DE287691C

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Publication number: DE287691C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Verbrennungskraftmaschine, bei welcher die Pleuelstange an einem Ende eines Wälzhebels angreift, der sich gegen die Platte eines kreuzkopfartigen Gliedes stützt, während am anderen Ende des Wälzhebels eine exzentrisch zur Zylinderachse angeordnete Feder angreift.The subject of the invention forms an internal combustion engine in which the Connecting rod engages at one end of a roller lever, which is against the plate of a crosshead-like Member supports, while a spring arranged eccentrically to the cylinder axis engages at the other end of the roller lever.

Es ist zwar schon in Vorschlag gebracht worden, bei Verbrennungskraftmaschinen geteilte Kolbenstangen anzuordnen, die durch eine Feder auseinandergepreßt bzw. auseinandergezogen werden. Diese Einrichtungen haben sich nicht bewährt, weil derartige Federn durch die ständigen, gegenseitigen Spannungeil einem großen Verschleiß unterliegen, wodurch ein genaues Arbeiten der Verbrennungskraftmaschine in Frage gestellt wird. Ebensolche schädlichen Beanspruchungen erfahren auch noch die Einrichtungen, bei welchen im Motorzylindergehäuse eine von der Kolbenstange angetriebene, zentrisch angeordnete Feder sich befindet.It has already been proposed that it be split in internal combustion engines To arrange piston rods which are pressed apart or pulled apart by a spring will. These facilities have not proven themselves, because such springs by the constant, mutual tension part are subject to great wear, which means that the internal combustion engine works accurately is questioned. The facilities in which in the motor cylinder housing one driven by the piston rod, centrally arranged Spring is located.

Alle diese Übelstände werden durch die Erfindung beseitigt.All of these inconveniences are eliminated by the invention.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen:The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention, namely show:

Fig. i, 2 und 3 einen senkrechten Schnitt rechtwinklig zur Kurbelwelle durch eine Verbrennungskraftmaschine, wobei Kolben und die diesen mit der Pleuelstange verbindenden Glieder in verschiedenen Stellungen dargestellt sind,FIGS. I, 2 and 3 show a vertical section at right angles to the crankshaft through an internal combustion engine, wherein the piston and the links connecting it to the connecting rod are shown in different positions are,

Fig. 4 Einzelheiten der Maschine im senkrechten Schnitt normal zu der Schnittebene der Fig. 1, 2 und 3, und4 shows details of the machine in a vertical section normal to the cutting plane of Figs. 1, 2 and 3, and

Fig. 5 den Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4.FIG. 5 shows the section along line 5-5 in FIG. 4.

Die dargestellte Maschine ist ein sogenannter Viertaktmotor, dessen Zylinder 1 auf einem Untergestell 2 angeordnet und mit Einlaß 3, Auslaß 4 und Zündkerze 5 ausgerüstet ist. Der Einlaß für das Explosionsgemisch und der Auslaß für die Abgase werden durch Ventile 6 und 7 abgeschlossen, die in bei dieser Art Maschinen üblicher Weise gesteuert werden; außerdem besitzt der Zylinder auch noch einen Kühlmantel 8.The machine shown is a so-called four-stroke engine, the cylinder 1 on arranged on a base 2 and equipped with inlet 3, outlet 4 and spark plug 5 is. The inlet for the explosive mixture and the outlet for the exhaust gases are through Valves 6 and 7 closed, which are controlled in a manner customary in this type of machine will; the cylinder also has a cooling jacket 8.

Die Kolbenstange 10 des Kolbens 9 ist mit einem Kreuzkopf 11 verbunden, der in Führungen 12 im Maschinenrahmen 2 gleitet.The piston rod 10 of the piston 9 is connected to a cross head 11 which is guided in guides 12 slides in the machine frame 2.

