DE452641C

DE452641C - Valve drive with switched on epicyclic gear transmission for internal combustion engines

Info

Publication number: DE452641C
Application number: DEB122932D
Authority: DE
Original assignee: Bristol Aeroplane Co Ltd
Current assignee: Bristol Aeroplane Co Ltd
Publication date: 1927-11-15

Description

Ventilantrieb mit eingeschaltetem epizyklischen Zahnrädergetriebe für Brennkraftmaschinen. Vorliegende Erfindung hat zum Ziel, den Ventilantrieb so auszubilden, daß man die Zeitpunkte des Ventilspieles und dadurch die Maschinenleistung ändern kann. Das ist besonders bei Flugmotoren vorteilhaft. Die von der Verbrennungskraftmaschine entwickelte Leistung sinkt nämlich mit dem Luftdruck, wenn das Flugzeug größere Höhen erreicht. Dieses Abfallen der Leistung läßt sich dadurch vermeiden, daß man der Maschine ein höheres Kompressionsverhältnis erteilt, als es für den Betrieb zu ebener Erde zweckmäßig ist, und die Zeitpunkte des Ventilspieles verstellbar macht. Man kann dann nämlich die durch die Maschine zu ebener Erde entwickelte Energie so weit vermindern, daß die Maschine trotz des hohen Kompressionsverhältnisses nicht überbeansprucht wird. Stellt man dann die Zeitpunkte des Ventilspieles in größeren Höhen wieder entsprechend ein, so kommt das hohe Kompressionsverhältnis zur vollen Geltung, so daß die Höchstleistung, deren die Maschine fähig ist, entwickelt wird.Valve drive with activated epicyclic gear drive for internal combustion engines. The present invention has for its object, the valve drive so train that one can determine the timing of the valve clearance and thereby the machine performance can change. This is particularly advantageous with aircraft engines. The one from the internal combustion engine Developed power namely decreases with the air pressure when the aircraft is larger Heights reached. This drop in performance can be avoided by the machine is given a higher compression ratio than is required for operation at ground level is appropriate, and the timing of the valve clearance is adjustable power. You can then use the energy developed by the machine on the ground reduce so much that the machine does not, in spite of the high compression ratio being overused. If one then sets the times of the valve clearance in larger ones The highs increase accordingly, so the high compression ratio comes to the full Validity, so that the maximum performance that the machine is capable of is developed.

Der Erfindungszweck wird durch eine Abänderung des in der Patentschrift 376659 beschriebenen Ventilantriebes erreicht, welche darin besteht, daß der normal feststehende, innen verzahnte Getriebeteil des epizyklischen Rädergetriebes in der für Vorrichtungen zum Verstellen des Zündzeitpunktes bekannten Weise drehbar gemacht und mit einer Einstellvorrichtung ausgerüstet wird, welche es ermöglicht, dem Zahnkranz nach Belieben eine Drehbewegung auf seinem Träger zu erteilen, um die Winkelstellung der Nockentrommel zur Kurbelwelle und damit die Ventilbetätigungszeiten zu ändern.The purpose of the invention is achieved by a modification of the valve drive described in patent 376659 , which consists in making the normally fixed, internally toothed gear part of the epicyclic gear train rotatable in the manner known for devices for adjusting the ignition timing and equipped with an adjusting device, which it enables the ring gear to rotate as desired on its carrier in order to change the angular position of the cam drum in relation to the crankshaft and thus the valve actuation times.

