DE402904C

DE402904C - Control of piston engines, in particular internal combustion engines

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Publication number: DE402904C
Application number: DEF54145D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1923-06-06
Filing date: 1923-06-06
Publication date: 1924-09-20

Description

Steuerung von Kolbenmaschinen, insbesondere Verbrennungskraftmaschinen. Zum Steuern des Ein- und Auslasses von Kolbenmaschinen, wie Motoren, Kompressoren, Pumpen usw., insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen, ist die Verwendung von flachen oder gewölbten Schiebern bekannt. Hierbei erhielten die Schieber im wesentlichen nur eine zwangsweise Steuerbewegung durch Steuerstangen u. dgl. Die Abdichtung der Schieber gegen die Ein- und Auslaßöffnungen erfolgte durch Federn, Packungen und sonstige Dichtungsmittel. Diese Art der Steuerung hat Nachteile, insbesondere diejenigen, daß sie große Reibung und daher starke Schmierung verlangt, die aber wiederum die Gasdichtigkeit an den Schiebergehäusen hinabsetzt u. dgl. m.Control of piston engines, in particular internal combustion engines. For controlling the inlet and outlet of piston machines such as engines, compressors, Pumps etc., especially for internal combustion engines, is the use of known flat or curved sliders. This essentially gave the sliders only a compulsory control movement by control rods and the like Sliders against the inlet and outlet openings were made by springs, packings and other sealants. This type of control has disadvantages, especially those that it requires great friction and therefore strong lubrication, which in turn requires the The gas tightness of the valve body is lowered and the like.

Nach der vorliegenden Erfindung wird nun im Gegensatz hierzu durch die im Zylinder auftretenden Druckdifferenzen jedem Schieber eine quer zu seiner zwangläufigen, oben erwähnten Steuerbewegung gerichtete zweite Bewegung erteilt. Durch die letztere Bewegung, welche ein freies, seitliches Hin- und Herschwingen des Schiebers darstellt, wird eine Andichtung der jeweils in Abwechslung als Lauffläche dienenden einen der beiden Flächen des Schiebers ohne jedes mechanische Hilfsmittel erzielt.According to the present invention is now in contrast to this the pressure differences occurring in the cylinder each slide one across its inevitable, above-mentioned control movement directed second movement granted. Through the latter movement, which is a free, sideways swinging back and forth of the slide is a seal, each in alternation as a running surface serving one of the two surfaces of the slide without any mechanical aid achieved.

Die Erfindung wird bei Steuerung angewendet, bei welcher jeder Schieber zwischen zwei Führungsflächen in einem ringsum geschlossenen Raume mindestens im wesentlichen parallel . zu den Führungsflächen bleibend, quer zur Richtung seiner zwangläufigen Steuerbewegung frei hin und her beweglich angeordnet ist.The invention is applied to control in which each slide between two guide surfaces in an all-round closed space at least in essentially parallel. remaining to the guide surfaces, transverse to the direction of his compulsory control movement is arranged freely movable back and forth.

Die Erfindung zeitigt wesentliche neue Vorteile, welche weiter unten angegeben sind. In der Zeichnung ist in einem Ausführungsbeispiel eine Einrichtung dargestellt, mit welcher sich das Verfahren ausüben läßt. Es zeigt: Abb. i einen Motor im Achsialschnitt, während Abb. 2 einen Ouerschnitt durch den Motorzylinder und Abb. 3 bis io Einzelheiten und Abänderungen an demselben zeigen.The invention brings about significant new advantages, which are further below are specified. In the drawing, there is a device in one embodiment shown, with who can exercise the procedure. It shows: Fig. I shows a motor in axial section, while Fig. 2 shows a cross section through the Engine cylinder and Figs. 3 to 10 show details and modifications to the same.

