DE236951C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JlS 236951 KLASSE 46 b. GRUPPE

JACQUES de JONG in ANTWERPEN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Mai 1910 ab.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Steuerung mit zwei konzentrischen, ineinandergleitenden Schiebern für mehrzylindrige Explosionsmotoren.

Die Neuheit des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß zur gleichzeitigen Steuerung je zweier, um zwei Perioden versetzt arbeitender Zylinderpaare je zwei in Wechselbeziehung zueinander stehende Zylinder an

ίο dieselben Steuerungskanäle angeschlossen sind und durch gemeinsame Steuerorgane gesteuert werden.

Die Vorrichtung, die vorzugsweise bei Motoren mit zwei, vier und sechs Zylindern an- wendbar ist, besteht im wesentlichen in einem System von zwei konzentrisch ineinander angeordneten Schiebern für je eine Gruppe von zwei Zylindern, welche um zwei Hube gegeneinander versetzt sind. Jeder Schieber kann hierbei durch eine Welle mit einem oder mehreren Exzentern in einem auf der Außenseite längs -der Zylinder vorgesehenen Hahngehäuse, das mit dem Explosionsraum der beiden durch die betreffenden Schieber bedienten Zylinder in Verbindung steht, in Längsrichtung verstellt werden.

Die wechselweise Bewegung jedes Schiebersystems ist dem Bedürfnis der Brennstoffzuführung entsprechend geregelt; der äußere Schieber gibt abwechselnd den Gasen den Weg mittels einer an jedem seiner Enden an geeigneter Stelle vorgesehenen Öffnung frei, oder er dichtet mit Hilfe von an seiner Peripherie und im Innern des Hahngehäuses vorgesehenen Kolbenringen den einen oder den anderen der Verbindungskanäle ab, welch letztere für den Durchtritt der frischen, bzw. verbrannten Gase zwischen den Explosionsräumen jeder Zylindergruppe und den Hahn- bohrungen vorgesehen sind. Während der Öffnungsperiode des einen oder des anderen der Verbindungskänäle verbindet der innere Schieber dadurch, daß seine ausgebauchten, ringförmigen Endlappen vor den Öffnungen des äußeren Schiebers verstellt werden, abwechselnd die Verbindungskanäle bald mit der vom Vergaser kommenden Frischgasleitung, bald mit der zum Auspufftopf führenden Ableitung der verbrannten Gase.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Als Ausführungsbeispiel dient dabei em Vierzylindermotor, der von einer Welle mit einem einzigen Exzenter aus gesteuert wird.

Es zeigt:

Fig. ι den Erfindungsgegenstand im Vertikalschnitt,

Fig. 2 im Horizontalschnitt,

Fig. 3 im Querschnitt, während

Fig. 4, 5, 6 und 7 schematische Darstellung gen, welche die Stellung der Schieber in den verschiedenen Arbeitsgängen darstellen, sind, und zwar ist Zylinder A dargestellt in

Fig. 4 beim Beginn der Ansaugeperiode,

Fig. 5 beim Beginn der Kompressionsperiode,

Fig. 6 im Augenblick der Explosion,

Fig. 7 beim Beginn der Auspuffperiode.

In den Figuren bedeutet ι und i' die äußeren Schieber, von denen der Schieber i' durch den Kulissenarm 2 der Schwinge 8 in der Hahnbohrung 6', der Schieber ι von dem Arm 4 des Bügels 9 in seiner Bohrung 6 hin und her bewegt wird.

Von den teleskopartig eingesetzten inneren Schiebern 7 bzw. 7' unterliegt der erstere der Wirkung der Kulissenarme 3 der Schwinge 8 und der letztere derjenigen des Armes 5 des Bügels 9, von denen die inneren Schieber 7 bzw. 7' in dem äußeren Schieber 1 bzw. 1' verschoben werden.

Die Welle 10 trägt das Exzenter 11 und wird mittels der Schraubenräder 12, 14 und 15 mit der halben Geschwindigkeit der Kurbel 13 getrieben.