Der Kreuzkopf besteht vorzugsweise aus zwei parallel in einem gewissen Abstand voneinander liegenden Schenkeln, die an ihrem oberen Ende vereinigt sind (vgl. Fig. 4), um eine Verbindung mit der Kolbenstange 10 zu ermöglichen, und die auf der unteren Seite durch einen Querträger bzw. eine Platte 13 verbunden sind. Die Platte 13 dient als Widerlager für das eine Ende einer Schraubenfeder 14 und gleichzeitig als Widerlager eines Wälzhebeis. The cross head preferably consists of two parallel at a certain distance from each other lying legs, which are combined at their upper end (see. Fig. 4) to a connection with the piston rod 10 to allow, and on the lower side by a cross member or a plate 13 are connected. The plate 13 serves as an abutment for one end of a helical spring 14 and at the same time as an abutment of a roller lifter.

Im unteren Teil des Rahmens 2 ist die Kurbelwelle 15 gelagert, an welcher die Pleuelstange 16 angreift.The crankshaft 15, on which the connecting rod 16 engages, is mounted in the lower part of the frame 2.

Oben ist an die Pleuelstange 16 ein Wälzhebel 17 angelenkt, der eine gebogene obere Wälzfläche 18 besitzt, die sich auf der unteren Fläche der Querplatte 13 abwälzen kann, wodurch eine veränderliche Hebelverbindung zwischen Kreuzkopf und Pleuelstange geschaffen wird.At the top of the connecting rod 16, a rolling lever 17 is articulated, which has a curved upper rolling surface 18 which can roll on the lower surface of the transverse plate 13, whereby a variable lever connection between the cross head and the connecting rod is created.

Der Wälzhebel 17 besitzt Augen oder An-The rolling lever 17 has eyes or an

sätze 19, die nach oben gerichtet durch eine Öffnung 20 in der Platte 13 ragen, und an welchen gelenkig durch Bolzen 21 das eine Ende eines Federspannbolzens 22 angreift. Dassets 19 which protrude upwardly through an opening 20 in the plate 13, and on which articulated by bolts 21 which engages one end of a spring tensioning bolt 22. That

5 obere Ende des Bolzens 22 besitzt Schraubengewinde und trägt eine einstellbare Mutter 23, die der Feder 14 als zweites Widerlager dient, um dieselbe in Spannung zu halten und gleichzeitig den Wälzhebel 17 fest an die Unterseite der Platte 13 zu drücken.5 upper end of the bolt 22 has screw threads and carries an adjustable nut 23, which serves as a second abutment for the spring 14 to keep the same in tension and at the same time to press the roller lever 17 firmly against the underside of the plate 13.

Der Wälzhebel 17 stellt eine veränderliche Hebelverbindung zwischen dem Kreuzkopf und der Pleuelstange dar, während die Feder 22 den Kreuzkopf federnd mit dem Wälzhebel verbindet, so daß auf diese Weise eine federnde, veränderliche Hebelverbindung zwischen dem Kreuzkopf und der Pleuelstange geschaffen ist.The rolling lever 17 provides a variable lever connection between the cross head and the connecting rod, while the spring 22 resiliently connects the cross head with the roller lever connects, so that in this way a resilient, variable lever connection between the crosshead and the connecting rod is created.

Die Feder 14 und ebenso die Verbindung zwischen dieser und dem Wälzhebel 17 sind exzentrisch zu der durch den Zylinder gegebenen Mittelachse angeordnet. In derselben Weise liegt der Berührungspunkt zwischen dem Wälzhebel und der Platte 13 nach derselben Seite hin exzentrisch zur Mittelachse, wenn der Kolben in seiner äußersten Auspuff stellung sich befindet. In dieser Stellung ist die Feder am wenigsten angespannt, wie Fig. ι zeigt, in welcher die einzelnen Teile bei Beginn des Saughubes dargestellt sind, um eine möglichst große Ladung explosiblen Gemisches ansaugen zu können. Die Feder 14 besitzt natürlich genügend Vorspannung, um die Platte 13 in Berührung mit dem Wälzhebel 17 auch während des Saughubes zu halten.The spring 14 and also the connection between this and the roller lever 17 are arranged eccentrically to the central axis given by the cylinder. In the same Way is the point of contact between the roller lever and the plate 13 after the same Side eccentric to the central axis when the piston is in its outermost exhaust position located. In this position, the spring is the least tense, as Fig. Ι shows, in which the individual parts at Beginning of the suction stroke are shown to get the largest possible charge of explosive mixture to be able to suck in. The spring 14 has of course enough bias to to keep the plate 13 in contact with the roller lever 17 during the suction stroke.

