-
Drehschiebersteuerung mit Zahnstangenantrieb für Verbrennungskraftmaschinen.
Es sind bereits Drehschiebersteuerungen für Verbrennungsmotoren und andere Maschinen
vorgeschlagen worden, bei denen der Schieber oder Ventilkörper in Form einer dünnwandigen
Hülse von kreisförmigem Querschnitt ausgebildet ist. Die Steuerung der Luft- und
Gasein- und -auslässe erfolgt bei diesen Ventilen z. B. in der Art, daß in der Seitenwandung
des Drehschiebers Öffnungen vorgesehen sind, welche beim Hin-und Hergehen den Zylinder
der Maschine nacheinander in und außer Verbindung mit den Einsaß- und Ausla&iffnunren
setzen, wobei das Innere des Ventilkörpers beständig in Verbindung mit dem Zylinder
der Maschine bleiben kann.
-
Die vorliegende Erfindung hat eine besondere Art des Antriebs oder
der Steuerung für solche Drehschieber zum Gegenstand, die im wesentlichen darin
besteht, daß die hin und her gehende Drehbewegung des Ventils vermittels zweier
Zahnstangen bewirkt wird, die zu beiden Seiten eines Zahnrades eingreifen, das konachsial
mit dem Ventilkörper und in Verbindung mit ihm angeordnet ist.
-
Die beiden Zahnstangen werden vorteilhaft z. B. vermittels zweier
Kurbelteile o. dgl, angetrieben, die z. B. auf einer Welle unter bestimmtem Winkel
zueinander versetzt angebracht sind, so daß die eine Zahnstange hochgeht, während
die andere niedergeht und umgekehrt, wobei also der Ventilkörper in die eine oder
andere Umdrehungsrichtung versetzt wird.
-
Ein besonderer Vorteil der Anordnung nach vorliegender Erfindung besteht
darin, daß man bei zweckmäßiger Ausbildung z. B. für den Antrieb der Zahnstange
benutzten Kurvenscheibe das Ventil intermittierend arbeiten lassen kann, also derart.
daß es zu gewissen Zeitabschnitten während des Umlaufs der Maschine stehenbleibt,
insbesondere während der Perioden hohen Druckes im Zylinder, in deren Verlauf das
Ventil sich ausdehnt und gegen seinen Sitz gepreßt wird. Diese Arbeitsweise des
Ventils ist mit wesentlicher Kraftersparnis für den Ventilantrieb sowie mit geringer
Abnutzung des Drehschiebers gegenüber kontinuierlich angetriebenen Vorrichtungen
verbunden.
-
Das Ventil nach der Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei Verbrennungsmotoren
beschränkt, es kann vielmehr bei jeder Maschine, z. B. bei Pumpen, verwendet werden.
bei denen also unter Benutzung der vorliegenden Anordnung das Ventil in Ruhe bleiben
kann, während sich der Inhalt des Zylinders unter hohem Druck befindet.
-
In den Zeichnungen ist Abb. i eine schaubildliche Ansicht des Ventils,
Abb.2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Maschine, Abb.3 ein Schnitt
nach Linie 3-3 der Abb. 2.
-
Das Ventil hat die Form einer an einem Ende offenen Hülse i, an deren
anderes Ende sich ein Ansatz 2 von geringerem Durchmesser mit einer eingeschnittenen
Verzahnung q. befindet. Dieses Ende der Hülse ist durch einen Boden ä verschlossen,
der durch einen eingeschraubten Zapfen 6 festgehalten wird (Abb.2).
-
An gegenüberliegenden Seiten der Hülse befinden sich zwei Durchlässe;
und 8, von denen der Durchlaß 7 etwa 9o° und der Durchlaß 8 etwa 6o° umfaßt.
-
An jedem Ende des Durchlasses 8 ist die Hülse bei 9 in der Querrichtung
aufgeschlitzt. Diese beiden Schlitze, zusammen mit dem
Durchlaß
8 und in geringerem Maße dein Durchlaß 7 bewirken, daß der Teil der Hülse zwischen
den Schlitzen 9 federt und sich unter dem Einfluß eines inneren Druckes nach außen
ausdehnt. In dem Zylinderkopf befindet sich ein zylindrisches Ventilgehäuse io (Abb.