Am mit Wassermantel 22 versehenen Außenmantel 15 des Zylinders x des Explosionsmotors sind Einlaß- und Auslaßöffnungen 2o und bei diesen Führungsflächen =5a angeschliffen. Über diesen ist bei jedem Schieber 2 eine rahmenartige Platte 6 (Abb. 6) angeordnet, welche eine Ausnehmung 6a hat von der Form der vom Schieber 2 bei seinen Steuerbewegungen bestrichenen Fläche. Die Platte 6 ist etwas dicker als der Schieber 2. Nach außen ist sie abgedeckt von einer Deckelplatte 7, welche mit durch die Platte 6 gehenden Schraubenbolzen am Zylinder dicht festgeschraubt ist, so einen ringsum geschlossenen Raum bildend, in dem sich der Schieber sowohl zwangläufig in Steuerrichtung a auf und ab, aber auch frei in Richtung b hin und her bewegen kann. Der Schieber 2 hat T-Form, (Abb. 1, 2, 6, 7, 8, 9, io), damit er, dünn gehalten, sich nicht durch die von den Gasen herbeigeführte Erhitzung wirft, wodurch dis Abdichtung gest)rt würde. Bei dem Ausfüh rungsbeispiel nach Abb. 5 hat er zu diesem Zwecke nur einen oberen seitlichen Arm. Auf seiner dem Zylinder zugekehrten Seite ist er mit nicht durchgehenden Ausnehmungen 21 versehen, deren Ränder 21a rechtwinklig zu den Seitenflächen des Schiebers stehen. Diese Ausnehmungen 2i verfolgen den Zweck, feste Unreinheiten, wie Kondensate, von den Führungsflächen abzuschaben und in sich bis zur Reinigung des Motors aufzunehmen, damit sie die Abdichtung und die Bewegung des Schiebers in Richtung b nicht ungünstig beeinflussen. Die Rahmenplatte hat demselben Zweck dienende Ausbuchtungen ig. Die Innenseite i5b des Deckels und die Fläche i5#, des Zylinders, welche abwechselnd als Führungsflächen für den Schieber 2 dienen, haben ebenfalls Ausnehmungen zum Auffangen von festen Unreinheiten. An der Außenseite des Schiebers :z ist durch einen ringförmigen An-;atz 17 eine Ausnehmung 18 geschaffen, in welche lose der obere, umgebogene Teil der Steuerstange 3 als Mittel zur zwangläufigen Steuerbewegung a des Schiebers eingreift. Infolge dieses losen Zusammenhanges des Schiebers mit der Steucrstange kann derselbe sich so verstellen, daß der Abstand zwischen der Mittelebene des Schiebers 2 und der Längsachse der Steuerstange 3 sich verändern kann, daß entweder zwischen der Innenseite des Schiebers 2 und der Führungsfläche 15a ein Spielraum entsteht, in welchem Falle dann die Außenseite des Schiebers der dann als Führungsfläche dienenden. Innenseite 15b des Deckels 7 anliegt, oder daß zwischen der äußeren Seite des Schiebers 2 und dem oberen Ende der Steuerstange 3 ein Spielraum entsteht, in welch letzterem Falle dann die innere Seite des Schiebers 2 fest gegen die Führungsfläche 15a anliegt. In ersterem Falle wird durch den Schieber eine Durchbrechung 2.4 des Deckels 7 für die Steuerstange 3 und eine der Einlaß- oder Auslaßöffnungen 2o des Zylinders entsprechende Durchbrechung des Deckels gasdicht abgeschlossen und im letzteren Falle die Einlaß- bzw. Auslaßöffnung 2o des Zylinders. Diese freie Hin- und Herbewegung des Schiebers 2 nach zwei entgegengesetzten Richtungen, welche man gewissermaßen als ein taktmäßiges »Atmen« des Schiebers bezeichnen kann, wird nicht mechanisch, sondern durch die Druckdifferenzen im Zylinder erzeugt. Bei Überdruck im Zylinder entsteht die Stellung nach Abb. i, und bei Unterdruck liegen die Schieber den Führungsflächen 15a an. Zweckmäßig werden dabei die Steuerungsorgane die auf angetriebenen Achsen 12 sitzenden Nocken ii so anordnen, daß die Steuerbewegungen jeweils im Augenblick der kleinsten Druckdifferenz vorgehen, so daß neben Kleinhaltung der Schieber äußerst wenig Kraft zu ihrer Bewegung b nötig ist.On the outer jacket 15 of the cylinder x des provided with a water jacket 22 Explosion engine are inlet and outlet openings 2o and guide surfaces in these = 5a ground. Above this is a frame-like plate for each slide 2 6 (Fig. 6), which has a recess 6a of the shape of the slide 2 area swept during his tax movements. The plate 6 is a little thicker than the slide 2. To the outside, it is covered by a cover plate 7, which tightly screwed to the cylinder with bolts going through the plate 6 is, thus forming an all-round closed space in which the slide is both necessarily up and down in control direction a, but also freely back and forth in direction b can move forward. The slide 2 has a T-shape, (Fig. 1, 2, 6, 7, 8, 9, io) so he, kept thin, does not throw himself through the heating brought about by the gases, which would break the seal. In the Ausfüh approximately example according to Fig. 5 has for this purpose he only has an upper side arm. On the one facing the cylinder On the side it is provided with non-continuous recesses 21, the edges of which are 21a Stand at right angles to the side surfaces of the slide. Follow these recesses 2i the purpose of scraping solid impurities, such as condensates, from the guide surfaces and take in to clean the engine so that they seal and do not adversely affect the movement of the slide in direction b. The frame plate has bulges serving the same purpose. The inside i5b of the lid and the surface i5 #, of the cylinder, which alternately serve as guide surfaces for the slide 2 also have recesses to catch solid impurities. At the outside of the slide: z is a recess through an annular projection 17 18 created, in which loosely the upper, bent part of the control rod 3 as Means for positive control movement a of the slide engages. As a result of this loose connection between the slide and the control rod, the slide can be adjusted in such a way that that the distance between the central plane of the slide 2 and the longitudinal axis of the Control rod 3 can change that either between the inside of the slide 2 and the guide surface 15a creates a clearance, in which case then the outside of the slide then serving as a guide surface. Inside 15b of the lid 7 is applied, or that between the outer side of the slide 2 and the upper end the control rod 3 creates a margin, in which latter case then the inner Side of the slide 2 rests firmly against the guide surface 15a. In the former case is an opening 2.4 of the cover 7 for the control rod through the slide 3 and one of the inlet or outlet openings 2o of the cylinder corresponding opening of the lid sealed gas-tight and in the latter case the inlet or outlet opening 2o of the cylinder. This free to-and-fro movement of the slide 2 in two opposite directions Directions, which can be described as a rhythmic "breathing" of the slide is not generated mechanically, but rather through the pressure differences in the cylinder. If there is overpressure in the cylinder, the position shown in Fig. I is created, and if there is underpressure the slides lie against the guide surfaces 15a. The control organs are useful here arrange the cams ii seated on driven axles 12 so that the control movements proceed in each case at the moment of the smallest pressure difference, so that in addition to keeping it small the slide requires very little force to move it b.

