DE335962C - Drehschiebersteuerung fuer Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Drehschiebersteuerung fuer Verbrennungskraftmaschinen

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DE335962C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L7/00Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements
    • F01L7/02Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves
    • F01L7/04Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves surrounding working cylinder or piston

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • Drehschiebersteuerung für Verbrennungskraftmaschinen. Die Erfindung bezieht sich auf Verbrennungskraftmaschinen jener Art, bei denen sich je zwei Takte des Arbeitszyklus bei jedem Hin- bzw. Hergang des Kolbens gleichzeitig, jedoch in, getrennten Räumen vollziehen, in welche das Zylinderinnere zu diesem Zwecke geteilt ist. Bei derartigen Maschinen wird die Teilung des Zylinderinnern im allgemeinen durch einen in eine Ringnut des Kolbens eingreifenden zylindrischen Mantel bewirkt, welcher lang genug ist, um während des ganzen Hubes von der Ringnut umschlossen zu werden.
  • Der Erfindung gemäß erfolgt nun die Teilung des Zylinderinnern nicht durch einen zylindrischen Fortsatz des Zylinders selbst, sondern durch den Fortsatz eines im Zylinder sitzenden Drehschiebers, der gleichzeitig durch entsprechende Öffnungen, die mit Öffnungen im Zylindermantel oder -kopf zur Deckung gebracht werden können, den Ein-bzw. Auslaß des Gemisches, der Bestandteile desselben sowie der verbrannten Gase steuert, so daß die Steuerung durch Ventile oder andere Steuerorgane völlig entfallen kann. Es tritt somit eine wesentliche Vereinfachung der Konstruktion ein, ohne daß die Vorteile desViertakts irgendwie beeinträchtigtwürden. Vorteilhaft dient der vom Drehschiebermantel umschlossene Raum ausschließlich als Saug-und Kompressionsraum, während der äußere, diesen Mantel umschließende Raum den Expansionsraum bildet. Dadurch wird die Mischung und Verdünnung der Ladung mit verbrannten Gasen völlig verhindert.
  • Eine besonders einfache Konstruktion und Anordnung der Steuerungsschlitzöffnungen im Zylinder und Schieber wird dadurch erreicht, daß der Drehschieber an Stelle einer schwingenden, in bekannter Weise eine kontinuierliche, ruckweise Drehbewegung erhält.
  • Um die Wasserkühlung des -Schiebers und evtl. auch des Zylinders zu ersparen, kann die Wirkungsweise so eingerichtet werden, daß auf eine Anzahl von Explosionen stets in bekannter Weise die Einschaltung einiger Takte erfolgt, bei denen nur Luft angesaugt wird. Wie bekannt, wird dadurch die Zylinder- und Schieberwand wirksam gekühlt, während die von ihr abgegebene Wärme zugleich in Arbeit umgesetzt werden kann.
  • Eine beispielsweise Ausführungsform eines den Grundgedanken der Erfindung verkörpernden Motors ist in der Zeichnung dargestellt, die in Fig. r einen Längsschnitt durch den Motor, in -Fig. z eine Draufsicht auf denselben zeigt. Fig. 3 zeigt den Drehschieber allein im Längsschnitt. Die Fig. q bis 7 zeigen in Draufsicht die gegenseitige Lage der Kanäle im Zylinder und Schieber in verschiedenen Stellungen.
  • Wie aus Fig. r ersichtlich, besteht der dargestellte Motor aus einem Arbeitszylinder in welchem der eigentümlich gestaltete Kolben b seine Arbeitsbewegung macht. Dieser Kolben weist eine die Hublänge übersteigende Länge auf und besitzt eine Ringnut c, die ihn der ganzen Länge nach durchsetzt und nur am offenen Ende des Kolbens abgeschlossen ist. Der Kolben b besteht demnach eigentlich aus zwei nur an einem Ende zusammenhängenden, durch die Ringnut c getrennten Teilen, von denen der äußere gegen die Zylinderwand, der innere gegen die Fläche des in die Ringnut c hineinragenden zylindrischen Teils d= des Drehschiebers d abdichtet. Die beiden Teile können von ungleicher Länge sein, so daß im inneren Teil kein schädlicher Raum verbleibt, während im äußeren der Kompressionsraum verbleibt. Der Drehschieber d selbst ist mittels einer zentral angeordneten, den Zylinderkopf e durchsetzenden Achse f.an diesem befestigt und. weist einen schwach konischen Boden dl auf, der sich mit voller Fläche gegen den gleichfalls schwach konischen Zylinderkopf e legt; er weist ferner einen. zylindrischen Mantel d= auf, der in die Ringnut c eingreift. Durch die konische Ausbildung des Bodens d' und des Zylinderkopfes e wird eine vollkommene Abdichtung des Drehschiebers in allen Stellungen und auch während der Verdrehung erzielt. Ebenfalls schwach konische Fortsätze ds, die am oberen, gleichfalls etwas konischen und vorteilhaft etwas eingedrehten Teil der Zylinderwand anliegen, dichten den äußeren Schieberteil ab.
