DE221774C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 221774 KLASSE 46 b. GRUPPE- M 221774 CLASS 46 b. GROUP

KNUT JONAS ELIAS HESSELMAN in SALTSJÖ-STORÄNGEN b. STOCKHOLM.KNUT JONAS ELIAS HESSELMAN in SALTSJÖ-STORÄNGEN b. STOCKHOLM.

Gegenstand der Erfindung ist eine Umsteueroder Umschaltvorrichtung für Viertakt-Verbrennungskraftmaschinen, deren Zylinder je zwei nach Bedarf wechselseitig für Einlaß oder Auspuff umsteuerbare Ventile besitzen. Zum Zweck, eine solche Maschine durch Umstellung des die Ventile beeinflussenden Umschaltorganes in gewünschter Richtung durch Einführung eines Druckmittels anlassen oder umsteuern zu können, ist das Umschaltorgan mit einem Druckmittelbehälter und der Atmosphäre verbunden und in jedem Zylinder ein besonderer Hilfsauspuff vorgesehen, der in an sich bekannter Weise nahe dem unteren (äußeren) Totpunkt öffnet.The subject of the invention is a reversing or switching device for four-stroke internal combustion engines, whose cylinders each have two valves that can be reversed for intake or exhaust as required. To the Purpose of such a machine by changing over the switching device influencing the valves start or reverse in the desired direction by introducing a pressure medium to be able to, is the switching element with a pressure medium container and the atmosphere connected and a special auxiliary exhaust is provided in each cylinder, which in on is known to open near the bottom (outer) dead center.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsfoma des Erfindungsgegenstandes dargestellt.The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention.

Fig. ι zeigt einen Längsschnitt durch einen Zylinder undFig. Ι shows a longitudinal section through a cylinder and

Fig; 2 eine Draufsicht auf die Maschine bei teilweisem Schnitt.Fig; Figure 2 is a top plan view of the machine in partial section.

Fig. 3 a und 3 b sind Diagramme, während in
Fig. 4 und 5 eine Einzelheit dargestellt ist.3 a and 3 b are diagrams, while in
Figures 4 and 5 show a detail.

In der Zeichnung bezeichnet 1 den Arbeitskolben und 2 den Zylinder (Fig. 1). Im Deckel eines jeden Zylinders sind in bekannter Weise zwei Ventile 3 und 4 vorgesehen, welche mit je einer Rohrleitung 5 bzw. 6 in Verbindung stehen und durch eine geeignete Vorrichtung gesteuert werden, z. B. durch Hebel 7 und Kammscheiben 8, welche auf einer von der Motorwelle 9 aus angetriebenen Welle 10 angebracht sind. Ferner ist jeder Zylinder mit einer Auspuffvorrichtung versehen, welche in an sich bekannter Weise aus einer in der Zylinderwandung vorgesehenen Öffnung 11 (Fig. 1) bestehen kann, die von dem Kolben 1 freigelegt wird, wenn dieser sich seiner einen Endlage, hier tiefsten Lage nähert. Diese Öffnung 11 steht mit einem in die Atmosphäre mündenden Rohr 12 in Verbindung. Die Rohre 5 und 6 münden in je ein Ende eines Ventilgehäuses 13, welches einerseits mit der Atmosphäre durch ein nach innen öffnendes Ventil 14, andererseits durch eine mit einem Ventil 15 versehene Rohrleitung 16 mit einem nicht gezeichneten Druckbehälter und endlich durch ein Rohr 17 mit dem Rohr 12 in Verbindung steht. Das Kolbenventil 18 des Ventilgehäuses 15 wird mittels eines Handhebels 19 o. dgl. betätigt, der durch eine geeignete Vorrichtung (durch eine Verbindungsstange 20 angedeutet) mit den übrigen Organen der Maschine verbunden ist, welche bei Umsteuerung der Maschine gegebenenfalls umgestellt werden müssen. Die Wirkungsweise ist die folgende:
Wenn das Kolbenventil 18 sich bei normalem Gang in der gezeichneten Lage befindet, wird während der Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens 1 Luft (oder eine Gasmischung) durch das Ventil 14, Rohr 6 und Ventil 4 vom Punkt α bis zum Punkt b (Fig. 3 a) eingesaugt. Bei dem Punkt b wird das Ventil 4 geschlossen, und nun -folgt eine kurze Expansion bis zum Punkt c (Fig. 3 a), bei welchem die Freilegung der Öffnung 11 anfängt. Wenn der Kolben I im Punkt d dieseIn the drawing, 1 designates the working piston and 2 the cylinder (Fig. 1). In the cover of each cylinder two valves 3 and 4 are provided in a known manner, which are each connected to a pipe 5 and 6 and are controlled by a suitable device, e.g. B. by lever 7 and comb disks 8, which are mounted on a shaft 10 driven by the motor shaft 9. Furthermore, each cylinder is provided with an exhaust device which, in a manner known per se, can consist of an opening 11 (FIG. 1) provided in the cylinder wall, which is exposed by the piston 1 when it approaches its one end position, here the lowest position . This opening 11 is in communication with a tube 12 opening into the atmosphere. The tubes 5 and 6 each open into one end of a valve housing 13, which on the one hand with the atmosphere through an inwardly opening valve 14, on the other hand through a pipe 16 provided with a valve 15 with a pressure vessel (not shown) and finally through a pipe 17 with the Tube 12 is in communication. The piston valve 18 of the valve housing 15 is actuated by means of a hand lever 19 or the like, which is connected by a suitable device (indicated by a connecting rod 20) to the other organs of the machine, which may have to be switched when the machine is reversed. The mode of action is as follows:
When the piston valve 18 is in the position shown in normal gear, during the downward movement of the working piston 1 air (or a gas mixture) through the valve 14, pipe 6 and valve 4 from point α to point b (Fig. 3a) sucked in. At point b the valve 4 is closed, and now a brief expansion follows up to point c (FIG. 3 a), at which the opening 11 begins to be exposed. When the piston I at point d this

