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Brennkraftmaschine mit tangential oder radial angeordneten kreisenden
Zylindern Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit tangential oder radial
angeordneten kreisenden Zylindern. Die Zylinder sind an einer Hohlwelle befestigt,
die die Eimaß-, Auslaß-, Zünd- und Kühlwasserkanäle enthält. In der Hohlwelle läuft
ein hohler Steuerschieber zum Steuern der Kanäle um. Gemäß der Erfindung ist der
hohle Steuerschieber teilweise als Auspuffleitung ausgebildet, und die Zylinder
haben Hauptauslaßschlitze in den Wänden und Hilfsauslaßkanäle in den Böden, die
nacheinander mit der Auspuffleitung im hohlen Steuerschieber in Verbindung treten.
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Eine Maschine, die die allgemeine Bauart der Maschine gemäß der Erfindung
aufweist, ist bereits bekannt. Bei dieser Maschine erfolgt aber die Steuerung der
Auslaßkanäle im Zylinder ausschließlich durch den umlaufenden Steuerschieber, während
gemäß der Erfindung der Hauptteil des Auspuffs durch Schlitze in der Zylinderwand
erfolgt, die vom Arbeitskolben gesteuert werden, während der Steuerschieber nur
den Teil der Auspuffgase ausläßt, der nach Abschluß der Hauptauspuffleitung noch
in den Zylindern zurückgeblieben ist.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Abb. i ist ein Längsschnitt der Maschine, Abb.2 ein O_uerschnitt der
Maschine durch die Mittelebene ihres Zylinderkörpers. Abb. 3 ist eine teilweise
aufgebrochene Stirnansicht des Zylinderkörpers. Abb. q. ist ein Querschnitt eines
der Zylinder in der Ebene des Hauptauspuffschlitzes. Abb.5 ist ein Längsschnitt
des umlaufenden Steuerschiebers. Abb. 6 ist eine Ansicht des hinteren Steuerschieberteils.
Abb.7 ist ein Querschnitt der im Steuerschieber angeordneten überströmkammer. Ab15.8
zeigt in größerem Maßstab den Steuerschieber und seine Verbindung mit dem Zylinderkörper.
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Die Maschine hat ein Gehäuse i, in den die Hohlwelle des Zylinderkörpers
7 gelagert ist. Die Hohlwelle besteht aus einem Zapfen roh auf der Einlaßseäte links,
der mit einem Flansch 21 in eine Eindrehung des Zylinderkörpers 7 eingesetzt und
in einem Gleitlager 105 des Gehäuses i geführt ist. Die Welle setzt sich in einem
Rohrstück 6 durch den Zylinderkörper 7 fort, das, wie Abb. a zeigt, durch parallel
zur Achse des Zylinderkörpers verlaufende Hohlkeile a2 (Abb. 2 und 8) mit dem Zylinderkörper
7 verbunden ist. Auf der Auspuffseite, rechts, ist mit einem Flansch Zio ein zweiter
Zapfen 2o6 an dem Zylinderkörper 7 befestigt, der in einem Gleitlager
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des Gehäuses i läuft. An dem Gehäuse ist auf der Auspuffseite ein Träger
3 befestigt, der ein Kugellager q, für das Ende des Zapfens 2o6 trägt. Zwischen
dem Gleitlager 2o5 und dem Kugellager q. ist auf den Zapfen 2o6 eine Riemscheibe
iig aufgesetzt. Das Gleit-
Lager a05 ist nach der Riemscheibe iig
hin durch eine Packung 2f27 abgedichtet. Die Zapfen roh- und 2o6 und das Rohrstück
6 im Zylinderkörper_7 bilden-eine durch die- ganze Maschine gehende Hohlwelle, die
den Zylinderkörper 7 und die Riemenscheibe i ig trägt.
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In der Hohlwelle ist drehbar ein rohrförmiger Steuerschieber 32 angeordnet,
der von dem Zapfen io6 der Hohlwelle aus durch ein Getriebe so angetrieben wird,
daß seine Drehzahl kleiner ist als die der Hohlwelle. Das Getriebe geht von einem
Ritze164 auf dem Zapfen io6 am Einlaßende der Hohlwelle aus. Mit dem Ritze164 kämmt
ein Zwischenrad 65, das zusammen mit einem weiteren Zwischenrad 66 auf einem Zapfen
74 in Kugellagern geführt ist. Der Zapfen 74 ist in einem Gehäuse Zoo gelagert,
das auf der Einlaßseite an dem Gehäuse i befestigt ist. Das Zwischenrad 66 kämmt
mit einem Zahnrad 67, das eine Innenverzahnung trägt. In diese Innenverzahnung greift
ein ,Ritzel 34 auf dem Ende des Steuerschiebers 32, das aus der Hohlwelle hervorsteht.
