-
Steuerungsgetriebe für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich
auf einen Steuerungsmechanismus, der für ein- und mehrzylindrige Maschinen, insbesondere
Explosions- und andere Verbrennungsmotoren, bestimmt ist, deren Zylinder
V-, W- oder sternförmig angeordnet sind. .
-
Bei den bekannten Maschinen dieser Art, besonders bei Motoren mit
sternförmig angeordneten Zylindern, hat man für die Steuerung umständliche Vorrichtungen
anwenden müssen, die sich aus zahlreichen Teilen zusammensetzen und großen Raum
in Anspruch nehmen. Diese Vorrichtungen sind auch schwer herzustellen, anzubringen
und abzunehmen und stellen sich sehr teuer. Eine Hauptschwierigkeit bei der Ausführung
der Steuerung für die genannten Maschinen, insbesondere für Explosionsmotoren mit
einer ungeraden Zahl von sternförmig angeordneten Zylindern, beruht darauf, daß
die Regelmäßigkeit der Explosionen verlangt, daß die Zündung sich vollzieht, indem
jedesmal ein Zylinder übersprungen wird. Die Steuerung muß also in der gleichen
Reihenfolge arbeiten.
-
Auch die Vorschläge, die Steuerung durch ein um die Kurbelwellenachse
-umlaufendes Planetengetriebe zu bewirken, haben in den bisherigen Ausbildungen
nicht befriedigen können, da diese unter einer Vielzahl von Teilen sowie der damit
verbundenen Gewichtserhöhung, Montageschwierigkeit und Betriebsunsicherheit leiden.
Bei der Anordnung gemäß der Erfindung wird demgegenüber, ebenfalls unter Verwendung
eines um die Kurbelwellenachse umlaufenden Planetengetriebes, ein sehr einfaches,
leichtes Steuerungsgetriebe geschaffen, das nur aus wenigen sich wenig abnutzenden
Teilen besteht, leicht anzubringen und abzunehmen ist und dessen Herstellungspreis
sehr niedrig ist, unabhängig von der Zahl der mit der Steuerung zu bedienenden Zylinder.
-
Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß die das Getriebe bildenden
Planetenräder am Umfang neben der Verzahnung noch ein glattes Profil besitzen und
beim Umlauf mit ihrem glatten Profil vermittels Schwingen die Ventile steuern.
-
Hierbei wird es mitunter zweckmäßig sein, den Durchmesser der glatten
Zone mit dem Teilkreismesser der verzahnten Zone übereinstimmen zu lassen. Man kann
die Ventile ein und desselben Zylinders entweder mit einer einzigen Schwinge antreiben
oder man kann für den Antrieb jedes Ventils eine besondere Halbschwinge verwenden,
wodurch man erreichen kann, daß sich das Schließen des Auslaßventils und das Öffnen
des Einlaßventils übergreifen.
-
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
-
Abb. r zeigt schematisch im Schnitt durch das Steuerungsgehäuse einen
Steuerantrieb nach der Erfindung für einen Motor mit fünf sternförmig angeordneten
Zylindern. - Abb. Z zeigt einen senkrechten Teilschnitt. Abb. 3 bis 6 zeigen verschiedene
Ausführungsformen der verwendeten Schwingen.
-
Gemäß Abb. x und a sind zwischen einem äußeren Kranz a und einem kleinen
inneren Kranz c drei Planetenräder b angeordnet zwecks Steuerung der Ein- und Auslaßventile
der fünf Zylinder, wobei angenommen ist, daß jeder Zylinder mit j e einem Einlaß-
und einem Auslaßventü versehen ist.
Die Berechnungen haben ergeben,
daß bei der in Frage kommenden Art von Motoren notwendig sind bei drei Zylindern
zwei Planetenräder, die sich mit 1/4 der Kurbelwellengeschwindigkeit drehen, bei
fünf Zylindern drei Planetenräder mit 1/s der Kurbelwellengeschwindigkeit, bei sieben
Zylindern vier Planetenräder mit 1/3 der Kurbelwellengeschwindigkeit, bei neun Zylindern
fünf Planetenräder mit 1/1o der Kurbelwellengeschwindigkeit, usf. in derselben arithmetischen
Progression. Demgemäß sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit fünf Zylindern
drei Planetenräder gewählt mit entsprechender Dimensionierung der Kränze a und c.
