DE232014C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 46*. GRUPPE

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Umsteuerung für Verbrennungskraftmaschinen, welche zur Steuerung des Vorwärts- und Rückwärtsganges besondere, zu einem Doppelnocken vereinigte Nockenscheiben besitzen. Gemäß der Erfindung wird zwischen diesen beiden Nocken zusätzlich ein dritter Nocken angeordnet, bei dessen Benutzung die Einlaßventile derart gesteuert werden, daß die Maschine mit verringerter Leistung vorwärts und rückwärts läuft. .

Steuernocken, bei deren Benutzung die Verbrennungskraftmaschine vorwärts und rückwärts laufen kann, sind an sich bekannt, doch wurde bei ihrer Verwendung nicht gleichzeitig die Leistung der Maschine verringert, noch waren diese Zusatznocken zwischen einem lediglich den Vorwärtsgang und einem nur den Rückwärtsgang steuernden Einlaßnocken angeordnet. Bei Umsteuern einer Maschine ist es erwünscht, die Leistung derselben vor der Umsteuerung zu verringern. Ferner wird häufig die Forderung gestellt, die Drehrichtung des Motors oft und schnell zu wechseln, wobei nicht die volle Kraftleistung seitens des Motors verlangt wird. Durch die Anordnung des Zusatznockens zwischen den beiden lediglich für eine Gangart bestimmten Nocken sowie durch die Herabsetzung der Leistung bei Benutzung des ZusatznockenE kann ein schnelles-Überführen der Einlaßventilsteuerstangen auf den Mittelnocken und hierdurch eine Herab-· Setzung der Maschinenleistung vor ihrer Umsteuerung erreicht werden. Ebenso wird es bei Benutzung des Mittelnockens möglich, die Drehrichtung der Maschine schnell zu wechseln, ohne daß ein Arbeiten derselben unter Vollast eintritt.

Bei Anwendung der Umsteuerung gemäß der Erfindung sind für das Spülventil zwei Nocken derart angeordnet, daß dieses Ventil nicht in Tätigkeit gesetzt wird, wenn die Maschine von dem Mittelnocken für Vorwärts- und Rückwärtsgang gesteuert wird. Hierdurch wird vermieden, daß das in den Zylinder eingeführte Gasgemisch bei Anwendung des Mittelnockens durch das offen stehende Spülventil wieder entweicht. Das Austreiben der Abgase findet auch bei Steuerung durch den Mittelnocken, und zwar durch das Frischgasgemisch statt, welches durch das Einlaßventil in den Zylinder strömt.

Um die verschiedenen Nocken für die Steuerung der Einlaß- und Spülventile einer nach der Erfindung gebauten Verbrennungskraftmaschine in Tätigkeit zu setzen, sind die Steuerhebel, welche die Bewegung von den Nocken auf die Ventile übertragen, in einer längs der Steüerwelle verschiebbaren Platte gelagert.

Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht

ein Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung gebauten Verbrennungskraftmaschine, und zwar zeigt

Fig. ι eine nach vorliegender Erfindung ausgeführte Maschine im Aufriß mit drei Arbeitszylindern und dem Umkehrhebel in seiner mittleren Lage,

Fig. 2 einen Grundriß der Maschine,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch die ίο beiden in Tandemanordnung befindlichen Zylinder mit dem am Ende seines Abwärts- oder Arbeitshubes stehenden Doppelkolben,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Einströmkanäle des Arbeitszylinders,
Fig. 5 eine Teilansicht der Steuerwelle,

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Steuerwelle mit den Steuerungsnocken für die Einlaßventile,

Fig. 7 desgleichen mit den Steuerungsnocken für das Spülventil,

Fig. 8 einen Schnitt durch das Überströmventil,

Fig. 9 einen Schnitt durch die Luftzuführungsdüse in der Auspuffleitung,
Fig. 10, 11 und 12 das Zeitdiagramm für das Arbeiten der Ventile, und zwar dasselbe für Vorwärtsgang, Rückwärtsgang und für eine mittlere Stellung des Umkehrhebels, in welcher die Drehung der Maschine in beliebiger Richtung möglich ist.