Befindet sich der Kolben in seiner äußersten Auspuffstellung (vgl. Fig. 1), so ist der Federspannbolzen 22 im wesentlichen parallel zur Achse des Kolbens gerichtet, und der Berührungspunkt zwischen dem Wälzhebel 17 und der Platte 13 fällt mit der Achse des Bolzens 22 in ein und dieselbe Ebene. Die Ansätze 19 liegen in dieser Stellung in einer Linie mit dem Federbolzen 22, so daß der größte Hebelarm der. Verbindung zwischen dem Kreuzkopf und der Pleuelstange etwa gleich der Entfernung zwischen der Kolbenachse und der parallel dazu verlaufenden Achse des Federbolzens ist.If the piston is in its outermost exhaust position (see. Fig. 1), the spring tensioning bolt is 22 directed essentially parallel to the axis of the piston, and the point of contact between the roller lever 17 and the plate 13 coincides with the axis of the bolt 22 in one and the same plane. The approaches 19 are in this position in a line with the spring bolt 22, so that the largest lever arm of the. Connection between the Crosshead and connecting rod roughly equal to the distance between the piston axis and the parallel axis of the spring bolt.

Nimmt man nun an, daß die Kurbelwelle in Richtung des Pfeiles X umläuft, so wird der Kolben aus der in Fig. 1 dargestellten Stellung nach abwärts bewegt und das Einlaßventil 6 geöffnet, wodurch der Zylinder mit explosiblem Gemisch gefüllt wird. Die Feder 14 besitzt hierbei genügend Vorspannung, um das Ansaugen zu ermöglichen, ohne daß der Berührungspunkt zwischen dem Wälzhebel 17 und der Platte 13 sich verändert.Assuming now that the crankshaft rotates in the direction of arrow X , the piston is moved downward from the position shown in Fig. 1 and the inlet valve 6 is opened, whereby the cylinder is filled with an explosive mixture. The spring 14 has sufficient bias to enable suction without the point of contact between the roller lever 17 and the plate 13 changing.

Setzt die Kurbelwelle nun ihre Drehung fort und wird hierbei der Kolben nach oben bewegt, um die Ladung zu komprimieren, so wird der Widerstand beim Komprimieren nach und nach größer, bis er schließlich die Spannung der Feder 14 übersteigt, zu welehern Zeitpunkt der Kolben ungefähr die in Fig. 2 dargestellte Lage einnimmt, wobei die Platte 13 verhindert, daß der Wälzhebel 17 sich weiter nach oben bewegt, während die Pleuelstange ihrerseits ihre Bewegung nach oben bis zum äußersten Totpunkt fortsetzt. Diese Bewegung wird dadurch ermöglicht, daß der Hebel 17 sich auf der Platte 13 abwälzt, wobei der Berührungspunkt zwischen Wälzhebel und Platte nach der Verbindungsstelle zu zwischen Wälzhebel und Pleuelstange verschoben und die Verbindungsstelle zwischen Wälzhebel und Federbolzen 22 nach außen und abwärts verschoben wird, womit eine Spannungserhöhung der Feder verbunden ist.If the crankshaft continues to rotate and the piston moves upwards moves in order to compress the charge, the resistance increases gradually as it is compressed, until it finally reaches the The tension of the spring 14 exceeds the point in time at which the piston is approximately the same as in Fig. 2 assumes the position shown, wherein the plate 13 prevents the rolling lever 17 continues to move upward while the connecting rod in turn follows its movement continues up to the extreme dead center. This movement is made possible by that the lever 17 rolls on the plate 13, the point of contact between Roller lever and plate after the connection point between roller lever and connecting rod moved and the connection point between the roller lever and spring bolt 22 is moved outward and downward, whereby an increase in tension of the spring is connected.

