DE254105C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der Erfindung ist eine umsteuerbare Verbrennungsmaschine, bei der eine Umkehr der Drehrichtung durch Veränderung des Zündzeitpunktes herbeigeführt wird.

Auf den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes beispielsweise dargestellt.

Die Fig. ι bis 8 zeigen eine Umsteuerung für einen Zweitaktmotor mit einem Zylinder.

ίο In Fig. ι bezeichnet L das Hubvolumen, v₂ den Kompressionsraum, K die Kurbel, / die vereinigte Kurbel- und Zündachse, φα, -po und -pu die Umdrehung der Kurbel während der Expansion, dem Ausschub und der Kompression, h einen festen Zünddaumen, Ao₁ ein auf der Zündachse befestigtes und mit ihr rotierendes Kontaktstück (Stromunterbrecher). Die Zündachse ist in ihrer Längsrichtung verschiebbar. Auf ihr werden eine mit vier eingedrehten Nuten 1, 2, 3 und 4 versehene Hülse wr (Fig. .5 und 7) und zu jeder Nut an einer bestimmten Stelle ein Kontaktstück Ao₁, Ao₂, Ao₃, Ao₄ angebracht. Diese Kontaktstücke sind so angeordnet, daß Ao₁ die Zündung am Hubende veranlaßt, Ao₂ beim Beginn der Kompression (Drehrichtung nach Fig. 1), Ao₃ am Ende der Expansion (gleich Anfang der Kompression, wenn man die entgegengesetzte Drehrichtung annimmt) und Ao₄ am Hubende, so wie Ao₁. Die Nuten 1 bis 4 haben eine bestimmte Form und sind vermittels schräger Rillen miteinander verbunden.

Falls die in Fig. 1 angedeutete Drehrich-. tung umgekehrt werden soll, wird die Zündachse mit ihrer Hülse verschoben, bis Ao₂ unter den Daumen h gerät, wo die Zündung bei Beginn der Kompression stattfindet. Die während der Zündung gebildeten Brenngase werden komprimiert und dehnen sich (Fig. 8) schon während des folgenden Hubes aus; doch ist zu bemerken, daß die Widerstandsarbeit während der Kompression natürlich infolge der Ausdehnung durch die Wärme großer ist als die Arbeit während der Expansion. Das hat zur Folge, daß die Geschwindigkeit abnimmt, bis die Maschine nach einigen Hüben kurz vor Beendigung des Kompressionshubes stehenbleibt und, vom Kompressionsdruck beeinflußt, in entgegengesetzter Richtung mit solcher Geschwindigkeit im Anfang rotiert, daß eine normale Kompression erzielt wird. Sobald die Maschine in entgegengesetzter Richtung rotiert, muß am Hubende Ao₄ die Zündung erfolgen, und der regelmäßige Rückwärtsgang beginnt. Wünscht man wiederum Vorwärtsgang, so muß die Zündachse so verschoben werden, daß das Kontaktstück Ao₃ in Tätigkeit gebracht wird, und darauf Ao₁, sobald die Richtungsumkehr sich vollzogen hat.

Die Hülse wr an der Zündachse sieht man in Fig. 5 und 6 sowie in Fig. 7 im Grundriß. Am Fundament ist ein Zapfen t befestigt, der sich in einer der Nuten 1 bis 4 bewegt und, wenn die Hülse längs einer schrägen Rille verschoben wird, von einer Hauptnut zu einer anderen. Während des Vorwärtsganges bewegt sich der Zapfen t in der Nut 1 in der Richtung des Pfeiles. Verschiebt man die Zündachse mit ihrer Hülse nach links, so kann der Zapfen beim Einschnitt a, also an der Grenze des Ausschub- und Kompressionshubes zur Nut 2, verschoben werden, und die Drehrich-

tung wird umgekehrt, wie das oben beschrieben wurde. Während des Rückwärtsganges kommt der Zapfen durch die Rillen b und c zur Nut 4, was einem normalen Rückwärtsgang entspricht. Wenn die Drehrichtung wieder verändert werden soll, wird die Hülse nach rechts gedrückt, wobei der Zapfen beim Einschnitt d von der Nut 4 zur Nut 3 gelangt und, nachdem die Drehrichtung umgekehrt worden ist, durch die Rillen b bis e in die Nut I. Mittels dieser Einrichtung kann die Drehrichtung vom vollkommenen Vorwärtszum vollkommenen Rückwärtsgang verändert werden und umgekehrt. Die Flächen oberhalb der Mittellinie in Fig. 8 zeigen die Arbeit des Motors, wenn die Richtung verändert wird; die horizontal gestrichelten Flächen bezeichnen die Widerstandsarbeit (die Kompressionsarbeit) und die schräg gestrichelten Flächen die Triebarbeit (Expansionsarbeit). Die Flächen unterhalb der Linien bezeichnen die Arbeit, nachdem die Drehrichtung umgekehrt worden ist. Wird der Daumen h so verschoben, daß die Zündung sich verzögert (Fig. 9 bis 14) und die Geschwindigkeit zuerst abnimmt, so kann, wenn die Hülse wr danach verschoben wird, die Drehrichtung schon bei der ersten Kompressionszündung (Fig. 17) verändert werden. In Fig. 16 ist die im Grundriß ausgebreitete Hülse dargestellt mit dem um eine Strecke α verschobenen Daumen. Sobald die Drehrichtung verändert ist, wird der Daumen h in seine ursprüngliche Lage verschoben.

