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Schiebersteuerung für Explosionskraftmaschinen mit einem konzentrisch
den Arbeitskolben umgebenden Rohrschieber und einem von diesem zeitweise mitgenommenen
Hilfsschieber. Die Erfindung bezieht sich auf eine Schiebersteuerung für Explosionskraftmaschinen
mit einem konzentrisch den Arbeitskolben umgebenden Rohrschieber und einem von.
diesem zeitweise'mitgenommenen Hilfsschieber. Während bei einer bekannten. Steuerung
dieser Art ein nicht rohrförmiger Hilfsschieber in einer auf der Außenseite des
Hauptschiebers vorgesehenen Aussparung liegt und entsprechend der Hauptschieber
sowohl für den Einlaß als auch für den Auslaß Öffnungen besitzt und außerdem besondere'Mittel
nötig sind, um zu verhindern, daß der Hilfsschieber durch Reibung vom Hauptschieber
mitgenommen wird, ergibt die vorliegende Erfindung eine wesentliche Vereinfachung
der Steuerung dadurch, daß der rohrförmige Hauptschieber mit einer einzigen Reihe
Öffnungen versehen ist, die während der Bewegung des Schiebers in einer Richtung
nacheinander zum Ein- und Auslaß der Gase dienen, dagegen während der Bewegung in
der anderen Richtung durch den rohrförmigen Hilfsschieber dadurch geschlossen werden,
daß der tote Gang zwischen beiden Schiebern aufgehoben wird. Hierin liegt auch der
Unterschied gegenüber solchen bekannten Steuerungen, wo zwar zwei zueinander konzentrische
rohrförmige Schieber angeordnet sind, wo aber beide Schieber gesondert angetrieben
werden und in Abhäng-gkeit vom Kolbenhub eine verhältnismäßig große Länge erhalten
müssen.
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Ein weiteres Kennzeichen der Steuerung gemäß der Eifindung liegt in
der bescnderen Au-,gestaltung der Erzielung des toten Ganges zwischen beiden Schiehern
dadurch, daß ein am Ende des einen Schiebers vo-gesehener rohrförmiger Ansatz mittels
eines Flansches in eine Aussparung hinter einem flanschartigen Ansatz des anderen
Schiebers eingreift, sowie weiter darin, daß die dichte Anlage beider Schieber wäh
-end der Kompressionsperiode und Expansionsperiode dadurch erreicht wird, daß der
Hilfsschieber mit einem Sitz seines flanschartigen Ansatzes gegen einen Sitz des
Hauptschiebers anliegt und während dieser Perioden durch den auf die Rückseite dieses
flanschartigen Ansatzes wirkenden Druck der Zylindergase gegen den Sitz des Hauptschier
bers gepreßt wird.
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Eine Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform.
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Fig. i ist ein Längsschnitt der Maschine. Fig. 2 zeigt die Ventile
in einer anderen Stellung als Fig. i.
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Der Zylinder A der Maschine, dessen Wände
wassergekühlt
sind, ist in bekannter Weise mit einem nach innen ragenden Zylinderkopf A 1 versehen.
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Die Einlaßkanäle B und die Auslaßkanäle C. die an einem Ende des Zylinders
vorzugsweise am Kopfende vorgesehen sind, können die Form von Ringen haben, um einen
großen Kanalquerschnitt zu erzielen. Bei der gezeigten Ausführung wird die einführende
Migchung an zwei Stellen B1 zugelassen und der Auspuff erfolgt an zwei Stellen Cl.
Der Trennungssteg D zwischen den Einlaß- und den Auslaßkanälen ist vorzugsweise
ein Teil des gegossenen Zylindergehäuses.
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Im Zylinder gleitet der Rohrschieber E und in diesem der Kolben F.
