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Steuerung für Verbrennungskraftmaschinen. Vorliegende Erfindung betrifft
eine Steuerung für Verbrennungskraftrnaschinen mit festen oder umlaufenden, in einer
Ebene liegenden Zylindern, deren Auspuffventile ohne besondere Steuerungswelle von
einem Exzeiter der Hauptwelle im Viertakt gesteuert werden. Solche Steuerungen hat
man zwar ohne besondere Steuerungswelle schon betätigt, aber die vorhandene Bauart
derselben ließ nur zu, daß die Auspuffventile nicht während des ganzen oder beinahe
ganzen Hubes, sondern nur während eines kleinen Teiles desselben geöffnet blieben,
so daß erhebliche Mengen Auspuffgase im Zylinder blieben und dadurch bekanntlich
schädigend einwirkten.
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Vorliegende Erfindung hebt diesen Üb2l.. stand auf, indem die Steuerung
durch ein die Auspuffventile betätigendes stangenartiges Glied, das tangential zum
Exzenterkreis liegt und an seinen Enden zwei Stützpunkte für die Ventilanhebeschieber
besitzt, bewirkt wird, derart, daß nach dem Schließen des einen Ventils das nächste
an die Reihe kommende sich sofort ohne Pause zu heben anfängt.
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In den Abbildungen ist diese Steuerung in Alb. i in einem Schnitt
durch das Kurbelgehäuse bei einem fünfzylindrigen Motor mit feststehenden, in einer
Kreisfläche symmetrisch angeordneten Zylindern abgebildet. In Abb.2 ist eine andere
Ausführungsform im seitlichen Vertikalschnitt bei Benutzung einer Gegenkurbel anstatt
eines Exzenters abgebildet. Abb. 3 zeigt einen Vertikalschnitt im Einklang mit Abb.2.
Abb.4 bedeutet einen teilweisen Vertikalschnitt durch das Kurbelgehäuse bei einem
neunzylindrigen Motor mit kreisenden Zylindern, deren Lage in Abb.5 in einem Vertikalschnitt
durch das Kurbel-, gehäuse durch die Achsenlinien derselben angedeutet ist. Abb.
6, 7, 8, 9, io und i i stellen schematisch den Arbeitsvorgang der Steuerung gemäß
vorliegender Erfindung dar.
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Das Auspuffventil i drückt unmittelbar oder durch Übersetzung (Abb.
i und q.) mittels der Ventilstange :2 und der Feder 3 an einen Anhebeschieber ¢,
welcher durch einen Kegel s das Gehäuseinnere abdichtet. Die dem Inneren des Gehäuses
zugekehrten Flächen der Anhebeschieber, welche in den im Kurbelgehäuse befestigten
Röhren oder Führungen geführt sind, sind hohlwalzen- oder kugelförmig ausgebildet,
indem sie dadurch zweckmäßiges Widerlager für die entsprechend ausgebildeten und
in diese Höhlungen
eingreifenden Enden 6 des Exzenter-bzw. Gegenkurbelringes
7 (Abb. i) oder der Arme 8 (Abb. ¢) bilden. Schematisch abgebildet erscheinen diese
Ringe oder Arme als Stangen a (s. Abb. 6), deren Mittelpunkt b einen Zapfen der
Kurbel c, welche auf der Hauptwelle aufgesetzt ist, bildet.
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Der Arbeitsvorgang läßt sich viel besser an der schematischen Darstellung
als an der Konstruktionszeichnung verfolgen. Beachten wir also den Arbeitsvorgang
in den Abb. 6 bis i i.
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Ist in Abb. 6 die Anfangslage, von der wir ausgehen, und dreht sich
die Kurbelwelle in der angedeuteten Richtung, so ist es klar, daß die Stange a (bzw.
die Enden 6 des Ringes 7 oder der Arme 8) sich gegen den Schieber 4 legt und denselben
samt dem Ventil hebt. Bei weiterer Drehung hebt sich das Ventil weiter, aber die
Stange a dreht sich dabei um ihren Stützpunkt am Schieber und den inneren Wänden
der Rohre in entgegengesetzter Richtung als die Kurbel. Weiterfolgende Lagen der
Stange a bei dem Arbeitsvorgange sind fortschreitend in Abb. 7, 8 und 9 angedeutet.
