DE363860C - Steuerung fuer doppelt wirkende Zweitaktexplosionsmaschinen mit durch Pressluft bewirktem Anlassen, Ausspuelen der Zylinder und Kolbenbremsung - Google Patents

Description

Jules Leroy in Paris.

beansprucht.

Gegenstand 'der Erfindung ist eine Steuerung· für doppelt wirkende Zweitaktexplosionsmaschinen derjenigen Art, bei welchen durch Preßluft bewirktes Anlassen, Ausspülen der Zylinder und Kcilbenbremsung vorgesehen sind. Erfindungsgemäß sind Pumpen vorgesehen, welche beim normalen Gang dem Motor die Speiseluft bei Niederdruck liefern, welche Pumpen beim Verriegeln der üblichen Drucfcventile derselben ebenfalls zur Kolbenbremsung verwendet werden können, wodurch ein selbsttätiges öffnen eines normalerweise geschlossenen belasteten Ventils sowie das Einpressen der durch das Bremsen der Kolben zusammengepreßten Luft in einen Hohldruckbehälter bewirkt wird, so daß diese Preßluft zum nachträglichen Ausspülen der Brenngase und zum Wiederanlassen der Maschine verwendbar wird.

ao Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.

Abb. ι ist ein Schnitt durch die Achse eines der Zylinder.

Abb. 2 ist ein achsialer Schnitt um 90⁰ zu Abb. ι versetzt.

Abb. 3 ist die Außenansicht der Maschine von der Seite des Auspuffes.

Abb. 4 ist eine ebensolche Ansicht von der Seite des Einlasses.

A¹Hb. 5 ist eine Ansicht teilweise im Schnitt einer anderen Ausführungsform des Motors. Abb. 6 ist ein Schnitt nach der Linie VI-VI der Alblb. 5.

Abb. 7 zeigt eine Einzelheit.

Mit Bezug auf die Abb. 1 bis 4 enthält der Zylinder 1 zwei Kompressionskaimmern 2, 3 und den Kolben 4, welcher durch die hohle Stange 5 an den Kolben 6 angeschlossen ist, welcher sich im Pumpenzylinder 7 versohieben kann. Dieser letztere ist durch die Pleuelstange 8 an einen der Kurbelzapfen der Kurbelwelle 9 angeschlossen, welche Kurbeln tun I2O° zueinander versetzt sind.

Das- Schmieren wird lediglich durch den Kurbelkastensumpf 10 bewirkt. Die Kurbelwelle 9 ist innerhalb des Gehäuses 11 angeordnet und trägt an einem ihrer Enden ein Schwungrad 12 und an dein anderen Ende ein Kettenrad 13, welches durch Vermittlung der Kette 14 die Steuerung bewegt. Die Kette 14 wird mittels des Zahnrades 15 gespannt !gehalten und steuert andererseits die Magnete 16 wie auch die Wasserpuinpe 17. Das Gehäuse 11 ist mit dem Motorblock verbunden, und zwar mittels der Säulen 18 und der Streben 19, welche die Befestigung des Pumpenzylinders 7 und der Trennkörper 20 sichern. Der Zylinder ist von dem Wassermantel 21 umgeben, welcher am Oberteil durch den Deckel 22 abgeschlossen ist, welch letzterer durch Bolzen 23 befestigt ist. Zwischen dem Zylinderblock ^ und dem Pumpenzylinder sind die Trennkörper 20 eingeschaltet, welche eine Wasserkühlung aufweisen und als Zylinderböden der unteren Explosionskammer 3 dienen. Die Zylinderböden enthalten ferner die Stopfbüchsen 24 und die Abdichtungen für die Kolbenstange 5.

In der Mitte des Zylinders 1 sind Auspuffschlitze 25 angeordnet, welche mit einem durch die Platte 27 geschlossenen Kanal 26 in Verbindung stehen.

Jede der Koanpressionskammern 2, 3 ist mit der Zündkerze 28,29 versehen, welche einen Funken pro Umdrehung gibt und ferner mit dem Einlaßventil 30, 31, welches durch den Nocken 32 gesteuert wird, der auf der Welle 33 festsitzt, zum Zweck, den Zylinder ι mit dem zum Vergaser führenden Kanal 34, 35 einmal für je eine Umdrehung der Kurbelwelle in Verbindung zu setzen.