Am einen Ende des Rohres E ist ein Hilfsschieber G vorgesehen, der von dem Schieber
E mittels einer Verbindung mit totem Gang betätigt wird. Der Hilfsschieber G, der
so leicht wie möglich und vorzugsweise aus Stahl hergestellt wird, hat eine Verlängerung
G1, die zwischen dem Zylinderkopf Al und dee Zylinderwand geführt ist. Der Zylinderkopf
Al hat Packungsringe A2, während zwischen dem Rohr G und der Zylinderwand eine federbelastete
Packung liegt. Diese besteht aus einer Schraubenfeder H, die durch einen Ring H3
und eine in eine Vertiefung des Zylinders eingreifende Unterlegscheibe Hl in Lage
gehalten wird. Der Raum zwischen der Feder H und der Scheibe Hl ist mit Packung
H2 gefüllt. Lecken um den Hilfsschieber G herum ist verhindert, da, wenn die Kanäle
geschlossen sind, ein langer, gut abgedichteter Weg zurückgelegt «-erden muß, ehe
Gas entweichen kann.
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Die Verbindung zwischen den Schieben E und G besteht in einer auf
E geschraubten Verlängerung EI. Diese hat einen Flansch E2, der mit einem
entsprechenden flanschartigen Ansatz G2 des Hilfsschiebers G zusammenwirkt, um diesen
nach abwärts zu ziehen. Die Verlängerung El ist mit Kanälen E3 versehen, um zwischen
dem Innern und dem Äußern des Zylinders Verbindung herzustellen.
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Die einander zugewendeten Sitze E4 und G3 der Schieber E und G sind
vorzugsweise abgeschrägt.
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Der Betrag an totem Gang zwischen den zwei Schiebern wird durch den
Abstand des flanschartigen Ansatzes G2 von dem Ansatz E2 des Schiebers E bestimmt.
Die Kanäle E3 in der Verlängerung El sind so angeordnet, daß, wenn die beiden Schieber
mit ihren abgeschrägten Sitzen in Berührung sind (Fig.- 2), die Kanäle E3 durch
Schieber G geschlossen sind. Die Aufwärtsbewegung des Hauptschiebers bewirkt bei
Aufnahme des toten Ganges das Schließen der Kanäle E3.
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Die sich berührenden Sitze der beiden Schieber brauchen nicht abgeschrägt
zu sein. Sie können leicht abgeschliffen werden, so daß dichter Abschluß erzielt
wird. Um denselben aufrechtzuerhalten, kann die Verbindung zwischen den zwei Schiebern
eine solche sein, daß der Hilfsschieber G sich in bezug auf den Hauptschieber E
frei drehen kann. Um dichten Abschluß zwischen den zwei Schiebern aufrechtzuerhalten,
wenn - die beiden" Sitze E4 und G3 derselben in Berührung sind, -kann der Hilfsschieber
G mit einem Innenflansch versehen sein, dessen eine Seite dem Drucke der Gase in
dem Zylinder ausgesetzt ist und dessen andere Seite von dem Drucke der Gase frei
gehalten wird, entweder durch einen entsprechenden Flansch an dem Hauptschieber
oder durch den Hauptteil dieses Schiebers selbst. Der Druck im Zylinder bewirkt
dadurch, daß die zwei Schieber in Berührung miteinander gehalten werden, Es kann
irgendeine geeignete Vorrichtung zum Antrieb des Hauptschiebers E Verwendung finden,
und wird eine solche an sich nicht beansprucht. Die dargestellte Antriebsvorrichtung
hat einen Kurbelzapfen j, der das eine Ende einer Stange K trägt. Das andere Ende
dieser Stange ist mit einem Arm L drehbar verbunden, dessen anderes Ende an dem
Maschinengehäuse drehbar ist. An dem Verbindungspunkte zwischen der Stange K und
dem Arme L ist das eine Ende eines Gelenkes M angeordnet, dessen anderes Ende mit
dem Hauptschieber E drehbar verbunden ist. Diesem wird dadurch eine andere Bewegung
erteilt, als wenn die Stange N unmittelbar mit der Stange K verbunden wäre, denn
die Bewegung des Schiebers ist dadurch geändert worden, daß die Stange K und das
Gelenk 1V mittels des Armes L mit dem Kurbelgehäuse verankert sind. Durch geeignete
Wahl dieser Verbindung können die erforderlichen Perioden für das Öffnen und Schließen
der Kanäle erzielt werden. Der Kurbelzapfen j wird vorzugsweise von der Kurbelwelle
0 aus gedreht, und zwar mit der halben Geschwindigkeit dieser Welle, Die Arbeitsweise
der beschriebenen Schieberanordnung ist in ihrer Anwendung auf eine Viertaktmaschine
wie folgt: Zu Beginn des Einlaßhubes wird der Hauptschieber E mittels seiner Verlängerung
El den Hilfsschieber G nach abwärts ziehen, bis die Auslaßkanäle C des Zylinders
nahezu geschlossen sind und die Einlaßkanäle B soeben geöffnet werden. Während des
Einlaßhubes des Kolbens bewegt der Hauptschieber E den Hilfsschieber G nach abwärts,
bis die Kanäle E3 des Hauptschiebers mit den Einlaßkanälen B des Zylinders vollständig
in Linie liegetz, so daß Gas in den Zylinder eingezogen werden kann. Während dieses
Hubei des Kolbens schließt der Hilfsschieber G die Auslaßkanäle C
des
Zylinders vollkommen, und am Ende oder kurz nach dem Ende des Einlaßhubes werden
sowohl die Einlaß- als auch die Auslaßkanäle des Zylinders geschlossen.
