DE457918C - Ringschiebersteuerung fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Ringschiebersteuerung fuer Brennkraftmaschinen

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DE457918C
DE457918C DES79646D DES0079646D DE457918C DE 457918 C DE457918 C DE 457918C DE S79646 D DES79646 D DE S79646D DE S0079646 D DES0079646 D DE S0079646D DE 457918 C DE457918 C DE 457918C
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ring
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DES79646D
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J ROBERT KELLER
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L7/00Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements
    • F01L7/02Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves
    • F01L7/04Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves surrounding working cylinder or piston

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Description

  • Ringschiebersteuerung für Brennkraftmaschinen. Die Erfindung betrifft eine Ringschiebersteuerung für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen mit sternförmig angeordneten kreisenden oder ruhenden Zylindern. Zylinder und Ringschieber erfahren periodisch eine derartige Relativbewegung, daß die öffnungen des Schiebers mit den entsprechenden öffnungen der Zylinder zu den den Takten bzw. Perioden entsprechenden Zeitpunkten in Deckung kommen. In der Saug-und Auspuffperiode deckt sich also je eine Offnung des Ringschiebers mit der dem Takte entsprechenden Öffnung eines Zylinders, wogegen während des Kompressionshubes und der Explosion die Zylinderöffnung durch volle Teile des Ringschiebers verdeckt wird.
  • Ringschieber und Zylinder müssen möglichst vollkommen abgedichtet sein. Bisher ist eine vollständig zufriedenstellendeLösung dieser Aufgabe nicht gelungen. Die Erfindung betrifft in erster Reihe die Vervollkommnung der Abdichtung der Zylinder bzw. des Schiebers. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Zylinderöffnungen mit nachgiebigen Dichtungsbüchsen ausgerüstet und diese mit regelbarem Druck an den Steuerungsring gedrückt werden, ferner dadurch, claß zwischen den einzelnen Zylindern nachgiebige Schuhe zur Abdichtung des Ringschiebers angeordnet werden. Zur weiteren Vervollkommnung der Abdichtung werden die mit dem Ringschieber in Berührung stehenden Flächen der Dichtungsbüchsen und der Schuhe sphärisch gestaltet. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der den gleitenden Dichtungsnuten zu gebende Flächendruck dadurch geregelt, daß die Schuhe an einem regelbaren Hebelgestänge angebracht werden. -Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der gemäß der Erfindung ausgebildeten Brennkraftmaschine.
  • Abb. z veranschaulicht einen senkrechten Schnitt durch einen der Zylinder der Maschine nebst der Gemisclizufubr und den Steuerungsteilen.
  • Abb. z zeigt in kleinerem Maßstabe in Seitenansicht die Anordnung der Zylinder der 1Iaschine nebst der Auswuchtung der die Abdichtung des Ringschiebers sichernden beweglichen Schuhe.
  • Abb. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Abb. z und zeigt die Ausbildung des Zylinderkopfes und der Ringschieberdichtung. In Abb. 4 und .Ia sind in ähnlichen Schnitten weitere Ausführungsformen der Ringschieberdichtung dargestellt.
  • Abb. 5 und 6 veranschaulichen die Anordnung der an den vollen Teilen des Ringschiebers angebrachten I,'-ühlrippen in senkrechtem Schnitt und in Grundriß, während die Abb. 7 und 8 ähnliche Darstellungen der die Auspufföffnung des Ringschiebers verdeckenden Rippen sind.
  • Die im Ausführungsbeispiel schematisch dargestellte Brennkraftmaschine ist in bekannter Weise mit mehreren sternförmig angeordneten Zylindern i versehen (Abb. i und 2), die um die ortsfeste Hauptwelle 2 kreisen. Die Steuerung erfolgt durch einen Ringschieber 3, der bei der dargestellten Ausführungsform gleichfalls drehbar angeordnet ist und sich in gleichem Sinne wie die Zylinder i dreht. Der Ringschieber steht durch Speichen 4 mit dem geschlossenen Getriebegehäuse. 5 der Maschine in fester Verbindung. Die angetriebene Welle 6 steht mit den Zylindern i in fester Verbindung, so daß sie direkten Antrieb erhält.