Der Steuerschieber 32 ist mit einem Kegelteil in das Rohrstück 6 der Hohlwelle so
eingesetzt, daß er sich durch seine Kegelgestalt nicht klemmen kann. Wenn eine Neigung
zum Klemmen auftritt, sucht die Hohlwelle den Steuerschieber ihre Drehzahl aufzudrücken,
infolgedessen treten in dem Getriebe zwischen der Hohlwelle und dem Steuerschieber
Widerstände ein. Die Räder des Getriebes sind mit geneigten Zähnen versehen, die
im Falle einer solchen Störung als Hubleisten wirken, einen Axialschub auf den Steuerschieber
ausüben und den kegelförmigen Teil aus seinem Lager im Rohrstück 6 schieben.
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Während die Riemscheibe i ig auf der Auslaßseite mit der Drehzahl
der Hohlwelle umläuft, ist im Gehäuse Zoo mit Kugellager Zog und Abdichtung 2o8
die Welle einer R:iemscheibe 69 geführt, die über ein Zahnrad 68 vom Ritzel
64 auf dem Zapfen io6 mit erheblich verringerter Drehzahl angetrieben-wird. Die
Welle der Riemscheibe6g kann mit einem Regler 1.69 versehen sein.
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Der Zylinderkörper 7 (Abb. 2 und 3) hat im vorliegenden Falle fünf
Zylinder 8, die hier in tangentialer Lage dargestellt sind, aber auch radial zur
Achse angeordnet sein können. In jedem Zylinder arbeitet ein Kolben 14, der mit
seinem Kolbenbolzen 83 (Abb. 2) ein Joch 113 trägt. In das Joch ist außerhalb des
Kolbenbolzens 83 ein Querbolzen 13 eingesetzt, dessen beide Enden durch Schlitze
15 in der Zylinderwand nach außen geführt und durch Kugelgelenke 84 mit Exzenterstangen
12 verbunden sind. Die Exzenterstangen greifen in Exzenterringe io zu beiden Seiten
des Zylinderkörpers ein, die mit Kugellagern auf Exzentern g laufen. Die Exzenter
sind gegen das' Gehäuse i durch Bolzen i i festgelegt.
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Die Anordnung der rechtwinklig zueinander stehenden Bolzen 83 und
i 3 bezweckt einen Ausgleich zwischen den beiden Exzentern g. Treten Unregelmäßigkeiten
ein, so kann das Joch 113 mit dem Bolzen 13 um den Bolzen 83 schwingen und sie ausgleichen.
Die Kugelzapfen 84 lassen die Schwingungen unbehindert zu.
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Jeder Zylinder 8 trägt einen Hauptauslaßschlitz 5o, der nach Abb.
4 durch einen Steg -in zwei Schlitze geteilt ist. Von dem Schlitz 50 führt
ein Kanal 51, der teils im Zylinder, teils in dem Rohrstück 6 der Hohlwelle und
teils in einem der Flanschen 2i, 2io ausgebildet ist, zu Schlitzen 52 in dem Auslaßende
des Steuerschiebers 32. Wie Abb. 6 erkennen läßt, ist dieser Teil zylindrisch, ebenso
wie der im Zapfen io6 geführte Teil des Steuerschiebers, während der im Rohrstück
6 gelagerte Teil, wie erwähnt, kegelförmig ist.
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An das Auslaßende des Steuerschiebers schließt sich die Auspuffleitung
53 an, die gleichzeitig die Antriebswelle einer Schleuderpumpe 27 für den Kühlwasserumlauf
ist. Sie ist von einem Mantel 18 umgeben, der mit der Leitung einen geraden Kanal
ig und einen Schraubenkanal 26 bildet. Das Wasser strömt durch die Leitung 17 zu,
fließt im Kanal ig zu dem Zylinderkörper, gelangt durch einen Teil der rohrförmigen
Keile 22 zu dem Wasserraum 16 des Zylinderkörpers, durchzieht diesen und geht durch
die übrigen Keile 22 und den Kanal 26 zurück. Die Schleuderpumpe 27 fördert
das warme Wasser durch den Stutzen 28 zu einem Kühler, aus dem es zur Leitung 17
zurückgeführt wird. Die Auspuffleitung 53 trägt einen Schlitz 55, der mit denn Auspuffstützen
54 in Verbindung steht.
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Der Auspuff durch die Schlitze 5o und die Kanäle 51 hört auf, sobald
einer der Kolben bei seiner Einwärtsbewegung den Schlitz 50 überschritten hat. Der
Rest der Auspuffase wird durch einen Kanal 37 entfernt, der j e nachdem als Auspuff-
oder Einlaßkanal dient. Im vorliegenden Falle arbeitet er, wie gesagt, als Hilfsauspuffkanal.
Mit jedem Kanal 37 ist ein Ausschnitt 36 in dem Rohrstück 6 verbunden (Abb. 7).