Das Exzenter 11, auf dem Hülsen 16 und i6', welche in den Kulissen 17 und 17' der Schwinge 8 bzw. des Bügels 9 gleiten, befestigt sind, erzeugt erstens eine schwingende Bewegung um den Zapfen 18 und ferner eine geradlinige, hin und her gehende Bewegung. Der äußere und der innere Schieber 1' und 7, welche mit der Schwinge 8 durch Zapfenstangen 19' und 20 verbunden sind, erfahren also eine geradlinige, hin und her gehende und wechselweise entgegengesetzte Bewegung, während den äußeren und inneren Schiebern 1 und 7', die mit dem Bügel 9 durch Lenker. 21 und 21' und die Zapfenstangen 19 und 20' verbunden sind, eine hin und her gehende geradlinige, aber gleichartige Bewegung erteilt wird. Außerdem werden bei jedem Gang die äußeren und die inneren Schieber wechselweise gegen ihre Hubmitte verstellt. Die in den Schiebern 1 und i' vorgesehenen Eintnttsöfrnungen 22, 22', 22" und 22'" können abwechselnd an die Verbindungskanäle angeschlossen werden, und zwar die Öffnungen 22 und 22' an die Kanäle 23 und 23' der Zylinder A und C durch die Bohrung 6', die Öffnungen 22" und 22'" an die Verbindungskanäle 23" und 23'" der Zylinder B und D durch die Bohrung 6.

In die Bohrungen 6 und 6' sind die Hohlzylinder 24 und 24' eingesetzt, um die Montage und die Demontage der mit Kolbenringen ausgestatteten Schieber zu erleichtern.

Diese Hohlzylinder besitzen öffnungen 25, 25', 25" und 25'", welche den Verbindungskanälen 23, 23', 23" und 23'" entsprechen, so daß die öffnungen 26, 26' und 26" mit der Frischgasleitung 27 und dem Vergaserrohr 28 (Fig. 3) in Verbindung stehen. In den Ausdrehungen, welche ganz nahe den Öffnungen 25, 25', 25" und 25'" der Hohlzylinder angeordnet sind, sind breite Dichtungsringe 29, 29', 29" und 29"' eingesetzt, die den Zweck haben, die Öffnungen der äußeren Schieber während der Kompressions- und der Auspuffperiode, indem sie sich um die Öffnungen herum schließen, abzudichten. Schließlich vervollständigen die gespannten Kolbenringe 30, welche um die äußeren Schieber herum angeordnet sind, den dichten Abschluß.

31 ist ein Auspuffsammeirohr, das die Austrittsöffnungen der Schieberbohrüngen 6 und 6' verbindet. Die in den äußeren Schiebern ι und 1' vorgesehenen Öffnungen 32 und 32' sichern eine dauernde Verbindung zwischen den Frischgaseintrittsöffnungen 26, 26', 26" und den Ansaugekanälen 33 und 33', welch letztere durch die Einziehung der Wände der inneren Zylinder 7 und j' entstehen.

Die übrigen Organe des Erfindungsgegensiandes weichen nicht von denjenigen der gebräuchlichen Motoren ab.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung dienen die folgenden Betrachtungen:

In der in Fig. 4 dargestellten Stellung beginnt für den Zylinder A der Ansaugehub. In diesem Augenblick findet in dem Zylinder C, welcher mit dem Zylinder^ durch die gleiche Schieberbohrung verbunden ist, und \vclcher durch das gleiche Schiebersystem bedient wird, die Explosion statt,' da er sich in der dritten Arbeitsperiode befindet, also um zwei Perioden oder eine volle Kurbeldrehung gegen den Zylinder A versetzt ist.

In dieser Lage wird sich der äußere Schieber 1' in seiner äußersten Linksstellung befinden und seine Öffnung 22, welche den Verbindungskanal 23 des Zylinders A bedient, wird vor der linken Wandseite dieses Kanals stehen. Zur gleichen Zeit hat der innere Schieber 7' seinen halben Weg nach links ausgeführt und ist im Begriff, die Öffnungen 22 mit seinem linken Seitenlappen zu verschließen. Während seiner weiteren Bewegung nach links wird er jedoch diese Öffnung wieder freigeben, die nunmehr mit dem Ansaugekanal 33' in Vevbindung tritt. Da sich der innere Schieber in voller Bewegung befindet, während der äußere Schieber in seiner Totlage steht, wird der erstere schon einen erheblichen Teil der Öffnung 22 freigegeben haben, bevor die letztere bei seiner Bewegung nach rechts zurückkommt. Da andererseits die Öffnung der Verbindungskanäle offenbar größer ist als diejenige der äußeren Schieber, muß in einem bestimmten Zeitpunkt, in welchem sie sich noch vor dem Verbindungskanal befindet, die Öffnung 22 vollständig freigegeben sein. Während dieser Zeit ist den Frischgasen der größtmögliche Eintrittsquerschnitt in den Zylinder A geboten.

