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Verbrennungsmotor. Man kennt bereits Verbrennungsmotoren mit gesteuerten
Ventilen im Zylinderkopf, die geneigt zur Zylinderachse hängen und sie im! Kreise
umgeben. Bei einigen älteren Motoren dieser Art, die drei oder mehr Ventile haben,
schneiden die Ventilachsen die Zylinderachse innerhalb, bei anderen, die nur zwei
Ventile aufweisen, außerhalb des Zylinders. In beiden Fällen ragen jedoch die Zylinderköpfe
wegen der Ventile selbst oder der zu ihrer Bewegung erforderlichen Getriebe wesentlich
über den Durchmesser des Zylinders hinaus. Infolgedessen war es bisher nicht möglich,
bei Motoren mit mehreren Zylindern diese unmittelbar nebeneinander anzuordnen, was
bekanntlich- aus mehreren Gründen durchaus wünschenswert ist.
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Um nun eine möglichst gedrängte Bauart der Zylinder und zugleich möglichst
große Durchflußweiten der Kanäle sowie Ventile für den Ein- und Auslaß der Gase
zu erzielen"; ist gemäß der Erfindung die Einrichtung getroffen, daß die Ventilachsen
die Zylinderachse außerhalb des Zylinders schneiden und der Zylinderkopf über den
äußeren Durchmesser des Zylinders nicht hinausragt.
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Auf den Zeichnungen sind mehrere Ausführungen des neuen Motors dargestellt.
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Die Abb. i und a zeigen die erste Ausführung in zwei im rechten Winkel
zueinander stehenden senkrechten Schnitten nach den Linien 1-I und II-II von Abb.
q..
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Die Abb.3 und q. sind die zugehörigen Grundrisse, von,denen Abb. 3
eine etwas geänderte Anordnung der Ventile veranschaulicht.
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Die Abb. 5 und 6 veranschaulichen in Ansicht von unten und in einem
Teilschnitt schematisch eine dritte Anordnung der Ventile.
Die Abb.
7 und 8 zeigen in ähnlicher Weise eine vierte Anordnung der Ventile.
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Abb. 9 ist ein senkrechter Schnitt tei:s nach Linie I1-I1, teils nach
Linie IX-IN' -: <in Abb. i i durch eine fünfte Ausführun@11 der Ein- und Auslaßkanä
1e und der Ventile.
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Abb. io ist eine zu Abb.9 gehörige Seitenansicht und Abb. i i ein
Grundriß.
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Abb. 12 ist ein Schnitt nach Linie l I I-@i I l von Abb. i i.
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Bei der Ausführung nach den Abb. i bis 1 weist der Zylinder i einen
besonderen Kopf ; auf, der in der üblichen Weise mit Sclir.iuben befestigt ist.
Die Innenfläche ; des Kopfes ist konvex und zweckmäßig sphäris(-li. Namentlich für
Zylinder von großen Abmessungen kommen mehrere Ein- und Auslal3ventile .l zur Anwendung,
die in verschiedener Weise angeordnet sein können, z. B. in einem oder mehreren
Ringen, mit oder ohne ein Ventil in der Mitte. Bei der Ausführung nach den Abb.