Zur Ableitung der Gase aus den Kanälen 37 und den Ausschnitten 36 nach der Auspuffleitung
53 sind in dem kegelförmigen Teil des Steuerschiebers -drei Hilfsauslaßschlitze
38 vorgesehen. Die verschiedene Drehzahl des Zylinderkörpers 7 und des Steuerschiebers
32 hat zur Folge, daß den fünf Kanälen 37 nur drei Schlitze 38 entsprechen. Abb.
8 zeigt die Überdeckung eines der Kanäle 37 und seines zugehörigen Ausschnitts 36
mit einem der Hilfsschlitze 38.
Man erkennt hier, wie die Gase durch
den Schlitz 38 unmittelbar in die Auspuffleitung 53 überströmen.
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Das Gemisch wird durch einen Stutzen 29 am Gehäuse Zoo eingeleitet
und geht durch ein übergangsstück 29o dem Steuerschieber 32 zu. Die Verbindung zwischen
übergangsstück und Steuerschieber bildet ein Flügelrad 30 im Steuerschieber.
Das Gemisch wird von dem Rad 30 zerteilt und gelangt zu drei Einlaßschlitzen
35 im kegelförmigen Teil des Steuerschiebers 32. Aus dem angegebenen Grunde sind
wieder nur drei Schlitze 35 für die fünf Kanäle 37 vorgesehen.
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Zur überleitung eines Teils der entzündeten Gase aus einem Zylinder
in einen anderen ist in den Steuerschieber 32 eine IJberströmkammer 4o eingesetzt.
Die Kammer- hat die Form eines Armkreuzes (Abb.7) mit drei Armen 48, die mit Buchsen
in den Steuerschieber 32 eingesetzt sind. In jeder Buchse ist eine schlitzförmige
Mündung 39 ausgebildet, deren Stellung zu den Schlitzen 38 und 35 (Abb. 6) zeigt.
Eine Schraube 42 hält die Kammer 4o im Schieber 32.
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Gegen die überströmkam:mer 4o ist diese Einrichtung abgestützt, indem
sie den kegelförmigen Teil des Steuerschiebers 32 auf seinem Sitz im Rohrstück 6
hält und gleichzeitig die Zündvorrichtung aufnimmt (Abb. 5). Die Kammer trägt in
der Mitte einen Zündstift 41, von der der Funke zu der geerdeten Schraube 42 überspringt.
Das dem Einlaß zugekehrte Ende der Kammer 4o ist kegelförmig ausgebildet und trägt
eine Isolierbuchse 63. In der Isolierbuchse befinden sich eine Leitung 43 zum Eingriff
mit dem Zündstift 41, eine Feder 143 und eine zweite Leitung 144. Die Feder 143
sucht die beiden Leitungen auseinanderzuschieben. Die Leitung 144 ist in einem Einsatz
62 gelagert, der in eine Bohrung der Buchse 63 gesteckt ist und von einem Lager
in der Nabe des Flügelrads 30 gehalten wird. Die Leitung 144 ist zu einem
Kopf 47 ausgebildet, der in einer Erweiterung der Buchse 62 liegt und ein Lager
für den Kugelzapfen eines Stiftes 44 bildet. Der Stift ist am anderen Ende mit einer
Kugelfläche gegen einen Zylinder 61 abgestützt. Zwischen den beiden Stützpunkten
befindet sich die Stromzuleitung 45. In dem Zylinder arbeitet ein Kolben 6o; zwischen
Zylinderboden und Kolben ist eine Feder 56 eingelegt, und der Kolben steht mit einer
Stellschraube 58 in Verbindung, die in die Wand der Zuleitung 29 eingesetzt ist.
Zwischen den Deckel des Zylinders 6o und einen Ansatz der Schraube 58 ist eine Membranfeder
59 eingesetzt. Die Federn 58 und 59 haben das Bestreben, den Steuerschieber nach
rechts zu drücken, also auf seinem Sitz in dem Rohrstück 6 zu halten. Der Druck
überträgt sich durch den Stift 44 auf den Kopf 47, die Buchse 62, die Buchse 63,
die Cberströrnkammer 40 und ihre Rohrarme 48. Der Kolben arbeitet etwas undicht
in dem Zylinder 61 oder hat kleine Bohrungen, durch die ein Druckmittel, Luft,-
Flüssigkeit o.,dgl., von einer Zylinderseite zur anderen übergeht, um die Bewegung
des Zylinders und damit auch des Steuerschiebers gegenüber dem durch die Stellschraube
58 festgelegten Kolben 6o zu bremsen. Die Wirkung der Federn 56 und 59 wird durch
eine Feder 57 unterstützt, die im Übergangsstück 29o angeordnet und gegen eine Scheibe
291 in dem Einlaßstutzen 29 abgestützt ist. Die Feder legt sich am anderen Ende
gegen die eingeschnürte Wand des Übergangsstücks 57. Das Stirnende dieser Wand ist
wieder gegen den Kranz des Flügelrades 30 abgestützt, so daß die Feder 57
einen ständigen Schub auf das Übergangsstück und auf den Schieber 32 ausübt. Der
Druck der Feder 57 ist aber nicht einstellbar, er wird daher durch den einstellbaren
Druck der Teile ergänzt, die auf dem Wege über den Stift 44, die Buchse 62 und die
Kammer 4o ebenfalls, aber mit regelbarem Druck, den Steuerschieber in seinem kegelförmigen
Sitz drükken. Falls der Steuerschieber sich festsetzen sollte, wird er in der beschriebenen
Weise durch die Hubleisten seines Getriebes wieder frei gemacht, indem er gegen
die Wirkung der Feder 57 und der regelbaren Druckelemente axial verschoben wird.