2 und 3), das durch eine öffnung i i mit dem Zylinder 12 in Verbindnug steht und
mit einer Einlaßöffnung 13 und einer Auslaßöffnung 14 versehen ist. Diese beiden
Öffnungen befinden sich zu beiden Seiten der Mittelebene des Ventilgehäuses unter
einem Winkel von 45° zu derselben (Abb. 2). Sie stehen mit dem Einlaßkanal 15 und
dem Auslaßkanal 16 durch Räume 17 und iS in Verbindung, die ganz oben im
Zylinderkopf angeordnet und durch Deckel i9 bzw. 2o, die durch Schrauben 21 befestigt
sind, verschlossen werden. Nach Abnahme der Deckel sind die Durchlässe 13 und 14
durch die Räume 17 und 18 der Bearbeitung leicht zugänglich.
-
Das offene Ende des Ventils wird durch einen in das Ventilgehäuse
geschraubten Stopfen 22 verschlossen, der mit seinem auf geringeren Durchmesser
abgedrehten Ende in die Ventilhülse eintritt. Eine Gewindebohrung 24 in dem Stopfen
dient zum Einsetzen einer Zündkerze.
-
Das Ventil wird durch eine noch zu beschreibende Vorrichtung derartig
hin und her gedreht, daß der Durchlaß 8 beim Ansaughub vor den Durchlaß 13 tritt
und nach dessen Vollendung in die auf der linken Seite der Abb. 2 gezeichneten Stellung
zurückkehrt. In dieser Stellung verbleibt das Ventil während des Kompressions- und
Explosionshubes und wird danach so gedreht, daß sein Durchlaß 8 während des Auspuffhubes
vor den Durchlaß 14 tritt. Die Durchlässe 7 und i i bleiben dabei dauernd in Verbindung
miteinander.
-
Das Ventil ist daher während der Zeit, in der ein hoher Druck im Zylinder
herrscht, in Ruhe und wird nur während der Zeit des verhältnismäßig niedrigen Druckes
im Zylinder bewegt. Das Ventil braucht daher nur leicht in das Ventilgehäuse eingepaßt
zu sein, so daß zu seinem Antrieb nur wenig Kraft benötigt wird. Dagegen dehnt sich
das Ventil infolge seiner federnden Bauart unter dem Einfluß des hohen Druckes beim
Kompressions- und Explosionshub aus und wird dadurch so fest gegen die Gehäusewand
gepreßt, daß es dicht an derselben anliegt. Weiterhin wird durch die Wirkung des
im Ventil auftretenden Druckes gegen den Stopfen 22 ein Schub erzeugt, durch den
das abgedrehte Ende des Ventils fest auf seinen Sitz gepreßt wird, wodurch auch
hier ein dichter Abschluß entsteht.
-
Das Ventil wird durch zwei Zahnstangen 25 und 26, die sich in Führungen
27 und 28 bewegen und in die Verzahnung 4 des Ansatzes 2 von beiden Seiten her eingreifen,
angetrieben. Zum Antrieb der Stangen dienen zwei Kurvenscheiben 29 und 3o, die gegen
mit Rollen 33 und 34 versehene Kolben 31 und 32 wirken und die auf einer
im Verhältnis von 2 : i übersetzten - Welle sitzen.
-
Die beiden Kurvenscheiben sind so ausgestaltet, daß beim Heben der
einen Stange die andere gleichzeitig nach unten geht. Auf diese «.'eise wird das
Ventil in beiden Richtungen zwangläufig angetrieben, so daß also keine Federn zur
Anwendung kommen.
-
Bei der angegebenen Bauart beruht die Federung der Ventilwände wesentlich
auf den Ausschnitt 8 und den mit diesem zusammenhängenden Schlitzen 9. Im Sinne
der Erfindung könnte aber auch, je nach den Umständen, die angestrebte Federung
lediglich durch Längsschlitze oder durch einen Längsschlitz mit einem oder mehreren
Querschlitzen hervorgebracht werden. Unter hohem Druck ist im vorhergehenden ein
Druck verstanden, wie er während des Arbeitshubes oder des Kompressionshubes in
dem Motor herrscht, zum Unterschied von dem Druck, wie er im Augenblick des öffnens
der Auspufföffnung besteht.
-
Das Ventil nach der Erfindung muß genau so eingeschliffen sein, daß
es nur dann, wenn es von dem in Betracht kommenden Druck ausgedehnt wird, fest in
das Gehäuse paßt und daß es sich, solange es nicht ausgedehnt ist, leicht in dem
Gehäuse bewegen läßt.