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Rohrschiebersteuerung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft
Brennkraftmaschinen mit Rohrschiebersteuerung. Dem Rohrschieber von einer Steuerkurbelwelle
aus die erforderliche Bewegung, eine zusammengesetzte hin und her gehende und schwingende
Bewegung zu erteilen, ist bereits bekannt, jedoch haben sich die bisherigen Mittel
zur Erzeugung einer derartigen Bewegung des Rohrschiebers in der Praxis wie auch
wirtschaftlich nicht als vorteilhaft erwiesen. Die Herstellung der Steuerkurbelwelle
war bis jetzt mit ganz erheblichen Schwierigkeiten verbunden, insbesondere bei fabrikmäßiger
Herstellung auf Maschinen. Auch kann mit Bezug auf die schon bekannten Konstruktionen
behauptet werden, daß bei ihnen nicht nur die Herstellung mit Schwierigkeiten verbunden
ist, sondern auch zahlreiche der Abnutzung unterworfenen Teile, herabzusetzen. zuverlässigen
Betriebes verhältnismäßig kurz ausfallen lassen - zumal bei modernen schnellaufenden
Brennkraftmaschinen. Bei solchen Maschinen ist es notwendig, die Zahl der Einzelteile,
insbesondere der einer Abnutzung unterworfenen Teile herabzusetzen. Der Zweck der
Erfindung ist nun der, die oben angeführten Mängel zu beseitigen undeine Bauart
zu schaffen, die allen Anforderungen gerecht wird, technisch einen Fortschritt bedeutet
und nicht zuletzt gegenüber allen anderen Bauarten einfacher und in der Herstellung
billiger ist. Hiernach liegt das Neue einer Rohrschiebersteuerung gemäß der Erfindung
darin, daß auf der Steuerkurbelwelle zwei kugelförmige, zueinander winklig und/
oder radial versetzte Lagerkörper sitzen, die mit ihrer Erzeugungsachse zur Achse
der Steuerwelle parallel gerichtet und mit dem Rohrschieber durch einen Gabelarm
gelenkig verbunden sind.
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Im folgenden soll die Erfindung an Hand eines besonderen Ausführungsbeispieles
und unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben werden.
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Es stellen dar: Abb. r einen senkrechten Querschnitt einer Brennkraftmaschine
mit im Sinne der Erfindung ausgebildeter Rohrschiebersteuerung, Abb. 2 im einzelnen
eine Steuerkurbelwelle und das Mittel zur Verbindung der Kurbel mit dem Rohrschieber,
Abb: 3 eine Steuerkurbelwelle von oben gesehen, mit punktierten Linien sind der
Rohrschieber und das ihn mit der Kurbel verbindende Mittel eingezeichnet, Abb. q.
die Steuerkurbelwelle für sich allein in einer Ansicht rechtwinklig -zu Abb. 3,
Abb. 5 eine Stirnansicht der Steuerkurbelwelle; Schnittführung nach Linie 5-5 der
Abb. 3.
Abb. 6 ist ähnlich der Abb. 3, veranschaulicht jedoch die
Kurbel der Steuerwelle in einer Stellung um 18o11 verdreht gegenüber der Stellung
gemäß Abb. 3, Abb. 7 die Kurbel für sich allein in einer Ansicht rechtwinklig zu
Abb. 6, Abb. 8 eine Stirnansicht der Kurbel, Schnittführung nach Linie 8-8 der Abb.
6, Abb. 9 eine Steuerkurbelwelle von oben gesehen. Diese Abbildung soll insbesondere
die Anordnung der kugligen Lagerkörper deutlich machen, und zwar die Anordnung in
bezug auf die Achse der Steuerwelle. Die Kugelmitten sind in diesem Falle winklig
versetzt, im übrigen jedoch radial in ungefähr gleich weiten Abständen von der Achse
der Steuerwelle angeordnet; Abb. ioa bringt einen Schnitt nachLinie io-io der Abb.
9; Abb. i i stellt von oben gesehen eine Steuerkurbelwelle etwas anderer Konstruktion
dar. Hier sind die Kugelmitten mit Bezug aufeinander sowohl radial als auch winklig
versetzt angeordnet; Abb.12 bringt einen Schnitt nachLinie 12-i2 der Abb. i i ;
Abb. 13 veranschaulicht von oben gesehen eine Steuerkurbelwelle, bei der die kugligen
Lagerkörper mit Bezug aufeinander nur radial versetzt angeordnet sind; Abb. 14 veranschaulicht
die in Abb. 13 dargestellte Kurbel um 9o11 verdreht, d. h. in einer Ansicht rechtwinklig
zur Abb. 13.