(S. Auflage, ausgegeben am, 13. November(See edition, issued on November 13th

Öffnung wieder verdeckt, tritt die Verdichtungsarbeit ein und dauert vom Punkt d bis zum Punkt e und von e bis a. Wenn nur Luft durch das Ventil 4 eingesaugt wird, so wird Brennstoff zu einem geeigneten Zeitpunkt für sich und in gewöhnlicher Weise eingespritzt. An oder nahe dem Punkt α tritt Zündung ein, und dann folgt Expansion von α bis b und von b bis c. Wenn die Öffnung wieder freigelegt wird, entweicht ein Teil der Verbrennungsgase von c bis d, worauf der Rückstand dieser Gase durch das Ventil 3, das Rohr 5, das Ventilgehäuse 13, das Rohr 17 und das Rohr 12 (von e bis a) ausgetrieben wird.If the opening is covered again, the compression work takes place and lasts from point d to point e and from e to a. If only air is sucked in through the valve 4, fuel will be injected by itself and in the usual manner at an appropriate time. Ignition occurs at or near point α , followed by expansion from α to b and from b to c. When the opening is exposed again, some of the combustion gases escape from c to d, whereupon the residue of these gases is expelled through the valve 3, the pipe 5, the valve housing 13, the pipe 17 and the pipe 12 (from e to a) .

Soll die Maschine in derselben Richtung angelassen werden, so braucht man nur das Ventil 15 zu öffnen, wobei das Druckmittel (Preßluft ο. dgl.) durch das Ventilgehäuse 13 und das Rohr 6 erst in den bzw. die Zylinder eintritt, deren Ventil 4 jeweilig offen steht, und tritt dann allmählich in die übrigen Zylinder, je nachdem das Ventil 4 derselben geöffnet - wird, ein. Der. Arbeitsvorgang in jedem Zylinder wird nun wie folgt (vgl. Fig. 3 a):Should the machine start in the same direction are, you only need to open the valve 15, the pressure medium (compressed air ο. Like.) Through the valve housing 13 and the tube 6 only enters the cylinder or cylinders, the valve 4 of which is respectively open, and then gradually enters the remaining cylinders, depending on the valve 4 thereof being opened - becomes a. Of the. The work process in each cylinder is now as follows (see Fig. 3 a):