Die Steuerstange 3 greift unten lose über einen Stift 8 einer zum übrigen Steuermechanismus gehörigen Stange io und ist in einer Büchse 5 lose geführt, welche mit ihrem oberen kegelförmigen Ende (Abb. i und q.) in eine ebenfalls kegelförmige Aussparung 13 eines Winkelstückes .4 eingreift, das am Zylinder starr befestigt ist. Mittels einer Feder 16, die einerends gegen einen Bund 5a der Büchse 5 preßt, anderends gegen einen an der Steuerstange 3 festen Bund 3a, wird die Büchse 5 von unten fest in ihr Lager 13, ,¢ eingepreßt. Dieses hat einen seitlichen Schlitz 1q., welcher dem Durchmesser der Stange 3 entspricht. Hierdurch ist es möglich, mit einer geeigneten Zange die Stange 3 unten vom Stift 8 abzuheben und nun, da sie ja auch oben bei i5 nur lose seitlich eingreift, seitlich mit Büchse 5 und Feder 16 herauszuziehen, so daß man nach Abnehmung des Deckels 7 leicht die Schieber 2 herausnehmen kann. Zur seitlichen Abnehmung der Stange 3 sind aber keinerlei Verschraubungen o. dgl. zu lösen, wie dies bei bisherigen Konstruktionen nötig wa-.The control rod 3 engages loosely at the bottom via a pin 8 for a remaining control mechanism belonging rod io and is loosely guided in a sleeve 5, which with its upper conical end (Fig. i and q.) into a likewise conical Recess 13 of an elbow .4 engages, which is rigidly attached to the cylinder is. By means of a spring 16 which presses one end against a collar 5a of the sleeve 5, on the other hand against a fixed collar 3a on the control rod 3, the bushing 5 of firmly pressed into their bearing 13,, ¢ at the bottom. This has a side slot 1q., which corresponds to the diameter of the rod 3. This makes it possible to use a suitable pliers to lift the rod 3 down from the pin 8 and now that they are too above at i5 only loosely engages laterally, pull out laterally with bushing 5 and spring 16, so that you can easily remove the slide 2 after removing the cover 7. For the lateral removal of the rod 3, however, no screw connections or the like are required. to solve, as was necessary in previous designs.