Bei weiterem Rechtslauf des äußeren Schiebers V wird die Öffnung 22 in den Hohlzylinder 24' gelangen und dort durch den Dichtungsring 29 verschlossen werden; hiermit

tritt das Ende der Ansauge- und der Beginn der Kompressionsperiode für den Zylinder A ein, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist. In diesem Augenblick wird der innere Schieber A in seiner äußersten Linkslage angelangt sein. Die wechselseitige Lage der beiden Öffnungen 22 und 22' im äußeren Schieber i' ist derart bestimmt, daß der Abstand ihrer äußersten Kanten genau dem der Öffnungen der Verbindungskanäle 23 und 23' entspricht, wenn man die volle Hublänge des Schiebers in Abzug bringt. Hieraus folgt, daß, wenn sich die Öffnung 22 beim Beginn der Ansaugeperiode des Zylinders A in der äußersten linken Seite der Öffnung des Verbindungskanals 23 befindet, die Öffnung 22' von der Öffnung des Verbindungskanals. 23' am weitesten entfernt sein muß, daß also der Zylinder C im Augenblick der Explosion abgedichtet ist; der Dichtungsring 29' schließt sich während dieser Zeit um die Öffnung 22', wobei die Kolbenringe 30 noch die vollständige Abdichtung sicherstellen.

In bezug auf den inneren Schieber 7' ist zu bemerken, daß die Lage der beiden seitlichen Endlappen des letzteren in der gleichen Weise bestimmt ist wie die Lage der Öffnungen 22 und 22', also derart, daß der Abstand zwischen den äußersten Kanten der Entfernung der äußersten Rechts- und Linkslagen, in welche sie in der Hahnbohrung 6' gelangen können, abzüglich des vollen Schieberhubes, entspricht; der für den Zylinder C bestimmte Seitenlappen befindet sich in dem in Frage stehenden Zeitpunkt in seiner Mittellage, der Schieber 7' hat also seinen halben Weg nach links zurückgelegt und -steht gerade vor der Öffnung des Verbindungskanals 23', so daß er den dem Explosionsdruck im Zylinder C ausgesetzten Teil des äußeren Schiebers unterstützen kann.

Da der äußere Schieber sich während dieser Periode des Kreislaufes von links nach rechts, der innere Schieber sich von rechts nach links bewegt, so gelangt die Öffnung 22' gegen das Ende des Spannungsabfalles vor dem Verbindungskanal 23', während der Seitenlappen des inneren Schiebers 7' sich noch von ihm entfernt ; auf diese Weise wird den verbrannten Gasen der direkte Weg in das Auspuffsammelrohr 31 (Fig. 5) geöffnet.

Aus den vorstehenden Ausführungen folgt, daß die Anordnung der Öffnung 22 und 22' sowie die der Seitenlappen des Schiebers 7' derart getroffen ist, daß zwischen der Steuerung der Zylinders A und C stets der Abstand eines einfachen Hubes der Schieber i' und y' oder einer halben Umdrehung der Exzenterwelle 10 öder einer vollen Umdrehung der Kurbel 13 bestehen bleibt. Die an einer Hahnbohrung' vereinigten und durch ein Schiebersystem bedienten Zylinder sind demnach um zwei Kreislaufperioden getrennt, was einer vollen Kurbeldrehung entspricht. Auf diese Weise werden die besten Steuerungsverhältnisse durch ein Schiebersystem erreicht.

