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Einlaßsteuerung für im Zweitakt arbeitende Kraftmaschinen. Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einlaßsteuerung für im Zweitakt arbeitende Kraftmaschinen.
Bei den bekannten Steuerungen tritt der Übelstand auf, daß die Eröffnungsbewegung
des Ventils der Kolbengeschwindigkeit nicht im Entferntesten zu folgen vermag. Ist
z. B. das die Ventilbewegung veranlassende Exzenter einer Dampfmaschine durch den
Regler für eine Füllung von 8 bis io Prozent eingestellt, so kommt ein so außerordentlich
dünner Kreisabschnitt der Exzenterbewegung mit so außerordentlich langsamer Eröffnungs-
und Schlußbewegung zur Geltung, daß sich sehr starke Drosselungen ergeben, welche
naturgemäß noch weiter zunehmen, wenn Füllungen unter 8 bis io Prozent zu geben
sind. Weiterhin sind die toten Bewegungen unbequem groß. Die Exzenter und die Einlaßorgane
werden groß, so daß die Verstellung durch den Regler erschwert wird. Die aus den
kleinen Hüben folgende Größe der Einlaßorgane bringt große Undichtigkeiten, große
schädliche Räume und große schädliche Flächen mit sich.
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Erfindungsgemäß sollen nun die bestehenden Zweitaktkraftmaschinensteuerungen
dadurch verbessert werden, daß die Steuerwellendrehzahl ein Mehrfaches der Maschinendrehzahl
beträgt. Die Steuerwelle soll sich für jede Maschinendrehung zwei-, Brei-oder beliebig
vielmal drehen. Hierdurch wird ein ausreichender Hub des Einlaßorganes erzielt,
d. h. es wird eine genügende Zylinderfüllung auch bei sehr kleinen Füllungsgraden
erreicht. Bei solcher Anordnung steht von dem 36o Prozent Winkel der Steuerwellendrehung
für die Bewegung des Einlaßorganes der doppelte Winkel oder ein Vielfaches von ihm
zur Verfügung, und man erhält für die Bewegung einen wesentlich günstigeren Kreisabschnitt.
Wird bei einer Ventilsteuerung die Drehzahl der Steuerwelle verdoppelt, so ergibt
sich z. B. für ioprozentige Füllung der vierfache Ventilhub, wobei der Ventildurchmesser
auf ein Viertel des früheren herabziehbar ist; schädliche Fläche, schädlicher Raum,
Ventilgewicht und Undichtigkeit werden in noch höherem Maße verkleinert, der auf
der Steuerwelle sitzende Achsenregler erhält die vierfache Verstellkraft.
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Würde die Steuerwelle mit ihrer vermehrfachten Drehzahl bei jeder
Drehung eine öffnungsbewegung des Einlaßorgans bewirken, so würde man zu einem verkehrten
Ergebnis gelangen, denn bei einer Ventilsteuerung darf das Einlaßventil während
einer Maschinendrehung 'sich naturgemäß auch nur einmal öffnen. Es wird daher bei
der neuen Steuerung die Steuerwelle während einer, zweier, dreier usw. aufeinanderfolgenden
Umdrehungen mit Bezug auf die Ventileröffnung unwirksam gemacht, je nachdem die
Drehzahl der Steuerwelle das Zweifache, Dreifache, Vierfache usw. der Maschinendrehzahl
beträgt.
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Eine einfache Ausführung ergibt sich, wenn man bei doppelter Steuerwellendrehzahl
eine besondere Welle o. dgl. zweckmäßig parallel neben der ersteren anordnet und
diese
mit der gleichen- Drehzahl wie die ' Maschine betreibt. Von dieser zweiten Welle
aus kann dann für jeden zweiten Ventilhub das Verbindungsgestänge zwischen Exzenter
und Ventil in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Einknicken, unwirksam
gemacht bzw. so beeinflußt werden, daß eine Einlaßbewegung nicht auftritt.
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Einige Ausführungsbeispiele der Steuerung sind auf der Zeichnung in
Fig, i bis io dar- i gestellt, während Fig. i i durch ein Diagramm die alte und
die neue Bewegungsart verdeutlicht. In allen Ausführungsbeispielen ist das Verhältnis
der Maschinendrehzahl zur Steuerwellendrehzahl i : 2. In allen Figuren ist die Stellung
der Steuerung gezeigt, welche dem Beg'in'n der Ventilerhebung entspricht.
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Der Darstellung der Fig. i i ist die Verdopplung der Exzenterdrehzahl
zugrunde gelegt. Der Einlaßwinkel vergrößert sich infolgedessen von a auf 2 a. Unter
Voraussetzung einer Exzenterstangenlänge = oo ergibt sich eine Vervierfachung (z2:3)
des nutzbaren Exzenterstangenweges. Durch verschiedenartige Bemessung der endlichen
Exzenterstange läßt sich die Bewegung des Exzenters noch in verschiedenartiger Weise
beeinflussen.
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Bei- der ersten Ausführungsform, die in Fig. i und 2 im Querschnitt
und Grundriß gezeigt ist, sitzt' auf der Steuerwelle a ein Achsenregler A. Neben
der Steuerwelle ist eine besondere, nach Fig. 2 aus zwei Stücken bestehende Welle
b gelagert, deren Teile durch Stirnräder S - unmittelbar von dei Steuerwelle im
Verhältnis von i : 2 angetrieben werden.