In diesen Diagrammen ist auf dem Kreis 1 das Arbeiten der Austrittskanäle, auf Kreis 2 •das der Einlaßventile dargestellt, während auf Kreis 3 das Arbeiten der Einlaßkanäle und auf Kreis 4 das des Spülventils veranschaulicht ist. Es bezeichnet ferner 5 den Zeitpunkt des Eröffnens und 6 des Abschl'ießens der verschiedenen Kanäle.

An jeden der Arbeitszylinder schließt auf der Seite zur Kurbelkammer hin ein Ansatz in Form eines zweiten Zylinders a¹, der Pumpenzylinder, an. Der Doppelkolben besteht aus einem oberen Kolben c von kleinerem Durchmesser, der im Arbeitszylinder läuft, und einem unteren großen Kolben c¹ im Pumpenzylinder.

Die Kurbelwelle d zeigt die übliche Ausführungsform und ist in bekannter Weise durch eine Pleuelstange mit dein Doppelkolben verbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform sind drei Zylinder angeordnet, jedoch ist ihre Zahl ohne Einfluß auf das Wesen der vorliegenden Erfindung und kann ebensogut erhöht als verringert werden.

In jedem Arbeitszylinder sind um den ganzen Umfang herum zwei Reihen von Kanal-Öffnungen angebracht. Die eine Reihe derselben, die Emtrittsöffnungen β², liegt etwa ³/₅ vom oberen Hubende entfernt, während die andere Reihe, die Austrittsöffnungen a^s, so angeordnet ist, daß der Kolben sie gerade kurz vor seinem unteren Totpunkt freigibt.

Die beiden Kanalreihen führen in je eine ringförmige Kammer f und g, welche innerhalb des Kühlmantels des Zylinders angeordnet sind. An die Kammer f schließt auf einer Seite des Arbeitszylinders der Kanal h an, der durch ein gesteuertes Ventil j abgeschlossen wird, während die Kammer g auf der gegenüberliegenden Seite des Arbeitszylinders mit der Auspuffleitung k verbunden ist. Die Einlaßkanäle a² sind, wie Fig. 4 zeigt, so angeordnet, daß sie das Einströmen des Ladungsgemisches in den Zylinder begünstigen, insofern, als die der Kanalmündung h unmittelbar gegenüberliegenden Kanäle radial angeordnet sind, während jeder folgende Kanal auf beiden Seiten immer weniger radial und mehr und mehr tangential gestellt ist. Ferner sind die nächst der Kanalmündung h gelegenen Kanäle a² in einem kleinen Winkel gegen die Horizontale geneigt angeordnet, während bei den der Kanalmündung gegenüberliegenden öffnungen dieser Winkel mehr und mehr wächst. Es wird dadurch dem einströmenden Ladungsgemisch eine wirbeiförmige Bewegung nach aufwärts erteilt.

An das obere Ende des Pumpenzylinders a¹ schließt ein Kanal m an, in welchen das Lufteinlaßventil m¹ und ein Rückschlagventil m² eingebaut sind; die durch das Ventil m¹ angesaugte Luft wird in dem Pumpenzylinder komprimiert und unter Druck durch das Ventil ni² in das Rohr I geleitet, welches zum Kanal h hinführt. Am Rohr I kann noch ein Behälter Z¹ angebracht werden, jedoch macht sich dieser Behälter auch entbehrlich, wenn der Rauminhalt des Rohres selbst genügend groß ist.

An das obere Ende des Arbeitszylinders a schließt ein Kanal η an, der durch ein gesteuertes Ventil n¹ abgeschlossen wird. Durch dasselbe strömt die Spülluft unter Druck in den Zylinder. Von der Luftleitung I zweigt ein Rohr I² zum Kanal η hin ab. In dem Rohr I ist ein Überströmventil 0 angeordnet, durch welches der Druck in diesem Rohr selbsttätig auf einer bestimmten Höhe gehalten wird. Die überschüssige Luft wird von dem Überströmventil durch ein Rohr zur injektorartigen Düse o¹ geführt, die, wie aus Fig. 9 ersichtlich, in der Auspuffleitung k angebracht ist.