Gelangt nun die Stange a etwas weiter, als in Abb. 8 angedeutet, so legt sich ihr
unteres Ende an den Schieber bei dem dritten Zylinder an, drückt den Schieber bei
weiterer Bewegung hinunter (Abb. 9) und dreht sich dabei gleichzeitig um ihren Stützpunkt
an dein Schieber und den inneren Wänden der Führung in entgegengesetzter Richtung
der Kurbeldrehung um. Bei weiterer Bewegung hebt sich dann das Auspuffventil des
fünften Zylinders, dann kommt an die Reihe dasjenige beim zweiten, dann dem vierten
und schli-#ßlich wieder beim ersten von neuem. Die Stange a nimmt nacheinander die
am besten durch den fünfeckigen Stern in Abb. io abgebildeten Lagen ein.
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Verfolgt man die Öffnungsperioden der Auspuffventile, so sieht man,
daß ein jedes einen Teil einer halben Umdrehung der Welle offen bleibt, also eine
Zeitdauer, welche, wenn auch eine Voreilung eingeführt werden muß, genügend groß
ist, um die Verbrennungsprodukte bis auf einen kleinen Rest auszutreiben.
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Ebenfalls ist es klar, daß man auf diese Weise eine Steuerung für
Viertaktmotoren ohne besondere Steuerungswelle erhält.
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Für neunzylindrigen Motor ordnet man eigentlich zwei Stangen a,.,
a, (Abb. i i) an, welche unabhängig voneinander mit der Kurbel der Hauptwelle verbunden
sind.
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Es wird dies z. B. konstruktiv derart ausgeführt, daß an dem Exzenter
9 zwei frei drehbare Ringe angebracht sind, von denen der eine einen Arm (b.zw.
deren Paar) und der andere den zweiten trägt. Ihr Arbeitsvorgang ist in Abb.
I I gezeichnet, woraus hervorgeht, daß im Laufe von zwei Umdrehungen nacheinander
die Auspuffventile der Zylinder i, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8 gehoben werden, und zwar
derart, daß nach der das Auspuffventil des Zylinders i öffnenden Stange a, die Stange
a2, welche das Ventil des Zylinders 3 öffnet, zur Geltung gelangt usf.
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Soll ein dreizylindriger Motor mit der beschriebenen Steuerung im
Viertakt arbeiten, so ist es nötig, neben den drei die Ventile öffnenden, in Röhren
oder Führungen beweglichen Schiebern noch sechs schieberlose, am Gehäuseumfang abgeschlossene
Röhren oder Führungen anzuordnen, in welche die Stangen leer eindringen, sich nur
zwecks Ausschwingens an ihre innere Wandung stützend. Die Steuerung muß zwei Paar
Arme 8 besitzen, und deren Wirkung wird ähnlich derjenigen beim neunzylindrigen
Motor sein. Eine ähnliche Anordnung der Steuerung wird auch dann getroffen, falls
man vön neun Zylindern im Kreise nur die zwei obersten (in `/-form) beibehält.
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Ferner ist die Möglichkeit geboten, die Anzahl leer laufender Schieber
und ebenso auch der Doppelarme beliebig anzuordnen und zu gruppieren, so daß sich
dann eine sehr große Anzahl möglicher Kombinationen ergibt.
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Wie aus den Abbildungen ersichtlich ist, unterscheiden sich Motoren
mit festen und umlaufenden Zylindern in keiner Weise voneinander. Im ersteren Fall
sind die Zylinder feststehend und die Welle rotiert, im letzteren Falle bleibt die
Welle stehen und die Zylinder kreisen. Der Arbeitsvorgang der Steuerung ist identisch.