Die Erfindung ist auf der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch Kurbelwelle mit Getriebe für die Ventilnocken, Abb. 2 eine zur Abb. i gehörige Seitenansicht, teilweise im Schnitt, Abb. 3 den zu Abb. 2 gehörigen Grundriß, Abb. ¢ in einer Stirnansicht, teilweise im Schnitt, eine Einzelheit einer abgeänderten Ausführungsform, Abb. 5 den zur Abb. 4 gehörigen Grundriß, Abb. 6 den Längsschnitt der in Abb. 4 dargestellten Teile.The invention is illustrated on the accompanying drawing, namely Fig. i shows a longitudinal section through the crankshaft with gear for the Valve cam, Fig. 2 a side view belonging to Fig. I, partly in section, Fig. 3 the plan belonging to Fig. 2, Fig. ¢ in a front view, partially in section, a detail of a modified embodiment, Fig. 5 that of Fig. 4 corresponding plan, Fig. 6 the longitudinal section of the parts shown in Fig. 4.

Die umlaufende Kurbelwelle io der Maschine sitzt in dem ortsfesten Kurbelgehäuse i i (Abb. i bis 3) und trägt ein mit ihr umlaufendes Exzenter 12. Auf diesem sitzt drehbar eine Hülse 13 zur Aufnahme eines Getrieberades 14 einerseits und eines Rades 15 mit Innenverzahnung anderseits. Das letztgenannte kämrpt mit einem Zahnrad 16, das auf der Kurbelwelle io drehbar gelagert und an einem trommelartigen Gehäuse 17 durch Bolzen befestigt ist. Die Antriebsnocken 18 für die Ein- und Auslaßventile der Maschine 'sitzen auf dem äußeren Umfange dieser Trommel i7. ' Das Getrieberad 14 kämmt mit einem innen verzahnten Rad i g, das gemäß obengenanntem Patent ortsfest auf dem Kurbelgehäuse I I sitzt.The rotating crankshaft of the machine sits in the stationary one Crankcase i i (Fig. I to 3) and carries an eccentric 12 rotating with it. A sleeve 13 for receiving a gear wheel 14 is rotatably seated on this on the one hand and a wheel 15 with internal teeth on the other hand. The latter competes with a gear 16 which is rotatably mounted on the crankshaft io and on a drum-like Housing 17 is fastened by bolts. The drive cams 18 for the inlet and outlet valves the machine 'sit on the outer circumference of this drum i7. 'The gear wheel 14 meshes with an internally toothed wheel i g, which is stationary according to the above-mentioned patent sits on the crankcase I I.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist dieses Zahnrad i9 einstellbar, und zwar um die Kurbelwellenachse, zu der es konzentrisch liegt, leicht drehbar. Trotzdem bleibt ies beim normalen Gange des Getriebes ortsfest, um ein ortsfestes Sonnenrad zu bilden, mit dem das eine Planetenbewegung ausführende Getrieberad 14 kämmt.According to the present invention, this gear i9 is adjustable, namely around the crankshaft axis, to which it is concentric, easily rotatable. In spite of this, it remains stationary during the normal course of the transmission, around a stationary one To form the sun gear with which the gear wheel 14 executing a planetary motion combs.

Solange, als das Zahnrad i9 ortsfest bleibt, bestimmt das doppelte Planetengetriebe ig, 14, 15, 16 die gegenseitige Winkelstellung zwischen der Kurbelwelle io und dem Nocken 18. Wird aber dem Zahnrad i9 eine Drehbewegung erteilt, ändert sich hierdurch diese gegenseitige Winkellage. Bei Flugzeugmaschinen wird die Bewegung der Nockenscheibe vorübergehend verzögert, so daß zu ebener Erde die Einlaßventile später schließen.As long as the gear wheel i9 remains stationary, the double planetary gear ig, 14, 1 5, 1 6 determines the mutual angular position between the crankshaft io and the cam 18. However, if the gear wheel i9 is given a rotary movement, this mutual angular position changes as a result. In aircraft engines, the movement of the cam disk is temporarily delayed, so that the inlet valves close later on level ground.