Einlassen von Druckmittel von α bis b, Expansion von b bis cund Auspuff von c bis d. Dann folgt Kompression von d bis α. Diese Kompressionsarbeit ist allerdings ein gewisser Übelstand bei dem Anlassen, ist jedoch ohne wesentliche Bedeutung bei Maschinen mit verhältnismäßig niedrigem Kompressionsdruck. Bei Maschinen dagegen, welche für hohen Kompressionsdruck gebaut sind, muß man besondere Maßnahmen treffen, um teils die Kompressionsarbeit während des Anlassens, teils den Kompressionsdruck, der gegebenenfalls in einem oder mehreren Zylindern beim Einlassen des Druckmittels vorhanden sein kann, zu vermindern, damit dieses Druckmittel, dessen Druck aus praktischen Gründen nur mäßig gewählt werden muß, unter allen Umständen die Maschinenwelle umdrehen kann. Zu diesem Zweck kann man z. B. jeden Zylinder mit einem Sicherheitsventil versehen, welches bei dem höchsten im Zylinder während normalen Ganges vorkommenden Druck nicht öffnet, und dessen Belastung derart angeordnet ist, daß sie beim Anlassen leicht so vermindert werden kann, daß das Ventil während der Kompressionsperiode einen Teil der Luft bzw. den beim Anlassen in den Zylindern befindlichen Kompressionsdruck auslassen kann. Zu demselben Zweck kann man auch erforderlichenfalls die Zylinder mit Ventilen versehen, welche beim Anlassen mit der Hand geöffnet werden können.Admission of pressure medium from α to b, expansion from b to c and exhaust from c to d. Then compression follows from d to α. This compression work is, however, a certain inconvenience when starting, but is of no essential importance in machines with relatively low compression pressure. With machines, however, which are built for high compression pressure, you have to take special measures to partly reduce the compression work during starting, partly the compression pressure, which may be present in one or more cylinders when the pressure medium is admitted, so that this pressure medium , the pressure of which, for practical reasons, has to be chosen only moderately, can turn the machine shaft under all circumstances. For this purpose you can z. B. each cylinder provided with a safety valve which does not open at the highest pressure occurring in the cylinder during normal gear, and the load is arranged such that it can be easily reduced when starting so that the valve during the compression period some of the air or the compression pressure in the cylinders when starting. For the same purpose, if necessary, the cylinders can also be provided with valves which can be opened by hand when starting.

Soll die Maschine in der entgegengesetzten Richtung angelassen werden, so schiebt man mittels des Handhebels 19 das Kolbenventil 18 in dessen andere Endstellung und öffnet das Ventil 15. Bei normalem Gang in dieser Richtung wird der Arbeitsvorgang in den Zylindern nach dem Diagramm (Fig. 3 a) wie folgt:If the machine is to be started in the opposite direction, one pushes by means of the hand lever 19, the piston valve 18 in its other end position and opens the Valve 15. With normal gear in this direction, the working process in the cylinders according to the diagram (Fig. 3 a) as follows:

Ansaugen von Luft von α bis β durch das Ventil 14, das Ventilgehäuse 13, das Rohr 5 und das Ventil 3, Expansion von e bis d, Freilegung der Öffnung 11 -von d bis c, Kompression von c bis a, Zündung, Expansion von α bis d, Auspuff durch die Öffnung 11 von d bis c und Auspuff durch das Ventil 4, das Röhr 6, das hohle Kolbenventil 18 und das Rohr 17 von b bis a. Sucking in air from α to β through the valve 14, the valve housing 13, the pipe 5 and the valve 3, expansion from e to d, exposure of the opening 11 -from d to c, compression from c to a, ignition, expansion from α to d, exhaust through opening 11 from d to c and exhaust through valve 4, tube 6, hollow piston valve 18 and pipe 17 from b to a.