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Während des letzten Teiles des Einlaßhubes des Kolbens und auch während
des Kompressionshubes des Kolbens bewegt sich der Hauptschieber nach aufwärts;
aber wegen des zwischen den beiden Schiebern bestehenden toten Ganges treibt er
den Hilfsschieber nicht sofort nach aufwärts, so daß die Einlaß- und die Auslaßkanäle
in dem Zylinder geschlossen bleiben. Wenn der tote Gang aufgehoben ist, kommt der
Sitz E4 des Hauptschiebers mit dem Sitz G3 des Hilfsschiebers in Berührung und dann
beginnt die Aufwärtsbewegung des letzteren. Diese Stellung der Schieber ist in Fig.
z gezeigt. Die Aufwärtsbewegung beider Schieber setzt sich dann nahezu bis zum Ende
des Krafthubes des Kolbens fort, so daß die Aufwärtsbewegung der -Schieber während
der Perioden stattfindet, während welcher der größte Druck in dem Zylinder besteht.
Die Sitze der Schieber sind deshalb in siche:er Berührung während dieser Periode,
so daß mit der beschriebenen Packung keine Gefahr vorliegt, daß von dem Zylinder
Gase o. dgl. entweichen.
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Kurz vor Beendigung des Krafthubes des Kolbens, d. h. kurz bevor der
Hauptschieber seine Abwärtsbewegung beginnt, wird dieses in einer solchen Stellung
sein, daß seine Kanäle E3 vollkommen mit den Auslaßkanälen C des Zylinders in Linie
liegen. Es können keine Entweichungen nach dem Auslaß hin stattfinden, da der Hilfsschieber
die Kanäle E3 überdeckt. Da jedoch der Hauptschieber sich nach abwärts bewegt, so
wird er anfangen, die Kanäle E3 zu öffnen und. so gestatten, daß der Auspuff stattfindet,
da wegen des toten Ganges zwischen beiden Schiebern die Abwärtsbewegung des Hilfsschiebers
nicht sofort beginnt, wenn die Abwärtsbewegung des Hauptschiebers beginnt.
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Während des Auspuffhubes des Kolbens nimmt der Hauptschieber den toten
Gang zwischen beiden Schiebern auf und beginnt den Hilfsschieber nach abwärts zu
bewegen, so daß die Stellung der Teile die in Fig. z gezeigte ist. Am Ende des Auslaßhubes
hat der Hilfsschieber die Auslaßkanäle in dem Zylinder fast ganz geschlossen. Der
oben beschriebene Kreislauf der Arbeitsvorgänge beginnt dann von neuem.
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Eine Maschine der beschriebenen Ausführung gibt einen sehr hohen Grad
von Kompression und infolgedessen einen hohen Wirkungsgrad, während die Einfachheit
des Schiebergetriebes ein sicheres Arbeiten der Maschine gewährleistet.
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Es sind verschiedene Änderungen in der dargestellten Ausführungsart
der Maschine möglich. Beispielsweise kann der Hilfsschieber eine mit Kanälen versehene
Verlängerung besitzen, welche über den Hauptschieber paßt, um' eine Verbindung mit
totem Gang zu schaffen, oder die Verlängerung des Eilfsschiebers kann in das Innere
des Hauptschiebers passen, anstatt die Außenfläche desselben zu umgeben.