DE240769C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 240769 KLASSE 46 h. GRUPPE

GASTON ERNEST SAMAIN in PARIS.

Steuerung für Motoren mit innerer Verbrennung.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. Dezember 1910 ab.

Bei Motoren mit innerer Verbrennung oder Explosionsmotoren muß die Steuerung während der Zeit der Kompression und der Explosion . die größte Dichtheit bieten, während der anderen Zeit des Kreislaufes hat die Dichtheit weniger Bedeutung, um so mehr, als die Öffnungen schnell und weit geöffnet werden. Die Anordnung der aufgeschliffenen Ventile , entspricht in vollkommener Weise der ersten

ίο Bedingung, ebenso wie die Kolben mit Ringen, falls diese letzteren nicht vor den Schlitzen vorbeigehen müssen. Die Anordnung der eingepaßten Kolben erfüllt die zweite Bedingung. Vorliegende Erfindung bezweckt eine Kombination, bei welcher die Verteilung durch das Spiel von _v Kolben hervorgebracht wird, die gleichzeitig den Abschluß während der Kompression und Explosion nach Art eines Ventils bewirken, während sie während des Absaugens und des Auspuffens die ringförmigen Schlitze freigeben und den Gasen einen großen Durchgangsquerschnitt bieten. So finden sich denn in ein und derselben Anordnung die Vorteile der Steuerung durch Ventile und der Steuerung durch Kolben, die nach Art der Schieber arbeiten. Die weiteren Vorteile der Anordnung werden im Laufe der Beschreibung klargelegt. Auf der Zeichnung stellt Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Zylinder mit der Steuerungsanordnung dar. Die Fig. 2 bis 5 zeigen schematisch die Stellung der Organe im Anfange der verschiedenen Abschnitte des Kreislaufes.

In Fig. ι ist 1 der Zylinder des Motors,

2 der Kolben, 3 die Kühlwasserkammer.

Der Zylinder 4, der die Steuerungsteile enthält, steht mit dem Zylinder 1 durch die Leitung 5 in Verbindung. In dem Zylinder 4 sind die Eintrittskanäle 6 und die Auslaßkanäle 7 ; der Zylinder ist umgeben von einer Kühlwasserkammer 8. Der Eintritt und der Auslaß werden betätigt durch das Zusammenarbeiten zweier konzentrisch ineinander angeordneter hohler Kolben 9 und 10, so angeordnet, wie aus der Zeichnung ersichtlich. Der Kolben 9 trägt für den Durchgang der Gase die kreisförmig angeordneten Schlitze 11, und über diesen hat er bei 12 eine besondere Verengerung, deren abgeschrägte Grundoberfläche mit dem oberen Teil des Kolbens 10, der gleichfalls abgeschrägt ist, ein Ventil bildet. Ein fester Kolben 13 ist im Innern der Kolben 10 und 12 verpaßt. Das Innere dieses Kolbens steht mit der Kühlwasserkammer 3 in Verbindung. Der Kolben 12 trägt die Ringe 14, um die Abdichtung gegen den Zylinder 4 zu sichern, und der Kolben 13 die Ringe 15 zum Abdichten gegen das Innere des Kolbens 10. Dieser feste Kolben gestattet, den Druck auf die Arbeitsflächen auszugleichen bzw. zu vermindern. Die Kolben 10 und 9 ebenso wie der mit letzterem verbundene Ventilkolben 12 werden durch Schubstangen und gekröpfte Wellen an der Welle 16 betätigt. Letztere wird durch die Motorwelle 17 mittels Triebräder 18 angetrieben, die die ümdrehungsgeschwindigkeit der Welle 16 mit Bezug auf die Geschwindigkeit des Motors auf die Hälfte herabsetzen. Die gekröpfte Welle 19, auf welcher die. Schubstange für den Kolben 10 sitzt, und die gekröpfte Welle 21, an der die Schubstange für den Kolben 9 und den mit ihm fest verbundenen Ventilkolb_en sich be--