Das Schmieren des Zylinders wird gesichert durch das aus dem Rohr 36 unter Druck tretende Öl, wobei der Einlaß durch den Motor derart geregelt wird, daß er zu dem Zeitpunkt erfolgt, wenn sich der Kolben 4 in dem oberen Totpunkt des Hubes befindet. Die aus der Kammer 38 kommenden Leitungen 37 dienen zum Spülen und Anlassen mittels komprimierter Luft; sie ent- _go sprechen unabhängigen Kammern, von denen jede ein Ventil 39 enthält, welches durch einen Nocken 40 für das Spülen und 41 für das Anlassen gesteuert wird; die hierzu notwendige Preßluft wird geliefert durch einen Hochdruckbehälter 42 und kommt durch das Rohr 43; sie kann alsdann nötigenfalls entspannt werden. Der Behälter 42 wird durch die Pumpen 7 im Zeitpunkt des Bremsens gespeist.

■Die Nockenwelle wird durch entsprechende Lager getragen, und im Innern dieser Welle ist eine zweite angeordnet, auf welcher die Nocken 40,41 für das Anlassen und Spülen befestigt sind, wobei diese zweite Welle sich durch Gleiten derart verstellen kann, daß sie im gegebenen Zeitpunkt die Nocken in die Lage gegenüber den Ventilen 39 'bringt.

Auf dem Pumpenzylinder 7 ist ein Sammler 44 angeordnet, welcher in der Achse jeder Pumpe ein. !selbsttätiges Saugventil 45 und ein Druckventil 46 trägt; dieses letztere kann auf seinem Sitz beim Bremsen durch- eine zylindrische Achse 47 festgestellt werden, welche zu diesem Zweck einen Riegelnocken 48 trägt und durch den Hebel 49 gesteuert wird. Der Sammler steht in Verbindung mit einem Niederdruckbehälter 50, welcher dem Vergaser die Heißluft liefert. Dieser Behälter ist .mit einem; Manometer, einem Entleer-ungspfropfen, dem Sicherheitsventil 51 und dem Lufteinlaß 52 für das Spülen versehen.

Auf dem Hauptsammler 44 ist ein kleiner Hilifssammler 52 befestigt, welcher die Verdrängung der Luft während des Bremsens, ■d. h. wenn die Ventile 46 festgestellt sind, sichert. Der Hilfssammler ist mit einer Öffnung in der Achse,-eines jeden Pumpenzylinders 7 versehen, welche Öffnung beim normalen Gang durch das Rückschlagventil 54 geschlossen ist. Ferner steht dieser Sammler durch ein Rohr 57 -mit dem Hochdruckbehälter 42 in Verbindung, welcher den Entleerungspfropfen und ein Sicherheitsventil 56 aufweist. Dieser Behälter erhält die vom Bremsen- kommende Luft, welche bestimmt ist, das. Spülen und das Anlassen dea Motors zu bewirken. Diese Luft wird durch die Leitung 5-7- z-u den Ventilen 3,9 geführt.

Der Brennstoffbehälter 58 befindet sich unter Druck. Der Vergaser 59 ist- an Rohre 34 angeschlossen, welche an dem Zylinderblock -durch den Bügel 60 gehalten werden. Diese Rohre verteilen unmittelbar ajuf die Zylinder i, und zwar durch, die Einlaßventile 31 das. vom Vergaser kommende Brennstoffluftgemis.ch.

Die Kolbenstange 5, welche den Trennkörper 20 und die Stopfbüchse 24 durchdringt und an ihren beiden Enden einerseits an den Kolben 4 und anderseits an den Pumpenkolben 4 angeschlossen ist, benötigt für diesen Zweck, einer besonderen nicht dargestellten Abdichtung,

Aus Abi?·, i. bis 2 sieht man, daß der Arbeitskolben 4 sich in seinem oberen Totpunkt befindet; in diesem- Moment entzündet der Funke, welcher an der oberen Zündkerze 28 einige Millimeter vor dem Hubende des Kolbens- erzeugt wird, die in der Explosionskammer 2 verdichtete Ladung. Der Kolben 4 wird nun; vorgestoßen und- nimmt den Pumpenkolben 6 mit, welcher außen Frischluft für zwei Zylinderladungen- ansaugt, und zwar ■mittels des selbsttätigen Ventils 45. Beim Herabgehen legt der Kolben 4 'die Auspuffschlitze 25 frei, so daß Brenngase entweichen können. Sobald diese annähernd ausgekehrt sind, öffnet der Nocken 40 das Spülventil 39,

und komprimierte reine Luft gelangt zum Zy- ; linderboden durch Leitung 37 und spült die \ noch verbleibenden Brenngase aus. Derselbe : Erfolg kann durch einen Änlaßnocken 41 erzielt werden, indem Preßluft sich in der Lei- : tung 37 sich' im Vorrat befindet und in den Zylinder 1 sofort einströmt, sobald sich der : Druck erniedrigt hat. Dieses Spülen hat zum Zweck, die eintretende Ladung von -der \ austretenden Ladung zu trennen und den '■ Boden des Arbeitskolbens 4 und den Zylinder ι abzukühlen.