An dem Rohr I ist zwischen dem Anschluß des .Zweigrohres I² und dem des Kanales h ein Vergaser χ von beliebiger passender Ausführungsform angebracht. Fig. 1 und 2 zeigen eine zweckmäßige Lage für denselben. Auf der Ausströmseite des Vergasers ist zur Vermeidung von Fehlzündungen in demselben ein Rückschlagventil o² angeordnet.

Die ringförmigen Kammern f und g bestehen im wesentlichen aus den Flanschen α⁶,

.welche ringförmige Hohlkehlen um den Zylinder herum bilden. Diese werden durch die Wände «⁴ abgeschlossen, welche in geeigneter Weise an den Flanschen befestigt sind, so daß erforderlichenfalls die Einlaß- und Auslaßöffnungen gebohrt werden können. In diesem Falle wird der Kühlmantel durch eine abnehmbare zylindrische Außenwand gebildet (vgl. Fig. 3).

ίο Das Ventil j wird mittels einer Hubstange j¹ und einer Schubstange j³, welche an einer Schwinge /² angreift, durch eine Reihe auf der Welle d¹ sitzender Nocken p, ft¹ und ft², wie weiter unten beschrieben wird, betätigt.

Die Welle d¹ wird von der Kurbelwelle aus mittels einer geeigneten Zahnradübersetzung auf gleiche Tourenzahl wie diese selbst gebracht. Das Ventil n¹ wird durch einen der beiden ebenfalls auf der Welle d¹ befindlichen Nocken q und q¹ sowie der Schwinge n³ und der Schubstange «⁴ betätigt. Dabei ist der seitliche Abstand der beiden Nocken q und q¹ derselbe wie bei den Nocken p und p ², d. h. derart, daß zwischen den: Nocken ein. wirkungsfreier Raum bleibt. Die Hubstangen j¹ und n². werden in Buchsen, r¹ geführt. Diese werden von der Platte r getragen, welche in dem die Welle d¹ umgebenden Gehäuse b¹ derart gleiten kann, daß dadurch die Hubstangen j¹ und n² sowohl mit den einen wie mit den anderen Nockenpaaren in Eingriff kommen können. Die Nocken betätigen die Ventile / und. n¹, und zwar dienen p und q für Vorwärtsgang, dagegen p^% und q¹ für Rückwärtsgang der Maschine. Durch den Nocken p¹ wird schließlich das Ventil j derart betätigt, daß die Maschine in beliebiger Richtung laufen kann. Sein Zweck ist. vor allem, beim Umkehren der Drehrichtung die Leistung herabzusetzen, er kann aber auch für dauerndes Arbeiten mit verminderter Last benutzt werden.

Die Platte r wird von einer Lage in die andere mit Hilfe des Handgriffes s gebracht, welcher auf einem Zapfen des Bolzens s¹ drehbar in geeigneter Weise angebracht ist, um mittels der Stange s² an der Platte angreifen zu können. Ferner ist auf dem Bolzen s¹ ein Hebel t angeordnet. Das eine Ende dieses Hebels steht durch die Stange u mit dem Kommutator y von irgendeiner geeigneten Bauart in Verbindung, während der Hebel mit seinem anderen Ende durch die Stange v¹ mit dem kleinen Winkelhebel ν verbunden ist, welcher seinerseits um einen am Handgriff s befindlichen Bolzen drehbar ist. Das freie Ende des Winkelhebels ν wird über dem Zahnsektor y¹ bewegt, der ebenfalls von dem Handgriff s getragen wird. Der Schalthebel w¹ eines Dreiwegschalters w, welcher im Stromkreis der elektrischen Zündvorrichtung an beliebiger Stelle eingeschaltet ist, wird ebenfalls durch die Bewegung des Handgriffes s mittels der Stange s³ betätigt.