Eine entsprechend ausgeführte Umsteuerung für einen Viertaktmotor zeigen die Fig. 25 bis 30. Die vertikale Zündachse erhält ihre Bewegung von der Maschinenachse mittels eine^ Paares Schraubenräder. Mit Hilfe des Hebels A wird der Daumen so verschoben, daß die Zündung sich verzögert und danach in normaler Weise erfolgt. Mittels des Hebels B wird die Zündachse in ihrer Längenrichtung verschoben, so daß der Zapfen t von einer Nut zur anderen gelangt. Die gestreckte Lage des Hebels entspricht dem Vorwärtsgang. Der Zapfen t steht unter Federspannung, infolgedessen kann er zu Beginn der Bewegung nicht zu hoch belasten. Die Bedeutung der Buchstaben ist dieselbe wie früher.

Die hier dargestellte Hülse mit mehreren

Nuten wird auch bei Motoren angewendet, die mit gesteuerten Ventilen versehen sind. Außer der verschiebbaren Hülse wr, welche die Zündung reguliert, kommt dann eine andere verschiebbare Hülse Oa (Fig. 21) zur Anwendung, die mit besonderen Daumen für jedes Ventil versehen ist.

Die Fig. 18 bis 24 veranschaulichen eine Umsteuerung für einen mit zwei gesteuerten Ventilen versehenen Zweitaktmotor. Hier kommt keine Kompressionszündung zur Anwendung, denn der Steuerzapfen wird von Nut ι zur Nut 2 (Fig. 21) verschoben, und gleichzeitig verschieben sich die Rollen samt der Hülse Oa an der Steuerwelle des Auspuffventiles ft und des Gasventiles k von Bahn 1 zur Bahn 2, wo kein Daumen ist, so daß die Ventile geschlossen bleiben. Das hat zur Folge, daß im Zylinder eine größere Menge Luft verbleibt als bei normalem Gang und ein hoher Kompressionsdruck erzielt wird (Fig. 19). Der Kolben kann das Hubende nicht erreichen, wird zurückgeworfen und die Achse so gezwungen, in entgegengesetzter Richtung zu rotieren. Unterdessen werden die Hülsen wr und Oa noch mehr nach links verschoben, so daß die Zündung von der Nut 4 reguliert wird sowie von den auf der Bahn 4 befindlichen Daumen, die einen regelmäßigen Gang herbeiführen. Soll die Drehrichtung wieder umgestellt werden, verschiebt man die Hülsen wr und Oa nach rechts, so daß der Zapfen und die Rollen von der Nut (Bahn) 4 zur Nut (Bahn) 3 kommen und, nachdem die Achse sich in entgegengesetzter Richtung dreht, zur Nut (Bahn) 1. Bevor die Umsteuerung ausgeführt wird, läßt man den Gang mittels nachträglicher Zündung (Fig. 22) langsamer werden, damit die Wirkung nicht zu heftig sei.

Fig. 23 stellt eine Umsteuerung für einen ähnlichen, mit zwei Zylindern versehenen Motor dar. Der Zylinder A ist mit ganz ähnlichen Hülsen mit Nuten und Daumen versehen wie der vorhergehende; die Hülse des Zylinders B ist mit solchen Daumen α und c ausgerüstet, daß das Auspuffventil geöffnet bleibt, nachdem die Drehrichtung umgesteuert worden ist. Dadurch wird das in Fig. 23 dargestellte Diagramm erhalten. In Fig. 24 zeigt ka die Lage der Kontaktstücke auf den verschiedenen Bahnen. Die Fig. 31 und 32 veranschaulichen einen vollständigen Motor mit Umsteuerung.