Man sieht in Fig. 6, welche den Zeitpunkt der Explosion im Zylinder A und den Beginn der Ansaugeperiode für Zylinder C darstellt, daß die Schieber die entsprechenden, aber hinsichtlich der Zylinderstellung umgekehrten Lagen als in Fig. 4 einnehmen. Die Veränderung der Stellung der Schieber zwischen den Fig. 4 und 6 vollzieht sich während einer halben Umdrehung der Exzenterwelle oder einer ganzen Umdrehung der Kurbel. Schließlich findet man in Fig. 7, in der der Kreislauf vollendet wird, und in welcher für Zylinder A der Anfang der Auspuffperiode, für Zylinder C der Beginn der Kompression dargestellt ist, die genaue Wiederholung der Stellungen in Fig. 5, nur daß auch hier die Lage hinsichtlich der Zylinder die umgekehrte ist.

Zu beachten ' ist der einzige Umstand, daß die Abgase aus den Zylindern C und D direkt durch das Auspuffsammeirohr entweichen, während diejenigen aus den Zylindern A und B zunächst die Bohrung der inneren Schieber 7' bzw. 7 für Zylinder B passieren. Es ergibt sich hieraus der Vorteil, daß die Frischgase, die durch die Ansaugräume 33 bzw. 33' gehen, ein wenig vorgewärmt werden, während andererseits durch die Wärmeabgabe eine für die Bohrung der inneren Zylinder 7 und 7' genügende Abkühlung erreicht wird.

Es ist zu bemerken, daß die Zylinder B und D entsprechend um eine halbe Kurbelumdiehung gegen die Zylinder A und C und gegenseitig um eine volle Kurbelumdrehung im Kreislauf versetzt sind. Hierbei erfolgt die Steuerung unter den nämlichen Bedingungen wie für die Zylinder A und C mittels eines weiteren Schiebersystems, und zwar durch den äußeren Schieber und den inneren Schieber 7. Die letzteren laufen in einer Schieberbohrung 6 mit einem halben Hubabstand gegen die Schieber 1' und 7', folglich mit einer Versetzung von einer Viertelumdrehüng der Exzenterwelle oder einer halben Umdrehung der Kurbelwelle gegen die Zylinder A, B und C, D.

Kurz zusammengefaßt ergibt sich also als wechselweise Stellung der vier Zylinder, wenn , ■man von dem äußeren Schieber ausgeht, folgendes:

1. zwischen dem Schieber i' und dem Schieber 7' ist ein halber Hubabstand,

2. zwischen dem Schieber i' und dem Schieber ι ist ein halber Hubabstand,

3. zwischen dem Schieber 1' und dem Schieber 7' ist ein ganzer Hubabstand.

Claims (1)

1. Demnach werden der äußere Schieber ι und der innere Schieber 7' miteinander laufen, wobei einer der äußeren Schieber 1' um einen halben Hub voraneilt und der innere Schieher 7 um einen halben Hub nacheilt. Die beiden letzteren Schieber laufen in entgegengesetztem Sinne.

   Die erforderliche Bewegung" wird abgeleitet \on der Schwinge 8 und dem Bügel 9, welche die Kreisbewegung des Exzenters 11 umformen einerseits in eine entgegengesetzte hin und her gehende Bewegung der Arme 2 und 3 der Schwinge 8, wobei die Arme mit den Schiebern 1' und 7 verbunden sind, und andeinerseits in eine gleichgerichtete hin und her gehende Bewegung der Arme 4 und 5 des Bügels 9, wobei dessen Arme mit den Schiebern ι und 7 verbunden sind. Hierbei ist das mit dem Bügel 9 und das mit der Schwinge 8 verbundene Schiebersystem gegeneinander um einen halben Hub versetzt.

   Natürlich kann die Bewegung der Schieber auch von einer Welle abgeleitet werden, welche mit ebenso vielen Exzentern als Schieber ,zu bedienen sind, versehen ist, wobei die Exzenter in der für die oben beschriebene Steuerung notwendigen Stellung auf der Welle verkeilt sind.

   Patent-Anspruch: „_o

   Steuerung mit zwei konzentrischen, ineinandergleitenden Schiebern für mehrzylindrige Explosionsmotoren zur gleichzeitigen Steuerung zweier, um zwei Perioden versetzt arbeitender Zylinderpaare, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei in Wechselbeziehung" zueinander stehende Zylinder (A, C und B, D) an dieselben Steuerkanäle (6' und 6) angeschlossen sind und durch gemeinsame Steucrorgane (i'_; 7' und 1,7) gesteuert werden.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.