  • Oberhalb des Zylinderkopfes -e ist ein mittels eines Deckels g verschlossener Saugraum 1a ausgebildet, in den das Treibmittelzuführungsrohr i mündet. Dieser Saugraum k kann durch Schlitze k' im Zylinderkopf, mit denen bei entsprechender Stellung des Drehschiebers d in dessen Boden d' angebrachte Schlitze k= zur Deckung gelangen, mit dem vom Mantel des Drehschiebers umschlossenen Innenraum m' in Verbindung gebracht werden. Weitere Schlitze k3, k4 im Boden d' des Schiebers können mit Überströmkanälen l im Zylinderkopf e zur Deckung kommen, so daß bei Deckung der Schlitze k3, k4 mit den Kanalöffnungen l der Explosionsraum mit dem innerhalb des Drehschiebermantels liegenden Raum m' in Verbindung steht. Durch Schlitzen' in den Fortsätzen ds und n2 an der Zylinderwand kann bei geeigneter Drehschieberstellung der Raum 7n2 mit der Außenluft oder vorteilhafter mit dem zwischen einer wärmeisolierenden Zylinderverschalung o und der äußeren Zylinderwand gebildeten Raum in Verbindung gesetzt werden, aus dem kleine Öffnungen q geräuschloses Entweichen der Auspuffgase gestatten.
  • Der Drehschieber wird mittels der Achse f in geeigneter Weise, z. B. mittels Muttern o. dgl., fest an den Zylinderkopf angedrückt und steht mit Steuerhebeln y, r', r2 in Verbindung, die mitels einer Unrund- oder Nockenscheibe s von der mit geeigneter Übersetzung angetriebenen Steuerwelle t aus betätigt werden und im geeigneten Moment die Drehung des Schiebers um die Achse f und somit um die Zylinderachse bewirken.
  • Die Drehbewegung erfolgt zufolge der Nocken der Unrundscheibe ruckweise, und der Schieber ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, mit einem Klinkengesperre s' oder mit einem nach Art eines Freilaufs ausgebildeten Mechanismus versehen, welcher eine Rückbewegung der Steuerungsteile ohne Rückdrehung des Schiebers gestattet. Eine geeignete, nicht dargestellte Fixierungsvorrichtung kann, falls die Schieberreibung hierzu nicht ausreicht, denselben in seiner jeweiligen Lage festhalten.
  • Das an den Saugraum h einerseits angeschlossene Treibmittelzuführungsrohr i steht anderseits mit einem Dreiweghahn u in Verbindung, dessen Öffnungen u', uz, u3 j e nach seiner Stellung. dem Rohr entweder Luft allein oder. ein in einem normalen Vergaser v gebildetes, explosionsfähiges Gemisch zuzuführen gestatten. Der Hahn u wird hierbei von einer Stange w gesteuert, die direkt oder durch Zwischenhebel w' mit der Muffe w3 eines Geschwindigkeitsreglers in Verbindung steht.
  • Die Kurbelwelle x treibt in irgendeiner geeigneten Weise (z. B. mittels Schraubenräder) den Regulator an. Sie ist mitsamt der Kurbel y in der gebräuchlichen Weise in einen Kurbelkasten. eingeschlossen, in dem sich ein Ölbad befindet. Durch dieses Ölbad können auch die Laufflächen des Kolbens mitgeschmiert werden, und zu diesem Zwecke sind im unteren Teile des Kolbens kleine Öffnungen z vorgesehen, welche dem aufspritzenden 01 den Zutritt zu den Laufflächen an der Mantelfläche und an der Zylinderwand gestatten.
  • Die Wirkungsweise des Motors ist die folgende: Der Dreiweghahn 2t setze zunächst die Leitung i mit dem Vergaser v in Verbindung, so daß ein explosionsfähiges Gas- und Luftgemisch, das schon vor dem Durchtritt durch den Dreiweghahn vorgebildet sein muß, in den Saugraum h eintreten kann.
