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Zweitaktverpuffungsmaschine mit durch den Kolben gesteuerten Ein-
und Auslaßschlitzen. Zweitaktverpuffungsmaschinen sind an sich für den Antrieb von
Wagen, Fahrrädern u. dgl. besonders geeignet, weil sie verhältnismäßig geringes
Gewicht und einfache Ausführung, insbesondere ventillose Steuerung zulassen. Bei
diesen Maschinen wird das Ladegemisch in der Kurbelkammer verdichtet und tritt kurz
vor dem Auswärtstotpunkt des Kolbens durch einen von dem letzteren freigegebenen
Einlaßschlitz in den Zylinder über, um dann beim Auswärtshub des Kolbens verdichtet
zu werden.
Der gleichfalls vom Kolben gesteuerte Auslaßschlitz wird
bekanntlich höher als der Einlaßschlitz gehalten, damit durch seine vorzeitige Eröffnung
beim Auswärtshub zunächst Druckausgleich im Zylinder hergestellt wird-Die Spülung
erfolgt bei diesen Maschinen durch das Ladegemisch, und dabei geht erfahrungsgemäß
bei jedem Arbei;sspiel eine größere Menge von Ladung verloren, indem sie mit den
Rückständen durch den offenen Auslaßschlitz entweicht. Diese Maschinen weisen hauptsächlich
aus diesem Grunde einen verhältnismäßig hohen Brennstoffverbrauch auf.
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Die Aufgabe der Erfindung geht nun dahin, den Auslaßschlitz, und zwar
in seiner bislierigen Höhe (stehende Maschinenanordnung vorausgesetzt), die er für
rechtzeitige Entleerung usw. nötig hat, zu belassen, den Ladungsverlust aber zu
vermeiden. Das wird dadurch erreicht, daß die Ein-- und Auslaßschlitze durch die
beiden Teile eines zweiteilig ausgebildeten Kolbens gesteuert werden, wobei diese
Kolbenteile in an sich bekannter Weise durch eine mit zwei Angriffspunkten ausgestattete
Schubstange verschiedenartig bewegt werden; in dieser Weise gelingt es, den Auslaßschlitz
rechtzeitig, nämlich so, daß Ladeverluste vermieden werden, zu verschließen, obgleich
er beim Auswärtshub in der bisherigen Weise, also vor Eröffnung des Einlaßschlitzes,
bereits geöffnet wurde. Die Steuerung läßt sich dann so einregeln, daß der Einlaß
geöffnet wird in dem Augenblick, in welchem der Auslaß verschlossen wird; so weit
kann man für Maschinen, die ohne besondere Druckladepumpe wirken, natürlich .nicht
gehen, weil bei solchen Maschinen die Einführung der Ladurg nur durch gleichzeitiges
Offensein von Ein- und Auslaßschlitzen möglich ist.
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Die beiden Kolbenteile sind unter Ausbildung des einen als Hülse ineinandcrgesteckt,
sie sind jedoch so ausgebildet, daß jeder Teil mit seiner steuernden Kante an der
Zylinderwand anliegt; die Schubstange greift an den beiden Kolbenteilen an, und
zwar mit solchen Hebeln, daß sich infolge der aus dem Kurbelkreis folgcndeil Schwingbewegung
der Schubstange eine wechselnde gegenseitige Höhenverstellung der beiden Kolbenteile
ergibt. Diese Hebelverhältnisse lassen sich, wenn von einer Steuerung des Einlaßschlitzes
in der gebräuchlichen ""eise ausgegangen wird, so wählen, daß der Verschluß des
Auslaßschlitzes an einem beliebigen Punkte des Kurbelkreises (rfolgen kann.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in einem Längsschnitt dargestellt.
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Der stehende Zylinder i weist in der ül)-lichen Weise einen Einlaßschlit;
2 auf, der durch den Kanal 3 mit der Kurbelkammer q. verbunden ist und dem ein höher
gelegener Auslaßschlitz 5 gegenübersteht.
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Der Kolben besteht aus dem oberen Teil 6 und 'aus dem unteren Teil
7. Beide Teile führen sich an der Zylinderwand und inein= ander und sind mit den
erforderlichen' Dichtungsringen usw. ausgestattet. Der Austrittsschlitz 5 liegt
wesentlich höher als der Eintrittsschlitz 2; für den letzteren ist deswegen innerhalb
des oberen Kolbenteiles 6 ein besonderer Verbindungskanal 8 in dem Zylinder vorgesehen,
der insofern von besonderem Vorteil ist, als er mit Sicherheit das eintretende Spül-
bzw. Ladegemisch in einer ganz Lestimmten Richtung, nach der Zeichnung senkrecht
Zum Zylinderdeckel, führt, so daß eine gute Spülwirkung gesichert wird.
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Die beiden Kolbenteile 6 und 7 stehen durch die nach der Zeichnung
mit hammerartigem Kopf ausgestattete Schubstange io in Verbindung. Die Schubstange
ist mit ihren Zapfen ii und 12 auf der einen Seite in einem Vorsprung 13 des Oberkolbens
6, auf der anderen Seite in einem Vorsprung 14 des Unterkolbens 7 gelagert.
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In der Zeichnung ist die untere Totlage des Kolbens 6 bis 7 zur Darstellung
gebracht. An dem Kurbelkreis sind die Steuervorgänge von Ein- und Auslaß verdeutlicht.
Bei der durch den Pfeil angedeuteten Linksdrehung der Maschine öffnet der Auslaß
bei A, er schließt bei C. Der Einlaß öffnet bei B, d. h. im unteren Totpunkt, und
er schließt bei D.