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Bei dieser Ausführung hat das Exzenter c eine sehr kurze Stange c
erhalten, an deren Ende das Exzenter b1 der Welle b mittels Stange d angreift. Die
Exzenterstange c ist mit dem Schwinghebel f der Kurvenschubsteuerung durch eine
Zwischenstange cl verbunden.
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Die geringe Länge der Exzenterstange c ermöglicht eine weitere Vergrößerung
des Ventilhubes bei derselben Größe des Exzenters und des Einlaßwinkels.
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Die Zusatzbewegung der Welle b knickt durch Vermittlung der Stange
d das Gestänge c, cl bei jeder zweiten Umdrehung der Steuerwelle a so weit durch,
daß .der Rollenhebel f nicht in Berührung mit dem Ventilnocken kommt.
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Bei Fig. 3 ist der winkelförmige Rollenhebel f auf einem zweiten,
in seinem Scheitelpunkt -fest gelagerten, winkelförmigen Hebel f1- gelagert. An
den Hebel f faßt die Exzenterstange c unmittelbar an. . Der Hebel f 1 steht
durch eine . Stange f 2 mit - der Welle b in Verbindung. - . Die Bewegung
des Rollenhebels f setzt sich aus den Bewegungen der Wellen a und b nach
Uaßgabe der Hebelverhältnisse zusammen, so daß auch hier bei jeder Umdrehung der
Welle b das Ventil einmal geöffnet wird.
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Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 stehen die Wellen a
und b durch Stangen c und f2 mit dem Rollenhebel f, der hier seinerseits
bei f3 gelagert ist, in Verbindung, und zwar durch einen Doppelhebel g, der an einem
Arm f4 des Rollenhebels f gelagert ist.
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Fig. 5 unterscheidet sich von der Ausführung von Fig.4 lediglich dadurch,
daß der Doppelhebel g an seinem linken Ende mit dem hier als Winkelhebel ausgebildeten
und bei f11 fest gelagerten Rollenhebel f verbunden ist, wobei die Stange f- in
der- Mitte' -von g angreift.
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Bei Fig.6 ist der winkelförmige Rollenhebel f -an einem- einarmigen
Hebel lt gelagert. Die Exzenterstänge c greift am Hebel f unmittelbar
an. Der Hebel lt steht mit der Steuerwelle b durch einen Kurven- -schub i in Verbindung.
Der Kurvenschub ist so eingerichtet, daß während der Ventilerhebung der Drehpunkt
f': des Rollenhebels f fest steht.
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Fig. 7 - zeigt -gegenüber der Fig. 6 nur die Abänderung, daß das Ventil
durch einen Wälzhebel f bewegt wird, für den ein einarmiger von der Steuerwelle
b gemäß Fig. 6 angetriebener Hebel k die Auflage bildet.
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Bei Fig. $ findet ein Schubkurvenantrieb in Verbindung mit einer Zvoni@eksteuerung
Anwendung. Der Regler greift hier an einen Winkelhebel w an, an dessen anderem Ende
eine kurze Stange w7- angelenkt ist, die durch Exzenterstange w2 mit der Welle b
verbunden ist. Das Steuerexzenter e der Welle d ist durch seine Stange c mit dem
Zwischenglied w1 verbunden.
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Hier wirkt die zweite Welle b so, daß der Exzenterbügel e1 bei jeder
zweiten Umdrehung der Welle in eine der Nullstellung entsprechende Stellung gebracht
wird, ohne daß die Wirkung des Reglers hierdurch beeinflußt würde.
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In Fig.9 und to ist in teilweiser Stirnansicht und Grundriß bzw. wagerechtem
Schnitt eine Einexzentersteuerung gezeigt. Das auf der Welle a durch Achsenregler
A
verstellte Exzenter e bringt eine Welle r mitteils des Armes y1 in hin und
her schwingende Bewegung. Auf der Welle -r sitzt eine Kurvenscheibe-m, verbunden
mit Stirnrad s1, lose drehbar, jedoch gegen Längsverschiebung gesichert. In -las
Stirnrad ,91- greift ein Stirnrad S2 _mit Übersetzung von i : 2 ein. s2 sitzt
auf der Steuerwelle a.
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Die beiden Einlaßventile werden von Kurvenstücken o der Welle y bewegt,
und es ist
die Welle r so längsverschiebbar, und es sind die Kurvenstücke
ö so auf der Welle versetzt, daß sie abwechselnd die Ventile bewegen. Das Hin- und
Herschieben der Welle r in der Längsrichtung erfolgt durch die Kurvenscheibe m,
in deren Schraubennut ein fester Zapfen m' eingreift.
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Im Vorstehenden ist stets von einem Einlaßventil gesprochen. Selbstverständlich
kominen aber auch alle anderen bekannten Einlaßorgane in Betracht. Von besonderer
Bedeutung ist die Steuerung aber insofern, als sie die Anwendung des Tellerv entiles,
welches bekanntlich in vielfacher Hinsicht Vorteile bietet, sehr begünstigt.