Das bisher beschriebene Ausführungsbeispiel weist von jeder Seite des Zylinders je nur eine Einlaß- bzw. Auslaßöffnung vor. Versuche ergaben aber, daß die Anordnung von je zwei Einlaß- und Auslaßöffnungen übereinander sich vorteilhaft bewährt. Hierzu ist der Schieber 2 dann als Doppelschieber ausgebildet und hat, wie in Abb. io erkennbar ist, einen durchgehenden Schlitz 25, wodurch zwei steuernde Querbalken 23 und 2¢ gebildet sind, so daß derselbe Schieber gleichzeitig die beiden übereinanderliegenden Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen steuert.The embodiment described so far points from each side of the cylinder before only one inlet or outlet port. However, attempts have shown that the arrangement of two inlet and outlet openings one above the other themselves proven advantageous. For this purpose, the slide 2 is then designed as a double slide and has, as can be seen in Fig. 10, a continuous slot 25, whereby two controlling crossbars 23 and 2 ¢ are formed so that the same slide simultaneously controls the two superimposed inlet and outlet openings.

jahrelange praktische Versuche mit einem Automobilmotor mit frei »atmenden« Schiebern nach vorliegender Erfindung ergaben, daß dieselben ohne jede Ölung arbeiten und mit einer so geringen Reibung, daß die Abnutzung auf ein prakti#,ch nicht in Betracht kommendes Minimum beschränkt ist. Auf den Laufflächen hat sich Hochglanzpolitur gebildet. Die Dichtung erfolgte ohne Federn und mechanische Hilfsmittel beiderseits, und der Lauf des Motors war des Schwebens der Schieber wegen äußerst leicht. Auch ermöglichen die Kleinheit und Leichtigkeit des Schiebers die Schwebekonstruktion.years of practical experiments with an automobile engine with freely "breathing" Slides according to the present invention showed that the same work without any oiling and with such a low friction that the wear and tear on a practical level is not in The minimum to be considered is limited. There is a high-gloss polish on the treads educated. The seal was made without springs and mechanical aids on both sides, and the running of the motor was extremely easy because of the levitation of the slides. Even the smallness and lightness of the slide allow the floating construction.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Control of piston engines, ins; special internal combustion engines, with the help of one or more forcibly moved flat slides, characterized in that the pressure differences occurring in the cylinder give each slide (2) a second movement (b) directed transversely to its compulsory control movement (a) and, through the latter, free, Lateral to-and-fro movement (b) of the slide creates a seal on the one of the two surfaces of the slide, which serves alternately as a running surface.

2. Control according to claim 1, characterized in that the control movements each at the moment of the smallest pressure difference to be made to the free, lateral To facilitate rocking of the slide back and forth.

3. Control according to claim r, characterized in that each slide (2) between two guide surfaces (15a and 15b) in an all-round closed space (6a), at least essentially parallel remaining to the guide surfaces, transverse to the direction of its compulsory steering movement (A) is arranged to be freely movable to and fro.

4 .. Control according to claim 3, characterized characterized in that alternately during operation on one side of the Slider, between this and the guide surface (15a) for the same, a margin can form and on the other side of the slide a clearance between this and the means (3) there for forcibly controlling the slide are formed can.

5. Control according to claim 4, characterized in that each slide a control rod (3) with a cross piece loosely in a recess (18) on the slide engages so that the distance between the center plane of the slide and the axis the control rod can change during operation without interrupting the compulsory drive of the slide.

6. Control according to claim 3, characterized in that of the guide surface (1s ") on the cylinder and the side (23) of the slide facing it, at least one surface (15a or 23) is provided with recesses (21), the edges of which (21a ) are at right angles to the surface, to collect solid impurities. Control according to claim 4, characterized in that a frame-like plate (6) is arranged to form the closed space between the guide surface (15a) on the cylinder and a cover plate (7), which a Has recess (6a) in the form of the surface swept by the slide (?) And is somewhat thicker than the slide, so that it allows the slide it encompasses its two different movements (a and b) . B. Control according to claim 7, characterized characterized in that the recess (6a) has lateral bulges (1g) for catching solid impurities.g.Control according to claim 5, characterized in that the control rod (3) at the bottom with the rest of the mecha nism (io) is loosely connected and engages in a laterally open guide (14) so that it can be removed from the side, since it also loosely engages the slide, without the release of fasteners. 1o. Control according to Claim 3 with a double slide, characterized in that the double slide has two transverse arms (23, 24) with which it controls two inlet and outlet openings located one above the other at the same time. 1i. Control according to Claim 3, characterized in that the slide is T-shaped in order to prevent warping due to hot gases despite being kept thin.