  • Zwischen der Umdrehungszahl des Ringschiebers 3 und jener der Zylinder i -besteht ein festes Verhältnis, welches von der Zylinderzahl und von der Zahl der Perioden abhängt. Durch die Wahl dieses Verhältnisses wird gesichert, daß die vollen Teile sowie-die Öffnungen des Ringschiebers 3 (von welchen nur die Saugöffnung 7 in Abb. z dargestellt ist) stets entsprechend den Takten mit den entsprechenden Öffnungen der Zylinder i in den entsprechenden Zeitpunkten zur Deckung gelangen.
  • Zu diesem Zweck muß zwischen das mit dem Ringschieber 3 fest verbundene Getriebegehäuse 5 und die Zylinder i ein entsprechendes Getriebe eingeschaltet werden. Das Getriebegehäuse 5 ist mit einer Innenverzahnung 8 versehen, auf welcher ein lose gelagertes Zahnrad 9 rollt. Dieses Zahnrad steht mit einem weiteren Zahnrad io in Eingriff, dessen Welle i i in der mit der angetriebenen Welle 6 und mit den Zylindern i fest verbundenen Wand 12 gelagert ist. Auf der Welle i i sitzt ein größeres Zahnrad 13, welches auf dem auf der ortsfesten Welle-2 angebrachten Ritzel 14 abrollt. Das übersetzungsverhältnis des Getriebes 8, 9, io, i3, 14 ist den obigen Bedingungen entsprechend zu wählen.
  • Bei der beispielsweise dargestellten Ausführungsform der Ringschiebersteuerung besitzt jeder Zylinder i eine einzige im Zylinderkopf liegende Öffnung 15. Diese Öffnung ist in einem besonderen Halsteil 16 (Abb. i und 3) ausgebildet, der gleichzeitig die Mittel zur Abdichtung des Ringschiebers 3 enthält. Bei den in Abb. 1, 3, :1 und .4a dargestellten Ausführungsformen dient zur Abdichtung des Ringschiebers 3 ein besonderer Dichtungsring 17, der im Halsteil 16 lose verschiebbar gelagert ist, und gemäß der Erfindung wird der Druck, mit welchem der Dichtungsring 17 an den Ringschieber 3 gepreßt wird, regelbar gestaltet.
  • Dies wird bei der Ausführungsform nach Abb. i und 3 dadurch erzielt, daß der Dichtungsring 17 in einer gegen den Zylinderraum abgeschlossenen ringförmigen Führung 18 des Halsteiles 16 gleitet und durch eine Feder i9 abgestützt ist, deren Spannung je nach Bedarf geregelt werden kann.
  • Abb. q. veranschaulicht eine Variante dieser Dichtungsart, wobei der Dichtungsring 17 an seinem inneren Umfange an beiden Enden konische Flächen 2o aufweist. Auf den Dichtungsring 17 wirkt daher ein Druck, dessen Größe durch die Differenz der gegen das Zylinderinnere fallenden vollen Projektion x und der dem Ringschieber zugewandten Projektion v des konischen Teiles des Dichtungsringes bestimmt wird und durch Wahl der Neigung der Schrägflächen 2o den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden kann.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Abb. q.a ist außer dem innerhalb des Halsteiles 16 angeordneten verschiebbaren Dichtungsring 17 auch an dem äußeren Umfange des Halsteiles 16 ein weiterer Dichtungsring 17a angeordnet, der ebenfalls am Halsteil 16 lose gleitbar gelagert ist und gleichfalls mit regelbarem Druck an den Ringschieber 3 gepreßt wird. Bei der beispielsweise dargestellten Ausführungsform wird dieser regelbare Druck durch eine Flachfeder iga erzeugt, die mit einem Ende an den nachfolgend ausführlich zu beschreibenden Schuhen 21 befestigt ist und sich mit ihrem anderen Ende an den unteren Rand des Dichtungsringes 17a anlegt. Durch diese Anordnung wird eine noch vollkommenere Abdichtung erzielt.
  • Der regelbare Anpressungsdruck kann auch in anderer Weise, z. B. durch Spiralfedern, erzielt werden: Die Versuche des Erfinders haben erwiesen, daß die axiale Verschiehbarkeit des Dichtungsringes 17 zur Erreichung einer vollständigen Abdichtung nicht ausreicht, denn es ist erforderlich, daß der Dichtungsring auch eine Beweglichkeit in der Umfangsrichtung besitzt. Zu diesem Zweck werden erfindungsgemäß die miteinander in Berührung stehenden Flächen des Dichtungsringes 17 und des Ringschiebers 3 sphärisch ausgebildet (Abb. i), wodurch erreicht wird, daß sich der Dichtungsring 17 nach allen Richtungen, also nicht nur infolge der beschriebenen Verschiebbarkeit axial, sondern auch in Umfangsrichtung, durch Verdrehung um seine Längsachse, einstellen kann.