i bis .l. stehen die Ventile auf einem einzigen Ring in der Nähe des Umfanges des
Kopfes, und ihre Schäfte 5 sind geneigt. Sie können z. B. zu der inneren sphärischen
Fläche des Kopfes oder gegen eine sphärische Fläche #'Abb. 8) oder eine ini wesentlichen
sphärische Zone (, Abb. 6 an dieser Innenfläche radial stehen, falls die letztere
Fläche nicht ganz sphärisch ausgebildet ist. Die Ventilschäfte gleiten in schrägstehenden
Führungen 6. Die Ventile werden durch Federn 7 auf ihre Sitze gezogen und durch
Hebel 8, 9 niedergedrückt und geöffnet, von denen jeder z. B. auf eine Hälfte der
Ventile einwirkt. In Abb. ; bewegt der Hebel 8 das unterste und oberste Paar der
Ventile, während der Hebel 9 das rechts und links liegende Ventilpaar bewegt. Gemäß
Abb. s wechseln die Ein- und Auslaßventile einzeln ab, statt zu Paaren oder größeren
Gruppen zusammengefaßt zu sein, so dah der Hebel 9 das oberste und unterste Ventil
in dieser Figur und ebenfalls das rechts und links liegende Ventil bewegt, die sämtlich
als Auslaßventile (lienen, während der Hebel 8 die abwechselnd angeordneten Einlaßventile
bewegt. Das Ende io des Hebels 9 ist ausgehöhlt, so daß der Hebel 8 durch die Höhlung
hindurchgehen kann. Die Hebel drehen sich um einen gemeinsamen Zapfen i i und werden
durch eine am oberen Ende des Motors vorgesehene Nockenwelle oder senkrechte Zugstangen
12 von einer Nockenwelle aus bewegt, die in dein Kurbelgehäuse oder an anderer Stelle
angeordnet sein kann. Die Hebel 8, 9 wirken auf die Ventilschäfte 5 mittels senkrecht
beweglicher Gleitstücke 13, 14, von denen das eine auf der Innen- und das andere
auf der Außenseite der senkrechten, hohlen Führung 15 gleitet. Jedes Gleitstück
trägt für Jeden Ventilzapfen eine Rolle 16-, und die @-entilschä fte endigen in
Kappen 171 deren Oberfläche groß genug ist, um in allen Stel-
lungen
des Ventils eine Anlage gegen die R(-:le 16 zu ergeben. Die Kappen t; ermöglichen
ferner die genaue Einstellung durch Einsetzen von Metallscheiben zwis,-lien ihnen
und den Enden der Ventilschäfte. Die Ein-und Auslaßkanäle 18 erstrecken sich senkrecht
von den Ventilöffnungen zu der flachen Oberseite des Kopfes 2 und sind hier durch
Sammelleitungen zusammengefaßt, wie z. B. aus den Abb. 3 und .1 ersichtlich ist.
Der ganze Zylinderkopf ist mit einem Kühlmantel für Wasser versehen, und die Zu-
und Ableitungsrohre sind mit i9 bezeichnet. Die Gleitstücke 13, 14 können
auch unmittelbar oder mittels Daumen von locken einer Nockenwelle bewegt werden.
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Die abwechselnde Anordnung der Ein- und Auslal )ventile, mögen sie
nun einzeln oder in Gruppen angeordnet sein, hat zur Folge, daß die abkühlende Wirkung
der einströmenden und die erhitzte Wirkung der austretenden Gase über den Zylinderkopf
gleichmäi:)ig verteilt wird. Die Neigung der Ventilschäfte aufeinander zu auf der
Außenseite des Zylinders erleichtert ihre Bewegung -von einem in der Mitte angeordneten
Mechanismus aus, so daß man diesem durchweg nur kleine Abmessungen zu geben braucht.
Diese geneigte Anordnung zusammen mit der Verlegung der Ventile in die Nähe des
Kopfumfanges bietet den Vorteil, daß, wenn ein Ventilschaft oder eine Ventilfeder
bricht, das Ventil nur eine geringe Strecke gegenüber seiner normalen üffnungsstellung
hinabsinkt und sich dann, ohne finit dem Kolben in Berührung zu kommen, zwischen
der Wandung des Zylinders und dem unteren Ende seiner Schaftführung aufhängt. Die
senkrechte Lage der Ein- und Auslaßkanäle führt gleichfalls zu einer Anordnung mit
durchweg kleinen Abmessungen und, falls der Kopf gegossen wird, zu einem verhältnismäßig
einfachen Guf;)stück. Die senkrechten Ein- und Auslaßkanäle können auch in Verbindung
mit Köpfen von nicht konvexer oder sphärischer Form zur Anwendung kommen. Sie sind
in jedem Falle von Vorteil, wo die Ventile hinreichend geneigt sind, sei es nach
der Mitte zu oder von ihr fort.