Nach Erreichen größerer Höhen wird die Nockenscheibe gegenüber der Kurbelwelle vorgerückt, so daß das Schließen der Einlaßventile früher erfolgt, bis bei der größten Vorwärtsverstellung das volle Kompressionsverhältnis der Maschine zur Geltung kommt und die Maschinenleistung am größten wird. Praktisch kann man die Einlaßnocken so weit verzögern, daß die Maschine zu ebener Erde etwa 8o Prozent ihrer gewöhnlichen Vollleistung entwickelt. In einer Höhe von etwa 2ooo m wird bei voller Ausnutzung des Kompressionsverhältnisses die gleiche Leistung erzielt. Der Leistungsabfall mit zunehmender Höhe fällt also fort, und die entwickelte Leistung ist die Höchstleistung, für die die Maschine berechnet ist.After reaching greater heights, the cam disc is opposite the Crankshaft advanced so that the intake valves close earlier, until the full compression ratio of the machine for the largest forward adjustment comes into its own and the machine performance is greatest. Practically you can retard the inlet cams so far that the engine is about 80 percent on the ground their usual full performance. At a height of about 2,000 m, at full utilization of the compression ratio achieves the same performance. Of the The decrease in performance with increasing altitude therefore disappears, and the performance developed is the maximum performance for which the machine is designed.

Die Stelleinrichtung für die Winkellage des Zahnrades i9 wird aus Abb. z ersichtlich. Das Zahnrad 19 ist in einem Lager 31 auf dem Kurbelgehäuse geführt. An gegenüberliegenden Stellen seines Umfanges trägt es zwei Schneckenverzahnungen 2o. Die Anordnung zweier solcher Verzahnungen bezweckt, die auf das Zahnrad einwirkenden Kräfte zur Erzielung einer leichten Verstellbarkeit ins Gleichgewicht zu bringen. Um diese Verzahnungen zugänglich zu machen, hat das Lager 31 Aussparungen. Die Verzahnungen zo stehen mit Schnecken 21 auf Wellen 22, 23 in Eingriff, die in passenden Lagern 24 auf dem Kurbelgehäuse der Maschine drehbar gelagert sind. Die Winkelverstellung der Schnecken 2i erfolgt durch ihre Wellen z2 und 23 mittels Armen 25, 26, die an eine Zugstange 27 angeschlossen sind. Die Arme 25 und 26 nehmen eine solche gegenseitige Stellung ein, daß die Wellen 2z und 23 in der zum Antrieb des Zahnrades i 9 durch seine Schnecken geeigneten Richtung gedreht werden.The setting device for the angular position of the gear wheel i9 is shown in Fig. Z. The gear 19 is guided in a bearing 31 on the crankcase. At opposite points on its circumference it has two worm gears 2o. The purpose of the arrangement of two such toothings is to bring the forces acting on the gearwheel into balance in order to achieve easy adjustability. In order to make these teeth accessible, the bearing 31 has recesses. The teeth zo are in engagement with worms 21 on shafts 22, 23 which are rotatably mounted in suitable bearings 24 on the crankcase of the machine. The angular adjustment of the screws 2i takes place through their shafts z2 and 23 by means of arms 25, 26 which are connected to a tie rod 27. The arms 25 and 26 occupy such a mutual position that the shafts 2z and 23 are rotated in the direction suitable for driving the gear wheel i 9 by its worms.