  • Die Verdrehung des Dichtungsringes 17 in der Umfangsrichtung kann noch dadurch gefördert werden, daß am inneren Umfange desselben schräg gestellte Flügel 17b angebracht werden. Durch diese Flügel wird der Dichtungsring während der Saug- und Auspuffperiode in Umdrehung in wechselnder Richtung versetzt, wodurch auch die Abnützung des Dichtungsringes vermindert und seine Lebensdauer erhöht wird.
  • Der Ringschieber 3 muß nicht nur bei, sonclern auch zwischen den Zylindern abgedichtet werden. Gemäß der Erfindung dienen zu diesem Zweck frei verschiebbar gelagerte Schuhe 21 (Abb. i bis 3), «-elche mit ihren zylin-<Irischen Fortsä tzen 22 die Halsteile 16 von außen umfassen und dadurch auf letzteren geführt sind. Die Schuhe 21 bilden in ihrer Gesamtheit eine geschlossene Ringfläche und werden durch die Zentrifugalkraft an den Ringschieber 3 gedrückt. Es hat sich aber gezeigt, daß, wenn man die Schuhe 21 allein der Zentrifugalkraft überläßt, der Anpressungsdruck nicht immer gleichmäßig ist und nicht unter allen Umständen den jeweiligen Arbeitsbedingungen der Maschine entspricht. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, den Anpressungsdruck der Schuhe 21 regelbar zu gestalten.
  • Abb. 2 zeigt in einem Ausführungsbeispiel eine Art dieser Regelung. Am Zylindergestell 23 sind Stützen 2.1 fest angebracht. Die Schuhe 21 sind mit je zwei Lagern 25 versehen, in «-elchen Lenker 26 lose drehbar gelagert sind. An die freien Enden dieser Lenker sind Arme 27 angelenkt, die an den freien Enden der Stützen 2d. drehbar gelagert sind und einstellbare Gewichte 28 tragen.
  • Durch die Wahl der Länge der Arrne z7 und der Größe bzw. der Entfernung der Gewichte 28 vom Drehpunkt der Arme 27 kann der Anpressungsdruck der Schuhe 21 leicht den jeweiligen Verhältnissen entsprechend geregelt werden.
  • Die mit dem Ringschieber 3 in Berührung stehenden Flächen der Schuhe 21 sind gleichfalls sphärisch gestaltet.
  • Das Explosionsgemisch wird der Saugöffnung ; des Ringschiebers durch die hohle 1laschinenwelle zugeführt. Das Gemisch tritt aus der Welle in das geschlossene Kurbelwellengehäuse und wird durch einen im Kreise angeordneten trogartigen Stutzen 29 (Abb. i ) sowie durch Saugrohre 3o der Saugöffnung ,7 zugeführt. Die Saugrohre 30 sind an entsprechend ausgeschnittenen Speichen 4. des Ringschiebers 3 befestigt.
  • Der Ringschieber 3 erfährt -schon durch seine Umdrehung eine gewisse Kühlung, es ist aber zweckmäßig, an den vollen Teilen desselben noch besondere Kühlrippen anzubringen. Abb.5 und 6 zeigen beispielsweise eine zweckmäßige Anordnung dieser Kühlung. An der äußeren Fläche des Ringschiebers 3 sind Kühlrippen 31 ausgebildet oder als besondere Stücke befestigt. Erfindungsgemäß sind diese Rippen schaufelförmig ausgebildet (Abb.6), und zwar derart, claß sich zwischen je zwei Rippen Führungskanäle 32 für die Luft bilden. Der Ringschieber 3 dreht sich in der Richtung der Pfeile 33, wodurch die Luft an der äußeren Seite in der Richtung des Pfeile. 35 angesaugt und an der inneren Seite in der Richtung des Pfeiles 3.1 herausgedrückt wird. Es findet also ein fortwährender Luftaustausch statt, durch welchen die Kühlung wesentlich erhöht wird.