Der Kranz c sitzt auf der Kurbelwelle, der Kranz a am Gehäuse des Motors. Die Planetenräder
b drehen sich also um die Kurbelwellenachse im selben Drehsinne wie die Kurbelwelle
selbst.
-
Die Planetenräder b sind so verteilt, daß ihre Mittelpunkte gleich
weit, also um :£2o', voneinander entfernt sind.
-
Damit die Planetenräder nacheinander auf das Auslaßventil E und das
Einlaßventil A ein und desselben Zylinders einwirken, wird beispielsweise ein Hebel
d mit zwei Armen benutzt. Der Hebel d weist auf der mit dem Umfang der Planetenräder
b in Berührung kommenden Innenfläche zwei Vorsprünge dl und d2 und auf der Außenfläche
zwei andere Vorsprünge d3 und d4 auf, welch letztere mit den die Ventile E und A
bedienenden Stößern in Eingriff gelangen.
-
Die Planetenräder, welche im Drehsinne der Kurbelwelle, aber mit Verzögerung
dieser gegenüber vorwärts laufen, treffen auf die Vorsprünge dl und d2, wodurch
diese und demgemäß auch die Ventile E und A angehoben werden.
-
Dieses Getriebe ist sehr einfach und deswegen leicht anzubringen und
abzunehmen. Außerdem ist es geräuschlos und von geringem Gestehungspreis. Es ist
anderseits auch bedeutsam, daß im Gegensatz zu den meisten Steuerungsvorrichtungen
die entstehende Reibung bei der vorliegenden Anordnung fast Null ist. Um die Geräuschlosigkeit
der Arbeit völlig zu sichern, wählt man die Krümmungsradien der Berührungsflächen
an den Vorsprängen dl und d2 größer als die Halbmesser der Planetenräder b.
-
Um ein Gleiten der Planetenräder b zwischen den Kränzen a und c zu
vermeiden, wodurch eine Unregelmäßigkeit der Steuerung eintreten könnte, sieht man
im Rollkreis der Planetenräder und Kränze eine geeignete Verzahnung vor, wobei man
als Teilkreis für die Verzahnung den Rollkreis wählt.
-
Um einseitige Kraftwirkung. bei der Bewegungsübertragung zu vermeiden,
wird der Kranz a zweckmäßig in zwei nebeneinanderliegende Kränze unterteilt, zwischen
welchen die Hebel d schwingen. An den Achsen der Hebel d kann man die Kränze a mittels
Ohren befestigen.
-
Die Vorsprünge dl und d2 werden so angeordnet und bemessen, wie es
Öffnungs- oder Schließweg des Ventils und der Dauer der Ventilöffnung entspricht.
-
Angenommen, man will das Schließen des Ventils E und das Öffnen des
Ventils A sich übergreifen lassen, so verwendet man statt einer einzigen Schwinge
für die Ventile ein und desselben Zylinders gemäß Abb. 3 je eine Halbschwinge für
jedes Ventil. In dem Zeitmoment, wo die beiden Ventile gleichzeitig geöffnet werden
müssen, werden beide Halbschwingen gleichzeitig angehoben.
-
Das Getriebe kann in Einzelheiten verschieden ausgeführt werden; insbesondere
können die Schwingen abgeändert werden für den Fall, wo es notwendig ist, daß sich
die Schwingen für zwei aufeinanderfolgende Zylinder übergreifen. In diesem Fall
kann man beispielsweise gemäß Abb. 4 die Enden zweier benachbarter Schwingen mit
schräg aneinanderliegenden Flächen versehen oder man kann die Schwingen schräg mit
Bezug auf die Schwingachsen verlaufen lassen, wie Abb. g zeigt, oder man kann die
Schwingarme gegeneinander versetzen, wie Abb. 6 zeigt. In den beiden letztgenannten
Fällen wird man-dem glatten Teil der Treibräder zwischen den verzahnten Teilen entsprechende
Breite geben.