  • Dann arbeitet der Motor in einer dem Zweitakt analogen Weise, wobei jedoch in den Räumen ynl und m2 verschiedene Vorgänge stattfinden. Beim Abwärtsgang des Kolbens, hervorgerufen - durch die Explosion im Raum m2, wird gleichzeitig, sowie der Schieber die in Fig. 5 dargestellte Stellung einnimmt, bei der die Schlitze k2 des Schiebers mit denen k' des Zylinderkopfes übereinstimmen, Gemisch in den Raum 9i21 gesaugt, wobei dieser ganze Raum zur Aufnahme des Gemisches dienen kann., Beim Aufwärtsgang werden im Raume m2 zufolge der Schieberstellung auf Auspuff (Fig. 6), die Schlitze n' und zag zur Deckung gelangen und die verbrannten Gase hinausgeschoben werden. Diese treten in den Raum o, der als Auspuffraum dient, und entweichen durch die kleinen Öffnungen q, während im Raum m' Kompression erfolgt. Im letzten Teil des Aufwärtshubes erfolgt Umstellung des Drehschiebers auf »Kompressionsstellung« (Fig. 7), bei welcher zufolge Deckung der Schlitze k3, k4 mit den Öffnungen des Kanals L das im Raum in" komprimierte Gemisch zunächst durch die Schlitze kg, 1, k4 in den Raum m2 überströmt und dort beim weiteren Hub weiter komprimiert wird. Am Hubende (die Vorzündung sei hier nicht in Betracht gezogen) erfolgt Umstellung des Schiebers auf Explosion (Fig. 4), bei der alle Öffnungen geschlossen sind, so daß die Zündung erfolgen kann. Darnach erfolgt das Umstellen des Schiebers auf »Ansaugen« (Fig.5), und das Spiel wiederholt sich in der bereits beschriebenen Weise. Überschreitet der Motor seineTourenzahl, so tritt der Regulator in Tätigkeit und verstellt den Dreiweghahn u, so daß nur mehr kalte Luft allein in den Saugraum h treten kann. Diese wird in Berührung mit dem heißen Schiebermantel d2 bereits stark erwärmt, tritt sodann noch in den eigentlichen Explosionsraum und wird schließlich noch komprimiert. Sie erreicht damit eine sehr hohe Temperatur und dementsprechend einen hohen Druck, welcher in Arbeit umgesetzt wird, da die Luft auf den Arbeitskolben drückt; dieses Spiel kann sich durch einige Takte wiederholen, solange, bis die Zylinder-und Schieberwänden entnommene Wärmemenge zu keiner wesentlichen Temperaturerhöhung und damit Druckerhöhung mehr führt. Diese Wände sind dann auch wirksam gekühlt worden, so daß eine besondere Kühlvorrichtung für die Zylinder entbehrlich wird. Da die Tourenzahl zufolge der Verminderung tder Arbeitsleistung sinkt,. stellt der Regulator den Dreiweghahn, wieder um, so daß ein explosionsfähiges Gemisch angesaugt wird, worauf sich die früher erwähnten Vorgänge bei der Arbeit im Zweitakt wiederholen.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Drehschiebersteuerung für Verbrennungskraftmaschinen, bei welchen das Zylinderinnere durch einen zylindrischen Mantel, der in einen mit einer Ringnut versehenen Kolben eingreift, in zwei getrennte Räume geteilt ist, in denen sich die zwei Takten entsprechenden Vorgänge bei jedem Hub gleichzeitig, aber räumlich getrennt, vollziehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung des Zylinderinnern durch einen absatzweise angetriebenen Drehschieber (d) erfolgt, der den teilenden Mäntel (d2) trägt und durch in ihm angebrachte, mit öffnungen (k1, 1, n2) im Zylinderkopf (e) zusamenwirkende öffnungen (k2, k3, k4, n') den Zu- und Abfluß des Treibmittels und der verbrannten Gase steuert.
  2. 2. Drehschiebersteuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Mantel des Drehschiebers umschlossene innere Raum (m1) nur mit einem Saugraum (h) sowie mit dem anderen (äußeren) Zylinderaum (m=) verbunden wird, so daß in ihm das Ansaugen sowie ein Teil der Kompression ungestört von anderen Vorgängen vor sich gehen kann, während der zwischen Mantel und Zylinderwand entstandene zweite Raum (m2) durch den Drehschieber auch mit Außenluft in Verbindung gesetzt werden kann und den eigentlichen Arbeitsraum (Explosionsraum) bildet, in dem der restliche Teil der Kompression sowie die Explosion stattfindet, während die verbrannten Gase aus ihm direkt ins Freie oder in einen Auspuffraum (p) entweichen können.
DE1919335962D 1919-08-10 1919-08-10 Drehschiebersteuerung fuer Verbrennungskraftmaschinen Expired DE335962C (de)

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