 of which the other, not shown push rods of the other, also not shown cylinder angrei fen. The working piston 7 slides in the pipe slide 8, which is moved back and forth by means of the rod 9. The grooves 10 of the rod 9 mesh with lugs 11 of the pipe slide B. The head 12 of the rod 9 glides tet in a guide, not shown, of the housing 2 and carries the roller 13 which is guided in the track 14. The shape of this track determines the movements of the pipe slide. Instead of this drive could also, for example, a rocking lever drive occur.
The pipe slide has the two control edges 15 and 16, of which the control edge 15 controls the outlet and the edge 16 controls the inlet channels. 19 denotes the length of the tubular slide jacket, which is limited by the two control edges.
As a result of relocating the combustion chamber into the cylinder head - it could also be arranged in the working piston - the working piston upper edge 38 extends as far as the base 39 of the cylinder head 3, which serves as the control edge, whereby the length 19 of the pipe slide jacket is shortened and the weight of the slide valve is reduced accordingly. The length 19 is shorter than the path of the working piston.
Serving as a cylinder insert sleeve 24 has the collar 24 'on which the United extension 31 of the cylinder 2 presses and thus determines the position of the sleeve. Together with the tubular slide, it forms the guide for the working piston.
The provided on both sides of the control edges 15 and 16 extensions 20 respec tive 21 of the pipe slide are formed as webs, they are free of tensile and compressive stresses. The webs 21 engage in the recesses 23 of the sleeve 24, while the webs 20 derkopfes 3 penetrate into the recesses 29 of the Zylin. The webs 20 and 21 have bevels 25 and 26 at their ends, which facilitate the pushing of the piston and piston rings into the pipe slide or the pipe slide on the up device rings 28 of the cylinder head. In the combustion chamber 30 of the cylinder head 3, the bore 32 opens into which neither an injection nozzle or a Zündvor direction is installed.
Advantageously, the channel 18 arranged on the cure side serves as a scavenging air channel so that the rod 9 which actuates the tubular slide and penetrates this channel works in the scavenging air and not in the exhaust gases. The cylinders and pistons of the remaining cylinders, not shown, are designed like the one shown. Each pipe slide could also be actuated by its own cam, which sits on a special camshaft, or all rollers can roll on the track of a common cam.
The drawn., Victorious extensions 21, which run in the slots 27 of the sleeve 24, could also be so long that the working piston is supported on them during the entire piston stroke. Then the cylinder liner is longer, but the liner 24 is omitted.
But if the pipe slide according to FIG. III is carried out, it can be lighter because only slight extensions 20 and 21 remain on both sides of the pipe slide jacket, which prevent the sealing rings from falling out. The low weight of the tubular valve enables the use of a cam control for the movement of the tubular valve and this allows the tubular valve to be stopped at the moment of high gas pressures so that the valve can be supported on the cylinder.
In existing pipe slide controls, the spray oil is pushed into the cylinder bore by the movement of the pipe slide, while in the pipe slide control shown, the bushing 24 prevents the lubricating oil from entering.
According to Fig. III, only the wall thickness of the pipe valve jacket must be dimensioned according to the internal pressure, while the remaining parts can be thinner-walled, so easily leads out. In order to further reduce the pipe slide weight, the pipe slide, as indicated by dashed lines in FIG. III, for example, can be provided with a parting line in the axial direction which allows it to expand freely radially like a piston ring.
So that the gas pressure acting on the working piston cannot escape along the parting line, the abutting edges of the jacket are provided with incisions 34 and flaps 35, which you tend to engage in one another, so that the gases only enter the columns that remain at the bottom of the incisions 34 36 can penetrate. The pipe valve is relieved of the gas pressure because it presses the thin jacket against the cylinder, which has to absorb the gas pressure. An escape of the gases through the parting line into the outlet channel 17 is prevented by a web in the cylinder wall.
Due to the small wall thickness of the pipe valve, the same is pressed by the gas pressure like a plate valve onto its bearing surface, whereby the heat absorbed is quickly dissipated due to the tight contact on all sides with the cylinder wall, so that throwing or deformation due to uneven heat accumulation is avoided.
Such thin wall thicknesses cannot be used in known pipe valve designs in which the point of application for their movement is outside the cylinder bore, because the forces for moving the valve migrate over the part present instead of the sleeve 24 and from there over the webs 21 of the pipe valve must, so that these parts as well as the drive linkage and attachment point of this linkage on the pipe slide must be strong enough.
Since, in particular for high-speed two-stroke engines, rapid movement with a relatively large stroke of the tubular slide is necessary, the mass effects result in inadmissibly high stresses both for the slide and for its drive linkage, which give rise to breaks. A break in the drive linkage or pipe slide leads to the destruction of the crank gear in known high-speed engines, while no further damage occurs in the case of the type shown if one of these parts breaks.
If the pipe slide has an axial parting joint, its weight can be reduced even further by omitting the sealing rings in the cylinder head 3, whereby the webs 20, which prevent these rings from falling out, are unnecessary. The internal pressure presses the pipe slide like a plate valve on all sides against the cylinder bore so that it rests on both sides of the channel 17 in a sealing manner. At the same time, the jacket can be shortened a little because the pipe slide only has to cover the channel 17 on the side facing the cylinder head by a few millimeters in order to achieve a sufficient seal.
In the case of four-stroke engines with inlet and outlet openings at the same height, the tubular slide must perform a rotary movement in addition to its back and forth movement so that the webs 21 cannot run in the slots of the sleeve 24. In such internal combustion engines, a set sleeve 24 is appropriately shortened within the projection 24 'on the side facing the combustion chamber so that the webs 21, which prevent the piston rings from falling out, do not come into contact with the sleeve 24 in their outermost position .