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Kommt zusammen mit einem solchen Zylinderkopf ein Kolben mit gewölbter
Oberseite 20 zur Anwendung, so erhält die Verbrennungskammer oder der Kompressionsraum
eine im wesentlichen ringförmige Gestalt. Es bildet sich dort ein Kern von heißen
Gasen von ringförmiger Gestalt und etwa birnenförmigem Querschnitt. Die Zündkerzen
sind seitlich am oberen Ende des Zylinders eingesetzt,
z. B. in
die Bohrungen 2 i. Es ist indessen für die Zwecke der Erfindung nicht notwendig,
einen Kolben mit gewölbter Oberlläche zu verwenden. Für manche Zwecke kann es von
Vorteil sein, den Kolben flach oder mehr oder weniger der Krümmung des Kopfes entsprechend
auszubilden, wie z. B. in Abb. 8 dargestellt ist.
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Für große Motoren kann es von Vorteil sein, die Ventile in der Weise
gemäß den Abb.5 bis 8 zu unterteilen. In den Abb. 5 und 6 sind die Ventile in Gruppen
zu dreien angeordnet, und jede Gruppe sitzt auf einer abgeflachten Fläche, die auf
einer im wesentlichen sphärischen Zone gebildet ist. Die Schäfte der drei Ventile
in einer Gruppe stehen zueinander parallel, jedoch sind die Gruppen von Schäften
wieder, wie in den bereits beschriebenen Ausführungsformen, zueinander geneigt.
Nach den Abb. 7 und 8 ist gleichfalls eine Unterteilung der Ventile in Gruppen zu
dreien vorgenommen, jedoch sind sie sämtlich radial in einer sphärischen Zone angeordnet,
so daß alle Schäfte gegeneinander geneigt sind.
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Zweckmäßig werden für jeden Zylinderkopf Segmente von Sammelleitungen
vorgesehen, die mit den senkrechten, zu den Ventilen führenden Kanälen in Verbindung
sind. und an den Seiten des Zylinders so stehen, daß sie an die entsprechenden Segmente
eines benachbarten Zylinders gut angeschlossen werden können. Die Abb. 9 bis 12
zeigen eine solche Ausgestaltung der Einlaßrohre. Außer dem konvexen Zylinderkopfe
22 ist hier ein weiteres Gußstück 23 vorgesehen, das die verschiedenen Segmente,
ihre Anschlüsse an die senkrechten, zu den Ventilen führenden Kanäle, ihre Kühlmäntel
und einen ölraum enthält. Innerhalb des letzteren sind die Ventilschäfte und die
sie bewegenden Gleitstücke angeordnet. Der Ölraum ist oben durch einen Deckel 2.1
geschlossen, der auch über die Hebel zum Bewegen der Ventile hinweg greift. Er ist.
durch ein Rohr 25 mit dem Kurbelgehäuse verbunden, so daß der Ventilmechanismus
hinreichend mit öl gespeist wird, das in den ölraum in Form von Dampf oder fein
verteilten 'Tröpfchen gelangt. Mit 26 und 27 ,sind ° zwei Einlaßleitungen bezeichnet,
während 28 den Anschluß des Kühlmantels und 29 eine Auslaßleitung bedeutet. Sie
steht mit den beiden untersten Ventilen in Abb. i i in Verbindung und endet an der
Oberseite des Gußstückes. Die beiden obersten Ventile stehen in ähnlicher Weise
mit der zweiten Auslaßleitung und die übrigen vier Ventile des äußeren Ringes mit
der einen oder anderen Einlaßleitung 26 oder 2 7 in Verbindung.
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Aus Abb. 9 ist auch zu ersehen, wie! sich ein Ventil in der Mitte
des Kopfes anbringen läßt. Das mittlere Ventil 3o ist hierbei ein Einlaßventil und
steht mit den Leitungen 26, 27 in Verbindung. Ein solches in der Mitte angeordnetes
Ventil kann sowohl zum Ein- und Auslaß benutzt werden, und man kann auch ein einziges
großes Ventil in der Mitte für den Einlaß und z. B. einen Ring von Ventilen für
den Auslaß vorsehen. Gemäß Abb.9 wird das mittlere Ventil durch das gleiche Gleitstück
3 i wie die übrigen Einlaßventile bewegt. Wenn man dieses Ventil. als einziges Einlaßventil
verwendet, so läßt es sich offenbar von dem Schwinghebel oder einer oben angeordneten
Nockenwelle mit oder ohne Zwischenfügung eines Stößers 32 antreiben. ,