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Gleichzeitig offen sind Ein- und Auslaß auf dem wagerecht schraffierten
Teil O, B, C. Der Auslaß öffnet um ungefähr 6o° der Kurbeldrehung vor dem
Einlaß. Der Einlaß ist hingegen um etwa 30° noch nach Abschluß des Auslaßschlitzes
offen, woraus hervorgeht, daß die Steuerung für ein Kachladeverfahren mit besonderer
Ladepumpe, Ladedruckbehälter o. dgl. sich ebenfalls eignet.
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Die zu den wesentlichen Punkten des Steuerdiagracilms gehörenden Schubstangenstellungen
sind durch verschiedenartige Darstellung unterschieden eingezeichnet. Die gegenseitige
Stellung der oberen Schubstangenzapfen i1 und 12, die auch für die gegenseitige
Stellung der Kolbenteile 6 und 7 maßgeblich ist, ist für den Punkt A lang gestrichelt
eingezeichnet. Man erkennt die erheblich verschiedene Höhenlage der bezüglichen
Punkte A 1 und A2.
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Gibt die Steuerkante a des Kolbenteiles 6 den Auslaßschlitz 5 frei,
so ist der Kolbenteil 7 infolge langsamerer Bewegung durch die Schrägstellung der
Schubstange noch in solcher Höhenlage, daß der Einlaßschlitz 2 noch verschlossen
bleibt. Erst bei Erreichung der gezeichneten Totstellung der Schubstange beginnt
die Eröffnung des Einlasses 2, während
der Auslaß 5 noch voll offen
ist. Bei Übergang nach Punkt C (strichpunktierte Stellung der Schubstange) ist der
Kolbenteil 7 so weit gehoben, daß der Auslaß 5 schließt. Die Deckung c am oberen
Kolbenteil 6 hat dabei die Einlaßöffnung 2 ganz freigegeben. Die Kante b des Unterkolbens
7, die mit dem Teil c zusammen den Einlaß steuert, ist noch um ein geringes unter
die Schubstangen-Totlagenstellung heruntergegangen.
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Beim Weiterwandern der Kurbel nach D (kurzgestrichelte Stellung der
Schubstange) ist unter weiterer Voreilung des Kolbenteiles 6 der untere Kolbenteil
? wieder so weit gehoben, daß seine Steuerkante b den Einlaß 2 -verschließt.
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Bei der der Einfachheit wegen gezeichneten Verbindung der Schubstangen
mit den Kolbenteilen durch in den Vorsprüngen 13 und 1q. festgelagerten Zapfen ii
und 12 würde natürlich bei den Schrägstellungen ein Verklemmen der Teile eintreten.
Bei kleinen Ausführungen läßt sich das durch ein geringes Spiel in den Gtlenken
verhindern, bei größeren Ausführungen kann ma;n die Schubstange in ihrer Mitte,
also bei io' durch eihe Geradführung an einem der Kolbenteile besonders unterstützen
und ihre Zapfen i i und 12 in Querführungen der Kolbenteile gegebenenfalls unter
Einsetzung von Gleitsteinen beweglich machen.
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Die gezeichnete hammerartige Ausbildung der Schubstange ist aber für
die neue Einrichtung keineswegs als wesentlich anzusehen. Um die Verhältnisse des
Kurbelkreises und damit der S'euerung von Ein- und Auslaß gegenüber dem Zeichnungsbeispiel
zu ändern, sind die wirkenden Hebelverhältnisse natürlich ohnehin anders als gezeichnet
zu wählen. Die bauliche Ausführung kann beispielsweise so vorgenommen werden, daß
die Schubstange mit der üblichen geradlinigen Ausführung bei ii angreift, wobei
auch noch die Kurbelachse g seitlich von der Zylindermitte gegebenenfalls unter
ii gelagert werden könnte. An der Schubstange würde dann nur ein Querarm anzubringen
sein, der an seinem Ende den Zapfen 12 zu tragen hätte. Die Ausführung ist aber
auch so möglich, daß die Schubstange wie bei Einkolbenmaschinen in der Mitte am
Oberkolben 6 angreift und dann durch einen Querarm oder durch ein Hebelgestänge
die Bewegung des Unterkolbens in dem aus dem Steuerdiagramm sich ergebenden Takt
bewirkt. Bei der erläuterten Steuerung fällt naturgemäß auch die Notwendigkeit,
den Auslaßschlitz höher als den Einlaßschlitz auszubilden, fort, da ja die Eröffnung
der beiden Schlitze durch die .Steuerung selbst bestimmt wird. Man ist in der Bemessung
der Schlitze völlig frei.
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Bei der erläuterten Einrichtung werden die Steuervorgänge durch zwei
kombinierte Bewegungen des Kolbens beherrscht, und zwar durch eine hin und her gehende
Kolbenbewegung wie bisher, zu welcher noch eine Zusatzbewegung kommt, die von der
zweifachen Anlenkung der Schubstange an die beiden Kolbcnteile hervorgerufen wird.
Durch diese zusammengesetzte Bewegung der Steuervorgänge erfolgt bei dem Zeichnungsbeispiel
das Schließen des Auslasses mit ungefähr der doppelten Geschwindigkeit als das Öffnen
des Auslasses. Es ergibt sich also ein verhältnismäßig langsames Öffnen und ein
beschleunigtes Schließen der Auslaßsteuerung. Das sind Vorgänge, wie sie für die
Wirkung der Maschine besonders zweckmäßig sind.