Der Berührungspunkt zwischen Wälzhebel 17 und Platte 13 bildet somit den Stützpunkt des Hebels für eine Kraft, die, von der Pleuelstange ausgehend, an der Verbindungsstelle zwischen Wälzhebel und Pleuelstange angreift, während die Federkraft dies am äußeren Ende des Wälzhebels tut; und da nun die Verbindungsstelle zwischen Wälzhebel 17 und Federbolzen 22 oberhalb des Berührungspunktes des Wälzhebels mit der Platte 13 liegt, so folgt hieraus, daß bei einer Wälzbewegung des Hebels 17 aus seiner Anfangsstellung der Verbindungspunkt zwischen Wälzhebel und Federbolzen nach auswärts und nach unten bewegt wird, wobei die Entfernung zwischen diesem Punkt und dem Stützpunkt bzw. dem Berührungspunkt des Wälzhebels mit der Platte 13 vergrößert, die Entfernung zwischen dem letzteren und dem Angriffspunkt der Kraft verringert wird. Und diese Bewegung hält so lange an, bis Gleichgewichtszustand zwischen Kraft und Widerstand herrscht, was in gewisser Beziehung mit von der Krümmung des Wälzhebels abhängt, die auch den Kornpressionsraum zwischen Kolben und Zylinderkopf bestimmt.The point of contact between roller lever 17 and plate 13 thus forms the support point of the lever for a force that, starting from the connecting rod, at the connection point acts between the roller lever and the connecting rod, while the spring force does this on the outside End of the roller lever does; and since now the junction between rolling lever 17 and Spring bolt 22 is above the point of contact of the roller lever with the plate 13, so it follows from this that with a rolling movement of the lever 17 from its initial position, the connection point between roller lever and spring bolt is moved outwards and downwards, the distance between this point and the support point or the point of contact of the roller lever with the Plate 13 increases the distance between the latter and the point of application of the Force is decreased. And this movement continues until a state of equilibrium between force and resistance there is something in some relationship with the curvature the roller lever depends, which also the compression space between piston and cylinder head certainly.

Auf diese Weise wird während der Kompression des Gemisches der Berührungspunkt zwischen Wälzhebel 17 und Platte 13 allmählieh von seiner Anfangsstellung nach innen bewegt, bis Kraft und Widerstand, die an den entgegengesetzten Enden des Wälzhebels angreifen, sich das Gleichgewicht halten, wobei die Größe des Kompressionsraumes für das explosible Gemisch, das nunmehr für die Zündung bereit ist (s. Fig. 2), bestimmt wird.This way, during the compression of the mixture, it becomes the point of contact between rolling lever 17 and plate 13 gradually moves inward from its initial position until force and resistance applied to the attack opposite ends of the roller lever, keeping your balance, whereby the size of the compression space for the explosive mixture, which is now for the ignition is ready (see Fig. 2), is determined.

Unter diesen Voraussetzungen ist der Kompressionshub des Kolbens geringer als der Auspuffhub bzw. als die Hubhöhe der Kurbelwelle, und die Feder ist gespannt, um die aufgespeicherte Kraft wieder an die KurbelwelleUnder these conditions, the compression stroke of the piston is less than that Exhaust stroke or as the stroke height of the crankshaft, and the spring is tensioned to the accumulated Power back to the crankshaft

zurückzugeben, sobald die Pleuelstange den Totpunkt überschritten hat.to be returned as soon as the connecting rod has passed dead center.

Ist das explosible Gemisch entzündet, so treiben die Explosionsgase den Kolben sofort nach unten und mit diesem den Kreuzkopf und die Platte 13 mit einer Kraft, die größer ist als die Spannkraft der Feder. Es wird daher der Wälzhebel noch weiter verschwenkt, sein Berührungspunkt mit der Platte 13 noch näherIf the explosive mixture ignites, the explosion gases drive the piston immediately down and with this the cross head and the plate 13 with a force that is greater than the resilience of the spring. The roller lever will therefore be pivoted even further Point of contact with the plate 13 even closer

ίο an den Angriffspunkt der Pleuelstange herangebracht und die Feder 14 auf diese Weise noch mehr zusammengedrückt, aber mit langsam abnehmender Kraft, bis auch hierbei Kraft und Widerstand in Gleichgewichtszustand gelangt sind, wobei der Kolben etwa die in Fig. 3 gezeichnete Stellung einnimmt. Überschreitet nun die Pleuelstange den Totpunkt, so wirken die vereinten Kräfte der Explosionsgase und der gespannten Feder im Sinne einer Drehung der Welle, nachdem der Totpunkt der Kurbel überschritten ist und ein Drehmoment entstehen kann.ίο brought to the point of application of the connecting rod and the spring 14 is compressed even more in this way, but at a slow rate decreasing force, until here also force and resistance in a state of equilibrium have reached, wherein the piston assumes approximately the position shown in FIG. If the connecting rod now passes dead center, the combined forces of the explosion gases act and the tensioned spring in the sense of a rotation of the shaft after the dead center of the crank has been exceeded and a Torque can arise.