Der Arbeitsvorgang der Maschine beim Vorwärtsgang, d. h. beim Steuern mit den Nocken p und q, ist folgendermaßen: Angenommen, der Doppelkolben habe das Ende seines Aufwärts- oder Rückhubes erreicht, so wird das Ladungsgemisch durch einen elektrischen Funken oder auf eine andere geeignete Weise entzündet, und der Doppelkolben beginnt seinen Abwärtshub, d. h. den Arbeitshub für den Kolben c und den Saughub für den Kolben c¹. Die Luft wird dabei in den Zylinder a¹ durch das Ventil m¹ und den Kanal m gesaugt. Sobald der Kolben c die Ausströmöffnungen a³ freigibt, entweichen die Auspuffgase in das Rohr k. In demselben Augenblick, in welchem die öffnungen a³ freigegeben werden, wird das Spülventil n¹ geöffnet, und hierdurch strömt Luft unter Druck aus der Leitung I durch das Rohr i² in den Zylinder und wäscht die Verbrennungsprodukte aus. Sobald der Kolben c seinen Abwärts- oder Arbeitshub beendigt hat, wird das Spülventil wieder geschlossen. Gleichzeitig wird auch das Einlaßventil / geöffnet, und es tritt durch die Einlaßöffnungen α² ein zündfähiges Gemisch von Gas und Luft in den Zylinder. Das Ladungsgemisch wird infolge der besonderen Anordnung der Einlaßkanäle in dem Zylinder nach aufwärts gelenkt und bewirkt dadurch ein Ausstoßen der Abgase nach abwärts durch die Auspuff öffnungen Beim Aufwärts- oder Rückhub des Kolbens c schließt dieser die Auspufföffnungen a³ ab, und das Ventil schließt sich in einem bestimmten Zeitpunkt, bevor noch der Kolben die Eintrittsöffnungen a² erreicht. Während des weiterfolgenden Rückganges des Kolbens wird das Ladungsgemisch komprimiert. Der Kolben des Pumpenzylinders a¹ komprimiert bei seinem Rückgang die beim Hingang in den Zylinder gesaugte Luft und drückt sie durch das Ventil w² in das Rohr I.

Um das Anlassen der Maschine zu erleichtern, kann zuerst der Druck in dem Rohr I oder dem Reservoir I¹ mittels einer Handpumpe hergestellt werden.

Um die Drehrichtung der Maschine umzukehren, wird die Platte r mittels des Handgriffes s verstellt, derart, daß der Nocken p¹ in Eingriff und die Nocken p und q¹ außer Tätigkeit kommen. Dies bewirkt, daß sowohl die Leistung der Maschine als auch ihre Tourenzahl herabgesetzt wird, indem das Spülventil n¹ außer Tätigkeit gelangt, derart, daß ein durch das Ventil / strömendes vermindertes Ladungs-. gemisch gleichzeitig zum Spülen und Laden benutzt wird. Wird die Platte r noch weiter bewegt, so treten die Nocken ft² und q¹ in Tätigkeit. Gleichzeitig mit der Bewegung des

Hebels wird der Zündpunkt durch Drehung des Hebels ν früher gelegt. Durch das nun früher eintretende Entzünden der Ladung erfolgt die Umkehr der Drehrichtung der Maschine. Durch, die Verbindung des Dreiwegschalters w mit dem Hebel s wird der Strom zeitweise, d. h. während die Hubstangen von einem zum anderen Nocken gleiten, unterbrochen, so daß durch diese Vorkehrungen Frühzündung vereitelt \vird.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Umsteuerung für Verbrennungskraftmaschinen mit einem Doppelnocken für Vorwärts- und Rückwärtsgang, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Nocken (p, p*) noch ein dritter an sich bekannter Zusatznocken (p¹) angeordnet ist, bei dessen Benutzung die Einlaßventile derart gesteuert werden, daß die Maschine mit verringerter Leistung vorwärts und rückwärts läuft.
2. 2. Bei der Umsteuerung nach Anspruch 1 die Anordnung zweier Nocken (q, q¹) für das Spülventil, derart, daß dieses Ventil nicht in Tätigkeit gesetzt wird, wenn die Maschine von dem Mittelnocken für Vorwärts- und Rückwärtsgang gesteuert wird.
3. 3. Umsteuerung für Verbrennungskraftmaschinen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhebel, welche die Bewegung von den Nocken, auf die Ventile übertragen, in einer Platte (r) gelagert sind, welche längs der Steuerwelle verschoben wird, um die verschiedenen Nocken für die Steuerung der Einlaß- und Spülventile in Tätigkeit zu setzen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.