findet, sind auf der Zeichnung beispielsweise auf der Welle 16 um 45° gegeneinander versetzt und bilden einen Winkel von 22Y₂ ⁰ mit Bezug auf die Motorwelle 17 in den Totpunktlagen, wie in Fig. 2 und 4 gezeichnet. Es versteht sich von selbst, daß man die Aufkeilung in verschiedenen Winkeln vornehmen kann, und zwar zwischen den Wellen so klein als möglich. Dabei ist zu beachten, daß 1. eine genügende Trennung zwischen dem Ventil und seinem Sitz erlangt wird, und 2., daß das Auftreffen des Ventils auf den Sitz oder ihre Trennung so nahe als möglich.an der höchsten und tiefsten Totpunktlage stattfindet, um den Aufsitzstoß auf ein Minimum herabzusetzen. Die Schubstange 20 ist mit dem Kolben 10 verbunden, während die Schubstange 22 den Kolben 9 durch die Muffe 24 antreibt, mit welcher sie durch einen Bolzen 25 verbunden ist. Die Muffe 24 stößt mit dem Anschlag 26 gegen den unteren Teil des Kolbens 9 und vermittelt ihm so die aufsteigende Bewegung. Zwischen dem Kolben 9 und der Muffe 24 ist die Feder 27 eingeschaltet, die beim Herabgehen dem Kolben gestattet, der Muffe nachzueilen. Der Zweck dieser Anordnung wird weiterfolgend beschrieben werden. :

Die Arbeitsweise der Maschine wird beschrieben mit Bezug auf die schematischen Fig. 2, 3, 4 und 5.

Fig. 2. Der Motorkolben ist in der Stellung, die dem Ende der Explosion und dem Beginn des Auspuffes entspricht. Während der Auspuffperiode gehen die Steuerungsorgane aus der Stellung von Fig. 2 in diejenige von Fig. 3 über. Der Kolben 9 deckt fortschreitend den Auslaß, welchen er vollständig verschließt, in der Stellung nach Fig. 3. Das Ventil 12 ist abgehoben von seinem Sitz, um den Weg für die auszustoßenden Gase freizumachen. In der Stellung der Fig. 3 ist es ganz geöffnet, während der Zeit des Eintritts bleibt es geschlossen.

Fig. 3. Der Motorkolben ist in der Stellung, die dem Ende des Auslasses und dem Beginn des Ansaugens entspricht. Während der Ansaugeperiode sind die Steuerungsorgane von der Stellung nach Fig. 3 zur Stellung von Fig. 4 übergegangen. Der mit dem Kolben 9 fest verbundene Ventilkolben 12 ist gestiegen, wobei er nach und nach die Ansaugung freigibt ; während dieser Zeit hat der Kolben 9 den Auspuff geschlossen gehalten. Der obere Teil des Kolbens 10, der den Ventilsitz, bildet, hat sich fortschreitend dem Ventil 12 genähert, bis das Ventil auf seinem Sitz aufliegt (Fig. 4). Eintritt und Auspuff, sind vollständig geschlossen. . .

Fig. 4. Der Motorkolben ist in der Stellung, die dem Ende des Ansaugens und dem Anfang der Kompression entspricht. Während der Kompressionsperiode sind die Steuerungsorgane von der Stellung der Fig. 4 in diejenige der Fig. 5 übergegangen. Die komprimierten Gase haben den Ventilkolben 12 auf dem oberen Teil des Kolbens 10 gehalten, und der Verschluß ist vollkommen dicht geblieben. Während dieses Abschnittes ist der Angriffspunkt 21 der Schubstange 22 dem Kolben 9 vorgeeilt, was durch die Muffenverbindung 24, die die Feder 27 zusammengedrückt hat, möglich geworden ist. ■