Sobald die Kräfte erschöpft sind, was eintritt, wenn der Kolben seine unterste Lage erreicht hat, werden Feder 14 und Wälzhebel 17 wieder in die in Fig. 1 dargestellte Lage zu-. rückgetreten sein, so daß beim Aufwärtsgang des Kolbens, während das Auslaßventil 7 geöffnet ist, die Abgase vollständig aus dem Zylinder getrieben werden und der Kolben in die in Fig. ι dargestellte Lage zurückgetreten ist. Hierbei wird der Zylinder von allem verbrannten . Gas gereinigt und bereitgemacht, eine neue Ladung eines Brennstoffgemisches' aufzunehmen, wonach der Arbeitsgang von neuem beginnt.As soon as the forces are exhausted, which occurs when the piston reaches its lowest position has, spring 14 and roller lever 17 are again in the position shown in Fig. 1 to-. be withdrawn, so that the upward gear of the piston, while the exhaust valve 7 is open is, the exhaust gases are driven completely out of the cylinder and the piston into the in Fig. ι position shown has withdrawn. Here the cylinder is burned from everything . Gas cleaned and made ready to accept a new charge of fuel mixture, after which the process begins again.

Die Größe der Federpressung und die Größe des Kompressionsraumes hängen ab von der Menge des eingesaugten Gemisches, die in bekannter Weise durch Drosselung verändert werden kann und ebenso von der Zündung der Ladung; weiterhin hängt die Zusammenpressung der Feder etwas von der Zusammensetzung des Gemisches ab, unter allen Umständen aber, sei es beim Komprimieren, sei es beim Explosionshub, wird die Beanspruchung der Pleuelstange und der Kurbelwelle, obwohl die Kräfte praktisch nur momentan wirken, trotzdem nur eine allmählich abgestufte sein, wodurch starke Stöße in der Maschine, im Untergestell oder sonstigem Auflager vermieden werden, während ein Teil der beim Komprimieren von der Kurbelwelle notwendigerweise zu leistenden Arbeit von der Feder wieder an die Kurbelwelle abgegeben wird.The size of the spring compression and the size of the compression space depend on the Amount of the sucked-in mixture, which is changed in a known manner by throttling can be and likewise from the ignition of the charge; the compression still depends the spring depends somewhat on the composition of the mixture, but under all circumstances, be it when compressing, be it on the explosion stroke, the stress on the connecting rod and the crankshaft becomes, though the forces practically only act momentarily, nevertheless they are only gradually graduated, which avoids strong impacts in the machine, in the underframe or other supports be while part of the when compressing from the crankshaft necessarily The work to be performed is transferred back to the crankshaft by the spring.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist noch darin zu erblicken, daß ein verhältnismäßig großer Kompressionsraum vorhanden ist und trotzdem der Kolben beim Austreiben der verbrannten Gase bis in das äußerste Zylinderende tritt. Hierbei werden alle Rückstände ausgetrieben, und gleichzeitig wird ein reines Gemisch angesaugt, wodurch die effektive Leistung und die Zuverlässigkeit der Maschine erhöht werden.Another advantage of the invention can be seen in the fact that a relatively there is a large compression space and still the piston when expelling the burned Gases to the outermost end of the cylinder. In doing so, all residues are driven out, and at the same time a pure one becomes Mixture sucked in, increasing the effective performance and reliability of the machine increase.

Claims

Patent claim:

Internal combustion engine with arranged between the piston and connecting rod Spring, characterized in that the connecting rod (16) at one end of a Rolling lever (17) engages, the. against the plate (13) of the cross-head-like member (11.) supports, while at the other end of the roller lever (17) the eccentric to Engages the cylinder axis arranged spring (14).

1 sheet of drawings.