Nach dem vollständigen Ausspülen der Brenngase greift der Nocken 32 seinerseits das Einlaßventil 30 an, welches nun das. karburierte Gas in der Leitung 34 mit dem Zylinder ι in Verbindung setzt, so daß der letztere sich mit dem Exploskmsgemisch füllt, da das Spülventil 39 kurz nach der Öffnung des Einlaßventils- 30. sich wieder geschlossen hat. Das Einlaßventil' 30- bleibt geöffnet während des Rückwärtshubes des Kolbens, bis ■dieser letztere durch Vorbeischreiten an der Auslaßöffnung 25 dieselbe schließt. Das Einlaßventil 30 darf nicht eher auf seinen Sitz zurückfallen, bis die Gase keine nennenswerte Geschwindigkeit mehr besitzen und die Neigung haben, nach hinten in den Kanal 34 einzutreten.

Beim Auswärtshub des Kolbens setzt sich die Kompression weiter fort und ist an seinem oberen Totpunkt beendet, die Zündung erfolgt etwas früher, und der Arbeitszyklus beginnt von neuem. Dieselben Vorgänge finden statt auf der anderen Seite des Kolbens, jedoch mit einer Nacheilung von i8o°.

Inzwischen ist der Pumpenkolben gehoben worden. Das Ventil-4.1 hat sich geschlossen, die Luft ist in den Sammler 44 gedrängt no worden-, durch das Ventil 46 hindurchgegangen und gelangt zum Niederdruckbehälter 50. Bei dem dargestellten dreizylindriscihen Ausführungsbeispiel arbeiten der zweite und der dritte Zylinder in ähnlicher Weise, jedoch n₅ mit Nacheilungen von 120⁰ bzw. 240°, mit anderen Worten; da zwei Explosionen pro Zylinder und pro Drehung stattfinden, findet je eine Explosion in den Zwischenräumen von je 60? statt.

Die Zuführung des Brennstoffgemisches j erfolgt in folgender Weise: Die durch die

BÖ3S6Ö

Pumpen 7 angesaugte Luft wird durch einen Sammler 44 in den Niederdruckbehälter 50 gedrückt, welcher mit dem Steuerungskanal 34 in Verbindunng gesetzt wird, wobei die Luft durch ^die A'ergaserdüse hindurchgeht. Wenn man in diesem Zeitpunkt die Einstellnadel der Düse senkt, so veranlaßt man den ; Zufluß des im: Behälter 58 unter Druck be- ; findlichen Brennstoffes. Der Brennstoff wird \ in bekannter Weise zerstäubt und mit der ! vom Niederdruckbehälter 50 kommenden j Frischluft innig vermischt. Das Brennstoff- ; gemisch wird dem Zylinder 1 durch die Ka- j näle34,35 und die Ventile 30, 31 im gegebenen Zeitpunkt zugeführt. ;

Sobald man den den Riegelnocken 48 auf j der Welle 47 steuernden Hebel 49 betätigt, j wird dieser Nocken das Druckventil 46 ver- i riegeln, und die von den Pumpen 3 angesaugte | Luft ist dann zwecks Austritts genötigt, das | Rückschlagventil 54 zu heben und durch den zum Hochdruckbehälter führenden Sammler 43 hindurchzugehen. Diese Betätigung erfolgt während des Ganges, sei es zwecke Verlangsamung, sei es zwecks Bremsung oder j auch mit einem einzelnen Pumpenzylinder 3, j zum Zweck, den Behälter 42 wieder zu laden. Die so angesammelte Luft soll zum Anlassen des Motors dienen. In der Tat, wenn man mittels eines Hahnes der Luft im Behälter 42 gestattet, in das Rohr 57 einzutreten, iso wird sie bis zu den Ventilen 39 gelangen, welche im Verhältnis von je einem für jede Kompressionskammer, sei es von zwei für jeden Zylinder 1 vorgesehen sind. Der Nocken 40 auf der Welle 33 wird, das Heben des Ventils kurze Zeit nach dem Durchgang des Kolbens durch seinen oberen Totpunkt veranlassend, der Preßluft gestatten, durch das Rohr 37 zu j treten und in die Kompressionskammer 2 zu> j gelangen, wodurch der Kolben 4 gegen seinen j unteren Totpunkt verstellt wird und den j Motor anläßt. Da zu gleicher Zeit das Brenn- j stoffluftigemisch dem Zylinder 1 zugeführt wird, so erfolgen die Explosionen sobald wie der Motor mit genügender Geschwindigkeit rotiert, um einen genügend starken Funken an der Magneto zu erzeugen. Nach dem Anlassen des Motors ist es nur nötig·, den Zutritt der Preßluft durch das Schließen des auf der Zuflußleitung zum Zylinder vorgesehenen Hahnes zu unterbrechen.