Während das Diagramm nach Fig. 3 a für das Anlassen zweckmäßig ist, indem die Periode der Ventile 3, 4 und die Freilegung der Öffnung 11 in keinem Punkt miteinander zusammenfallen und Verlust von Druckmittel also vermieden wird, so ist dieses Diagramm für normalen Gang ungeeignet, da die Stücke b-c und d-e Verluste durch Druckverminderung bzw. Druckvergrößerung verursachen. In der Praxis soll daher die Maschine nach dem in Fig. 3 b dargestellten Diagramm arbeiten, nach welchem die öfmurigsperioden der Ventile 3 und 4 und die Freilegung der Öffnung 11 einander teilweise decken. Um hierbei Verlust von Druckmittel während des Anlassens sowie bei Umsteuerung zu verhindern, sollen die Öffnungsperioden dieser Ventile regelbar angeordnet werden, so daß sie beim Anlassen derart verändert werden können, daß sie miteinander oder mit der Freilegung der Öffnung π in keinem Punkt zusammenfallen. Dies kann z. B. dadurch bewirkt werden, daß man die Drehzapfen der Hebel 7 verstellbar anordnet. Eine Ausführungsform dieser Anordnung wird in Fig. 4 und 5 veranschaulicht, bei welcher der Drehzapfen 21 des Hebels 7 exzentrisch am Ende einer Achse 23 vorgesehen ist, welche mittels eines Handgriffes 22 gedreht werden kann. Durch Drehung dieser Achse kann man die Öffnungsperiode des entsprechenden Ventiles je nach dem Bedarf verlängern oder verkürzen.While the diagram according to Fig. 3a is useful for starting, in that the period of the valves 3, 4 and the exposure of the opening 11 do not coincide at any point and loss of pressure medium is avoided, this diagram is unsuitable for normal gear, since the pieces bc and de cause losses due to pressure reduction and pressure increase, respectively. In practice, the machine should therefore work according to the diagram shown in FIG. 3b, according to which the opening periods of the valves 3 and 4 and the uncovering of the opening 11 partially coincide with one another. In order to prevent loss of pressure medium during starting as well as when reversing, the opening periods of these valves should be arranged so that they can be changed when starting so that they do not coincide with each other or with the exposure of the opening π at any point. This can e.g. B. be effected by arranging the pivot pin of the lever 7 adjustable. An embodiment of this arrangement is illustrated in FIGS. 4 and 5, in which the pivot pin 21 of the lever 7 is provided eccentrically at the end of an axle 23 which can be rotated by means of a handle 22. By rotating this axis, the opening period of the corresponding valve can be lengthened or shortened as required.

Wenn die oben beschriebene Maschine nicht so viele Zylinder hat, daß der Totpunkt vermieden wird, so kann man durch eine geeignete Vorrichtung beim Anlassen die. Maschine in eine Zweitaktmaschine, um wandeln. Diese Vorrichtung kann z.B. darin bestehen, daß man für die Ventile 3 und 4 doppelte Kammscheiben und Hebel derart anordnet, daß beim Anlassen das Druckmittel in die Zylinder für jede Abwärtsbewegung der Kolben eingelassen wird.If the machine described above does not have enough cylinders to avoid dead center is, you can by a suitable device when starting the. Machine in a two-stroke machine to convert. This device can, for example, consist in that one for the valves 3 and 4 arranged double comb washers and levers so that when starting the pressure medium is admitted into the cylinders for each downward movement of the pistons.

Claims

Patent Claims:

i. Reversing and starting device for four-stroke internal combustion engines, their Cylinders each have two controlled valves, each of which alternates according to Veriao position of a switching element can serve as an inlet or exhaust valve, thereby

characterized in that each cylinder has a special exhaust device (ii), which in a known manner always at or near the lower (outer) dead center comes into action, and that the switching element is in communication with a pressure vessel and the atmosphere.

2. Four-stroke internal combustion engine according to claim i, characterized in that that the opening time of the cylinder valves (3, 4) can be regulated in a manner known per se is so that it can be "shortened" when the machine is started so that the opening times in no point with each other or with the opening hours of the special Exhaust device collapse for the purpose of loss of pressure fluid when starting to avoid.

For this. 1 sheet of drawings.