  • Abb. 7 und 8 zeigen eine c-,rt des Abschlusses der Auspufföffnungen des Ringschiebers 3. Gemäß der Erfindung «-erden an den Auspufföffnungen Verschlußkörper 36 angebracht. Diese Körper bilden rechteckige Rahmen, deren Öffnung 37 der Auspufföffnung des Ringschiebers entspricht. Innerhalt> des Rahmens sind Schaufeln 38 angebracht, welche entgegen der Umdrehungsrichtung des Ringschiebers 3 (Pfeil 33) gebogen sind. Während der Umdrehung des Ringschiebers entsteht durch die Anordnung der Schaufeln 38 eine Saugwirkung, welche die Entfernung der Abgase unt-erstützt; und gleichzeitig wird auf die Schaufeln ein Druck in der Umdrehungsrichtung des Ringschiebers ausgeübt, welcher für die Drehung des Schiebers förderlich ist.
  • Selbstverständlich können die Rippen 38 auch unmittelbar in der Auspufföffnung de3 Ringschiebers 3 angeordnet sein.
  • Vorstehend wurde als Ausführungsbeispiel eine Ringschiebersteuerung für eine Gemischmaschine beschrieben. Es ist aber ohne weiteres klar, daß die beschriebenen Anordnungen auch bei Dieselmaschinen o. dgl. Verwendung finden können. Dazu ist keine Änderung des Erfindungsgedankens erforderlich, sondern es genügt, die bauliche Ausbildung entsprechend dem Arbeitsprinzip der jeweiligen Maschine zu treffen.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Ringschiebersteuerung für Brennkraftmaschinen mit umlaufenden und stehenden Zylindern in Sternanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander in Berührung stehenden Flächen des Ringschiebers (3) und der in den Zylinderöffnungen angeordneten Dichtungskörper (17) sphärisch ausgebildet sind, wobei die Dichtungskörper (17) in Führungen des die Zylinderöffnungen umgebenden Zylinderkörpers gleitbar angeordnet sind.
  2. 2. Ringschieberdichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der gegebenenfalls federnd unterstützte Dichtungskörper (17) an den dem Ringschieber und dem Zylinderinneren zugewandten Seiten konische Flächen (2o) besitzt, wobei durch die Wahl des Neigungswinkels der Anpressungsdruck der Dichtungskörper geregelt werden kann.
  3. 3. Ringschieberdichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch Dichtungskörper (17a), welche an der Außenseite des Zylinderhalses (16) gleitbar gelagert sind und mit einem regelbaren Druck (Federn 1911) an den Ringschieber (3) gepreßt werden. .
  4. 4. Ringschieberdichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch Flügel (17b), welche an der Innenwand der Dichtungskörper (17) angebracht sind und die Dichtungskörper beim Saug- und Auspufftakt in wechselweise Umdrehung versetzen.
  5. 5. Ringschieberdichtung nach Anspruch 1 bis q., dadurch gekennzeichnet, daB am Zylinderkopf lose geführte Schuhe (21) durch die Zentrifugalkraft an den Ringschieber gedrückt werden und die miteinander in Berührung stehenden Flächen des Ringschiebers (3) und der Schuhe (21) sphärisch ausgebildet sind.
  6. 6. Ringschieberdichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuhe (21) mit einem am Zylinderkörper drehbar gelagerten belasteten Gestänge verbunden sind, um den Anpressungsdruck der Schuhe an den Ringschieber regeln zu können.
  7. 7. Ringschieberdichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den vollen Teilen des Ringschiebers schaufelförmig ausgebildete Kühlrippen angebracht sind. B.
  8. Ringschieberdichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in oder an den Auspufföffnungen des Ringschiebers Schaufeln angeordnet sind, deren Neigung der Umdrehungsrichtung des Ringschiebers entgegengesetzt ist.
  9. 9. Ringschieberdichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der hohlen Maschinenwelle in das geschlossene Kurbelwellengehäuse tretende Gemisch durch einen ringförmigen Trog (29) den Saugrohren (30) und durch diese der Saugöffnung (7) des Ringschiebers (3) zugeführt wird.
DES79646D 1926-10-04 1927-05-10 Ringschiebersteuerung fuer Brennkraftmaschinen Expired DE457918C (de)

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