Diese Preßluft kann ebenfalls, nachdem sie durch ein Reduzierventil hindurchgegangen ist, zum Auskehren: dienen, und zwar in dem Falle, wo die Luft des Niederdruckbehälters 50, welche sonst hierzu verwendet wird, ungenügend wäre.

Die Umsteuerung des Drehungssinnes des Motors wird erhalten durch einfache Verstellung der Zündungsstelle, ohne daß man nötig hat, die Ventile oder die Nockenwellen zu verstellen. Rotiert der Motor nach rechts, so genügt es, den Funken etwas früher entstehen zu lassen, als dies bereits für den Zylinder 1 angegeben worden ist (Voreilung der Zündung) und so fort in ähnlicher Weise für die anderen Zylinder, so daß der Motor anstatt nach rechts nach links angelassen wird, und zwar ohne Nebenwirkungen, da die Ventile in bezug auf den unferen Totpunkt symmetrisch eingestellt sind. Es genügt hierfür eine Magneto, welche drehbar ist, so daß sie in den beiden Drehungssinnen Funken liefert, oder auch eine zweite Zündung, wobei man während des Ganges dafür sorgt, daß die Zündung verspätet wird, wenn man dieselbe Leistung wie beim, Rotieren nach rechts erzielen will; die Verzögerung entspricht in diesem Falle der Voreilung.

Das Bremsen wird erzielt, indem man mittels einer Kupplungsstange sämtliche Hebel 49 des Sammlers 44 betätigt, wodurch die Verriegelung der Druckventile 46 mittels des Riegelnockens 48 verursacht wird. Ist dies einmal erfolgt, so wird die von den Pumpen angesaugte Luft genötigt, zwecks Anlassens durch den, kleinen Hilfssammler 53 hindurchzutreten, wobei das Ventil 54 gehoben wird. Diese Wirkungsweise wiederholt sich bei g₀ jeder Drehung für jeden Zylinder, wodurch ein ununterbrochenes und sanftes, jedoch energisches Bremsen erfolgt.

Für den langsamen Gang oder für die Wiederladung des Hochdruckbehälters 42 oder für sonstige Handhabung kann man mit einfacher Wirkung arbeiten, und zwar sei es mit den unteren Zylindern, indem einer der Einlasse zu 'den Zylindern in der Leitung 34 geschlossen wird.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 5 bis 7 ist die Steuerung für den Motor und die Pumpe besonders ausgestaltet. Jede dieser Steuerungen enthält einen Mantel 61, welcher zum Motorzylinder konzentrisch ist. Dieser Mantel ist mit Laufrollen 62 versehen, welche regelmäßig um seine Achse herum angeordnet sind und auf einer rampenähnlichen Bahn 63 laufen, deren Höhe gleich ist der Hubhöhe, welche dem Mantel 61 verliehen werden soll. u₀ Der Mantel ist ferner mit einem Zahn 64 versehen, welcher mit zwei stümpfkegelförmigen Halbzähnen 65 zusammenwirkt, die zusammen eine Zahnteilung bilden und auf einer Stange 66, die um ihre Achse drehbar ist, be- n₅ festigt sind. Die Stange 66 wird gesteuert durch einen Stößel 67, welcher durch den auf der Welle 68 gelagerten Nocken 69 betätigt wird, wobei die Welle 68 ihre Bewegung von der Hauptwelle in nicht dargestellter Weise erhält.

Der auf den Stößel 67 wirkende Nocken 6g

stößt die Stange 66 vor, welche ihrerseits durch Vermittlung der Halbizäbne 65 und des Zahnes 64 den Mantel zur Drehung bringt, während welcher die Laufrolle 62 auf den Rampen 63 aufsteigen und damit auch dem Mantel eine Abwärtsbewegung verleihen. Die ■ beiden Bewegungen des Mantels setzen sich in eine schraubenförmig aufsteigende Bewegung um. Die Feder 70 bringt den Mantel »° in seine Anfangsstellung zurück. Der Hub des Mantels 61 wird bestimmt durch die Hubhöhe des Nockens 69 und hängt von der Größe der Zylinderschlitze ab. Die zwischen den Zylindern und den Schiebern notwendige Abdichtung wird durch bekannte Kolbenringe .. erzielt.