Die Welle 23 ist mit einem zweiten Arm 28 durch eine Lasche 29 an einen Hebel 3o angeschlossen, der seinerseits irgendwie mit einem Antriebshebel am Platz des Flugzeugführers gekuppelt ist. Durch Schwenken des im Führerstand befindlichen Hebels wird der Hebel 30 geschwenkt und diese Bewegung durch Lasche 29 auf die Wellen 23 und 22 übertragen. Auf diese Weise läßt sich das Zahnrad i9, auch während die Maschine läuft, leicht verstellen. In den Abb. ¢, 5 und 6 ist eine etwas abgeänderte Ausführungsform dargestellt. Die Verstellung des Zahnrades i 9 erfolgt hier, statt durch ein Schneckengetriebe, durch folgende Einrichtung: An einem Punkt seines Umfanges trägt das Zahnrad i9 einen radial hervorragenden Lagerbock 32, an dem mittels eines Stiftes 33 ein Arm 34 auf einer Spindel 3 5 angreift. Dieser Spindel kann in ihren Lagern 36 auf dem Kurbelgehäuse i i eine leichte Drehbewegung erteilt werden. Die Anordnung ist so getroffen, daß hierdurch dem Zahnrad i 9 die erforderliche leichte Verstellung erteilt wird. Die Spindel 35 ist irgendwie, z. B. durch den auf ihr befestigten Hebel 37, mit dem Steuerhebel im Führerstand verbunden.The shaft 23 is connected with a second arm 28 through a bracket 29 to a lever 3o which in turn is somehow coupled to a drive lever at the pilot's seat. By pivoting the lever located in the driver's cab, the lever 30 is pivoted and this movement is transmitted to the shafts 23 and 22 through the tab 29. In this way the gear wheel i9 can be easily adjusted even while the machine is running. In Figs. ¢, 5 and 6, a slightly modified embodiment is shown. The gear wheel i 9 is adjusted here, instead of by a worm gear, by the following device: At one point on its circumference, the gear wheel i9 carries a radially protruding bearing block 32 on which an arm 34 engages on a spindle 35 by means of a pin 33. This spindle can be given a slight rotational movement in its bearings 36 on the crankcase ii. The arrangement is such that the gear wheel i 9 is given the necessary slight adjustment. The spindle 35 is somehow, e.g. B. by the lever 37 attached to it, connected to the control lever in the driver's cab.

Zur Begrenzung der Winkelverstellung des Zahnrades i 9 können verstellbare Anschläge vorgesehen werden, beispielsweise Bolzen 38 am Kurbelgehäuse oder einem daran sitzenden Teil (Abb.4). Die Bolzen dienen dem obengenannten Lagerbock 32 oder einem anderen am Zahnrad i 9 sitzenden Teil als Anschlag.To limit the angular adjustment of the gear i 9 can be adjustable Stops are provided, for example bolts 38 on the crankcase or a part sitting on it (Fig.4). The bolts serve the aforementioned bearing block 32 or another part sitting on the gear i 9 as a stop.

Um die Verstellung des Zahnrades zu erleichtern, wird das Zapfenlager 36 vorzugsweise als Exzenter ausgebildet, also sein zylindrischer Umfang exzentrisch gegenüber der Bohrung zur Aufnahme der- Spindel 35 abgedreht. Bei dieser Bauart kann die Stellung des Zahnrades, die es anfänglich zunächst entsprechend den erforderlichen Zeiten des Ventilspiels einnehmen soll, eingestellt werden. Dem Zapfenlager 36 und der Spindel 3 5 kann dann die passendste Winkelstellung gegeben werden, in der der Stift 33 dem Zahnrad i 9 die erforderliche Verstellung erteilen kann. Ist das Zapfenlager 36 eingestellt, so wird es in seiner Lage verriegelt, und die Verstellung erfolgt durch Drehen der Spindel 3 5 im Zapfenlager.To facilitate the adjustment of the gear, the journal bearing 36 is preferably designed as an eccentric, that is, its cylindrical circumference is eccentric turned off with respect to the bore for receiving the spindle 35. With this type of construction can adjust the position of the gear initially according to the required Times of the valve clearance should be set. The journal bearing 36 and the spindle 3 5 can then be given the most suitable angular position in which the Pin 33 can give the gear wheel i 9 the necessary adjustment. Is the journal bearing 36 is set, it is locked in its position and the adjustment takes place by turning the spindle 3 5 in the journal bearing.

Claims

PATENT CLAIM: Valve drive with activated epicyclic gear drive for internal combustion engines, characterized in that of the two gear rims, which are connected to common rotation and on an eccentric pin (12) Engaging rotating gears (14, 15), the normally fixed, with internal teeth (19) is equipped with an adjustment device which allows to adjust it as desired by rotating it on its carrier.