Eine Umsteuerung für einen Viertaktmotor mit vier Zylindern, deren jeder zwei gesteuerte Ventile besitzt, ist in den Fig. 33 bis 40 dargestellt. Die gegenseitige Stellung der Kur^ bein ist in Fig. 33 veranschaulicht, wo die Zündungsregulierung mit punktierten Linien angegeben ist. Fig. 34 zeigt die Trieb- und Widerstandsarbeit, wenn die Drehrichtung vom Vorwärts- zum Rückwärtsgang umgestellt wird. In Fig. 36 sind die Zylinder mit S₁, S₂, s_? und S₄ bezeichnet; ft ist ein Auspuff ventil, i ein Saugventil. In Fig. 34 ist das Arbeitsdiagramm dieser Zylinder wiedergegeben. In Fig. 39 sind die Steuerhülse Oa und die Zündhülse ka abgewickelt dargestellt. Die parallel der Achse gezogenen strichpunktierten Linien bezeichnen die Entfernung zwischen den Takten, die senk-

rechten Linien die Bahnen für die Rollen der Steuerwelle und der Daumen, die schrägen Linien die Übergangsstellen auf den Bahnen. Die Hilfsdaumen der Bahnen 2 und 3 sind mit Kreuzen bezeichnet, sie kommen zur Anwendung beim Umsteuern der Richtung. Nach den Fig. 34 und 39 erfolgt die Zündungskompression abwechselnd in den Zylindern S₁ und S₄. Unterdessen ist das Auspuffventil in den Zylindern s₂ und S₃ geschlossen, das Saugventil dagegen in Tätigkeit, so daß die Zylinder zur Arbeit bereit sind, sobald die Umsteuerung vor sich gegangen ist. Die gestrichelten Quadrate auf der Zündhülse ka stellen Strom-Unterbrechungspunkte dar, falls der Gang der Maschine mittels verzögerter Zündung gehemmt werden soll, bevor die Umsteuerung erfolgt.

Fig. 35 ist ein Arbeitsdiagramm der Umsteuerung in einem Motor, bei dem größere Expansion bei Normalgang angewendet wird, und bei dem man durch Schließen der Auspuffventile höhere Kompression erzielt. Fig. 40 wiederum zeigt die Steuer- und Zündhülse für einen solchen Motor. Der Hebel, mittels dessen die Daumen verschoben werden, ist in Fig. 38 dargestellt.

Da die Umsteuerung der Drehrichtung nicht geschehen darf, bevor der Gang langsamer geworden ist, so bringt man ein Sperrstück g am Umsteuerungshebel δ an, das die Verschiebung erst zuläßt, nachdem der Hebel «, der vom Stromunterbrechungsdaumen beeinflußt wird, verschoben ist.

Die Umsteuerungshülse kann noch, außer den erläuterten Ausführungen, die Form nach Fig. 41 bis 50 haben. In einer Hülse nach Fig. 41 und 42 liegen die Nuten auf der Innenseite, und der federnde Zapfen ist an der Achse befestigt. In der Hülle nach Fig. 43 ist der Zapfen fest und der Ring federnd auf der Achse. In der Hülse nach Fig. 44 bis 46 sind auf den Übergangsstellen für den Zapfen federnde Schienen angeordnet. Nach Fig. 44, 45 und 47 ist der Zapfen in Richtung der Achse verschiebbar, Und die Hülse rotiert zwar, ist aber nicht verschiebbar. Nach Fig. 48 bis 50 sind federnde Schienen für jede Übergangsstelle und zwei Zapfen t und Ji₁ ange

ordnet ; der Zapfen t_x kann von den Mittel- 50 bahnen b_x und C₁ zu den Bahnen a_x und d_x verschoben werden. Die Umsteuerungshülsen werden mit so vielen Nuten, Übergangsspuren und Zapfen versehen, wie jeweils erforderlich sind. Außerdem kann entweder die Hülse oder 55 der Zapfen oder auch beide federnd ausgeführt werden.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Umsteuerung für Verbrennungskraftmaschinen, bei denen die Umsteuerung durch Veränderung des Zündzeitpunktes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündung mittels vier an der Steuerwelle vorgesehenen Nuten (1, 2, 3, 4) und einer Hülse (wr) reguliert wird, die mit schrägen Rillen (a, b, c, d, e) versehen ist, die diese Nuten verbinden, und daß sich bei der Drehung der Steuerwelle ein Zapfen (t) längs dieser Nuten und Rillen bewegt, wobei entweder der Zapfen fest und die Hülse mit ihrer Steuerwelle in der Längenrichtung verschiebbar öder auch der an einer Zwischenachse befestigte Zapfen mit dieser verschiebbar ist.

2. Umsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten sich auf der Innenseite der Hülse befinden und der federnde Zapfen an der Achse befestigt ist, wobei der Zapfen fest, der Ring aber federnd gegen die Achse ist (Fig. 41 bis 43).

3. Umsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Übergangsstellen des Zapfens federnde Schienen angebracht sind und entweder der Zapfen in der Richtung der.. Achse verschiebbar ist, während die Hülse drehbar, aber nicht verschiebbar ist, oder aber die Hülse verschiebbar ist und der Zapfen festsitzt (Fig. 44 bis 47).

4. Umsteuerung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Hülse an allen Übergangsstellen federnde Schienen angebracht sind sowie zwei Zapfen (t, t_x), deren einer sich von den Mittelbahnen (b_x und C₁) zu den Bahnen (a_x und ä_x) bewegen kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.