Eine weitere Verbesserung besteht in der besonderen Anordnung der Luftpumpe. Die Luftpumpe 71 saugt die Außenluft durch die Öffnungen 72 an und preßt dieselbe durch die Leitung 73 in das Innere des Carters. Zwecks Förderung der Preßluft für das Anlassen wird in folgender Weise vorgegangen:

Beim Einzylindermotor wird mit einfacher Wirkung gearbeitet, und man gibt abwechselnd einen Pumpenstoß in den Behälter des Gehäuses und einen zweiten Pumpenstoß in den Hochdruckbehälter. Um diese abwechselnden Pumpenstöße zu erhalten, wird zunächst in normaler Weise in die Pumpe 71 gesaugt, wobei jedoch die Drucköffnungen 74 geschlossen sind, sodaß die entweichende Luft gezwungen ist, den Widerstand des Rückschlagventils 75 zu überwinden, bevor sie durch die Leitung 76 in den Hochdruckbehälter übertreten kann. Man gibt alsdann einen Pumpenstoß: in normaler Weise usf.

Es ist noch besonders hervorzuhaben, daß der Auspuff auf den ganzen Umfang des Zylinders erfolgt, und daß sich der entsprechende Querschnitt in dem Maße vergrößert, wie er sich dem Austritt in die Außenluft nähert.

Die Einrichtung der lotrechten Welle 68 ist die folgende: Die Welle 68 trägt außer dem die Pumpe steuernden Nocken 68 noch die Nocken yy, welche die Steuerungsschieber des Motors steuern, ferner die Nocken 78, welche das Anlassen steuern, ferner die Nocken 79, welche den Eintritt der Zerstäuiberluft steuern, und schließlich die Nocken 80, welche die Brennstoffeinspritzung bewirken. Die Nockenwelle 68 feewirkt ebenfalls die Betätigung des Ventilators 81 durch Vermittlung des Kegelreiibräderpaares 82, 83. Wenn die Propellerwirkung sehr groß ist, ist es empfehlenswert, Klauenkupplung zu verwenden, welche in bekannter Weise durch eine Feder gesichert ist, so daß, wenn ein Fremdkörper zwischen die Propellerschrauben gelangt, der Ventilator zum Stillstand kommt.

Es ist ferner zu bemerken, daß der Motor den Eintritt von Frischluft in den Arbeitszylinder nicht eher zuläßt, als bis der Auslaß der Auspuffgase nahezu beendet ist. Erst nachdem die Auspuffschlitze durch den Kolben abgedeckt werden, kann der Brennstoff zugelassen werden.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Steuerung für doppeltwirkendeZweitaktexplosionsmaschinen mit durch Preßluft 'bewirktem Anlassen, Ausspulen der Zylinder und Kolbenbremsung, dadurch gekennzeichnet, daß Pumpen (7) vorgesehen sind, welche beim -normalen Gang dem Motor die Speiseluft bei Niederdruck liefern, welche Pumpen beim Verriegeln der üblichen Druckventile (46) derselben ebenfalls zur Kolbenbremsung verwendet werden können, wodurch ein selbsttätiges Öffnen eines normalerweise geschlossenen, belasteten Ventils (54) sowie das Einpressen der durch das Bremsen der Kolben zusammengepreßten Luft in einem Hochdruckbehälter (42) bewirkt wird, SOf daß diese Preßluft zum nachträglichen Ausspülen der Brenngase und zum Wiederanlassen der Maschine verwendbar wird.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausspülluft und die Anlaßluft durch Nocken (40) gesteuert wird, welche auf einer einzigen achsial verschiebbaren Welle (33) befestigt sind, so daß beliebig durch Betätigung ein und desselben Einlaßventils durch diese Nocken gespült oder angelassen werden kann.

3. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionskammer einen zum Arbeitszylinder konzentrischen Mantel (61) besitzt, der an seinem Umfang mit Rampen zusammenwirkende Rollen (62) trägt, wodurch dem Mantel eine Auf- und Abwärtsbewegung mitgeteilt wird, wenn er durch einen Zahn (64) auf seinem Umfang und zwei Halbzähne (65) einer Achse (66) eine Drehung erhält, welche Achse durch einen federbelasteten, mit einem durch die Motorwelle (68) angetriebenen Nocken (69) zusammenwirkenden Stößel (67) betätigt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.