Fig. 5. Der Motorkolben ist in der Stellung, die dem Ende der Kompression und dem Anfang der Explosion entspricht. Während der Explosionsperiode gehen die Steuerungsorgane von der Stellung nach Fig. 5 in diejenige der Fig. 2 über. Der Druck der explodierten Gase hat den Ventilkolben 12 auf dem oberen Teil des Kolbens 10, der ihm als Sitz dient, aufgepreßt gehalten, und der Verschluß ist während der Kompressionsperiode vollkommen dicht erhalten worden. Wie in der vorgehenden Periode, ist der Angriffspunkt 21 der Schubstange 22 dem Kolben 9 vorgeeilt. Man kommt dann wieder in die Stellung der Fig. 2, und der Kreislauf beginnt von neuem. Man wird bemerken, daß bei dieser Anordnung die Zahl der Ringe sehr gering ist und daß diese nicht vor den Einlaß- oder Auslaß Öffnungen vorbeigehen. Die Abkühlung der Steuerungskolben findet innerlich statt durch die Wasserkammer, die in dem Kolben 13 eingeschlossen ist, und äußerlich durch die Kammer 8. Die Betätigungsorgane der Steuerungskölben (Treibräder, gekröpfte Wellen, Kurbeln) können in öl baden, wobei ihre Vorsprünge dazu dienen, die Kolben zu schmieren. Man wird auch bemerken, daß der feste Kolben 13 für die Abkühlung der Steuerungskolben sehr vorteilhaft ist, er ist aber nicht unentbehrlich und man könnte ihn ausschalten, wenn man den Kolben 10 an seinem oberen Ende schließen würde. Die Arbeit, die durch die Verteilungskolben absorbiert wird, wird zum Teil wiedergewonnen, dehn der Druck der Gase über ihnen versucht, ihre Antriebswelle im Sinne der Motorwelle zu drehen. Man' wird ferner bemerken, daß die Eintritts- und Auslaß Öffnungen vollständigfrei offen sind, um die Pressung der Gase auf das Allergeringste zurückzuführen, und daß der Ventilkolben 12 in dem Augenblick auf dem Kolben 10 aufsitzt, in dem die Kurbeln, die sie betätigen, gegen das Ende ihres. Laufes kommen, wodurch sich das Aufsetzen ohne Stoß und ohne Geräusch vollzieht. Es ist ferner ersichtlich, daß die Feder die Rolle des Schwungrades übernimmt, und daß ihre Elastizität durchaus keinen Anteil an dem eigentlichen Schluß des Ventils hat. _f

Es versteht sich von selbst, daß man bei der Ausführung in den Einzelheiten manche

Abweichungen machen kann, ohne von dem Wesen der Erfindung abzugehen.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Steuerung für Motoren mit innerer

   Verbrennung und zwei durch Schubstangen und gekröpfte Wellen bewegte Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Kolben (io) einen Ventilsitz und der andere Kolben ίο (12) das Ventil bildet, welches während der Explosion und Kompression geschlossen ist, während des Ein- und Auslasses der Gase sich von seinem Sitz hebt und die ,. Gase durch ringförmig angeordnete Schlitze (11) treten läßt.
2. 2. Ausführungsform der Steuerung nach . Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskurbeln (21,19) der Steuerungskolben gegeneinander unter dem kleinsten möglichen Winkel versetzt sind, derart, daß die Auslaß- und Einlaßöffnungen wäh rend der entsprechenden Perioden weit geöffnet sind, und daß das Auftreffen dieser beiden Organe sich im toten Punkt ohne Stoß vollzieht.
3. 3. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Ventil bildende Kolben (12) mit seiner Schubstange (22) durch ein Anschlagstück (24) und eine Feder (27) verbunden ist derart, daß beim Hochgehen der Kolben durch den Anschlag gehoben wird, und daß beim Heruntergehen die Feder dem Kolben gestattet, seiner Schubstange nachzueilen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.