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Die Ölung erfolgt durch dem Gemisch beigefügtes Öl. Wenn das Gemisch
in den Steuerschieber 32 eintritt, wind durch das Flügelrad 3o das Öl in Tropfenform
ausgeschleudert und sammelt sich unten im Steuerschieber. Im Steuerschieber sind
Löcher r32 vorgesehen (Abb. 8), an die Ölnuten 131 (Abb. 6) anschließen. Die Ölnuten
sind auf dem zylindrischen Teil des Steuerschiebers schraubenförmig, auf seinem
Kegelteil gerade. Das Öl geht aus den Nuten durch die Schlitze 36, 37 in die Zylinder
über. Das überschüssige Öl aus jedem Zylinder wird durch die Fliehkraft in einen
- Kanal 8o (Abb.2) gedrängt, sobald der zugehörige Kolben den Kanal 8o freigegeben
hat. Der Kanal 8o ist eine schräg zur Achse des Zylinders' verlaufende Bohrung,
die außen durch einen Pfropfen 82 abgeschlossen wird. Ein zweiter Schrägkanal 81
führt das Öl über den Kolben hinaus, wenn der Kolben den Kanal freilegt. Das entweichende
Öl sammelt sich im Gehäuse r. .
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Die Ölkanäle 8o, 8 1 befinden sich an der den Hauptauslaßschlitzen
entgegengesetzten, das heißt voreilenden Seite der Zylinder. Das -Öl wird also von
den Auspuffkanälen ferngehalten,
so daß es den Auspuff nicht durchsetzt.
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Das Gemisch gelangt aus dem Steuerschieber durch einen der drei Schlitze
35 in einen der Zylinder, in dem der Kolben den Saughub ausführt. Nachdem der Kolben
das Gemisch angesaugt und verdichtet hat, kommt einer der Schlitze 39 der Ü-berströmkammer
q.o zur Deckung mit dem Kanal 36, 37 des Zylinders; das Gemisch tritt zum Teil in
die Überströmkammer und wird dort gezündet. Die Zündung pflanzt sich in dem Zylinder
fort, während der Steuerschieber sich weiterdreht und den Schlitz 39 außer Verbindung
mit dem gezündeten Zylinder bringt. Inzwischen ist aber ein anderer Schlitz 39 der
überströmkammer 40 mit einem anderen Zylinder in Verbindung getreten. Die Abzapfung
von dem gezündeten Zylinder erfolgt frühzeitig während des Zündhubs, so daß das
übergeleitete Gemisch sehr heiß ist. Die Überströmkammer ist durch ihre armkreuzartige
Ausbildung von der Innenwand des Steuerschiebers durch eine Gasschicht getrennt
und gegen Wärmeverlust geschützt, so daß das abgezapfte Gemisch also auf seinem
Wege zu dem folgenden Zylinder sehr warm bleibt. Ein Zurückschlagen in den Zylinder,
aus dein das Gemisch abgezapft wird, ist nicht möglich, weil der Schlitz 39 sofort
nach dem Abzapfen außer Verbindung mit dem Zylinder gelangt.
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Sobald der Kolben den Hauptauslaßschlitz -5o freigelegt hat, beginnt
der Hauptauspuff durch den Kanal 51 und einen der Schlitze 52 im Ende des Steuerschiebers
in die Leitung 53. Auch hier wird ein Zurückschlagen des Auspuffs in einen anderen
Zylinder dadurch verhindert, daß die Schlitze 52 nur zeitweise m=it den Kanälen
51 in Verbindung kommen. Nachdem der Kolben den Hauptauslaßschlitz So überschliffen
hat, beginnt der Hilfsauslaß durch den Kanal 36, den zugehörigen Ausschnitt
37 und einen der Schlitze 38-Die Schlitze 38 dienen auch zum Ansaugeh der Spülluft
durch die Kanäle 37.