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Die Zeichnungen veranschaulichen lediglich eine besonders bevorzugte
Ausführung der Erfindung, und zwar in Verbindung mit einer mit Rohrschiebersteuerung
versehenen Maschine, deren Zylinderblock io einen oder mehrere Zylinder i i und
die üblichen die Zylinder umschließenden Wassermäntel 12 aufweist. Die Zylinder
sind mit den üblichen Einlaß- und Auslaßkanälen 13, 14 versehen. Auf dem Zylinderblock
sitzt ein Zylinderkopf 15 mit einem in den Zylinderraum hineinragenden, jedoch gegenüber
den Zylinderwandungen einen gewissen Abstand wahrenden Teil 16. Zwischen dem Teil
16 und der Zylinderinnenwand ist eine mit 17 bezeichnete Tasche zur Aufnahme eines
Rohrschiebers 18 gebildet. In dem Rohrschieber arbeitet ein Kolben i9, der mit der
Kurbelwelle 2o der Maschine verbunden ist, vorzugsweise durch eine mit 21 bezeichnete
Kolbenstange.
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Zur Darstellung der Erfindung ist hier eine Einzylindermaschine gewählt
worden, deren Rohrschieber für den Einlaß und Auslaß durchbrochen ist und durch
die neuen im folgenden noch des näheren beschriebenen Steuerungsmittel eine zusammengesetzte
hin und her gehendeundschwingendeBewegungerhalten soll. Die Zeichnungen veranschaulichen
die Steuerkurbelwelle 25 in einer Anordnung im wesentlichen parallel zu einer Seite
derKurbelwelle und in einem unteren Teil des Zylinderblockes gelagert. Die Steuerwelle
wird mit einer oder mit mehreren Taumelkurbeln versehen, die hier in ihrer Gesamtheit
mit 26 bezeichnet sind. Vorzugsweise wird für je einen Rohrschieber eine derartige
Kurbel vorgesehen. Zur Darstellung der Erfindung und der Wirkungsweise der Schiebersteuerung
dürfte es genügen, wenn diese an einem einzigen Zylinder erläutert wird. Die Kurbel
der Steuerwelle ist mit kugligen Körpern 27 versehen, die in bezug auf die Längsrichtung
der Steuerwelle in einem gewissen Abstande voneinander vorgesehen werden und, wie
aus Abb. 3 und 6 ersichtlich, auch mit Bezug aufeinander winklig versetzt sind,
d. h. mit anderen Worten, eine durch die Mitte des einen kugligen Körpers gelegte,
die Steuerwellena.chse mit in sich aufnehmende Ebene ist zu einer durch die Mitte
des anderen kugligen Körpers gelegte, ebenfalls die Steuerwellenachse mit in sich
aufnehmenden Ebene winklig gerichtet. Jedenfalls können die kugligen Körper als
zueinander winklig versetzt gelten. Zu beachten ist, daß die in Abb. 3 und 9 dargestellte,
durch die Mitten der kugligen Körper hindurchgehende strichpunktierte Linie 28 zur
Steuerwellenachse 4o winklig gerichtet ist. Diel auf der Kurbel der Steuerwelle
sitzenden kugligen Körper werden vorzugsweise durch eine dazwischengesetzte Wange
29 voneinander getrennt und durch maschinelle Bearbeitung erzeugt, und zwar in solcher
Weise, daß ein Einrichten in der Maschine leicht und schnell möglich und somit Gewähr
für eine genaue Herstellung gegeben ist. Die Achsen der kugligenKörper werden zurAchse
der Steuerwelle parallel eingerichtet, d. h. mit anderen Worten, die Oberfläche
der kugligen Körper wird durch einen Kreisbogen erzeugt, den man sich um eine Steuerwellenachse
parallel gerichtete Achse rotierend denken muß. Bemerkt sei, daß derartige kuglige
Körper mit Hilfe einer Werkzeugmaschine leicht hergestellt und geschliffen werden
können, da die Mitten, um welche die betreffenden kugligen Körper rotieren, leicht
gefunden werden können und das Werkstück (im vorliegenden Falle eine Steuerwelle)
in der Maschine mit Leichtigkeit so zentriert werden kann, daß die kugligen Körper
aufs genaueste bearbeitet werden können. Die Mitten des Werkstückes bei Bearbeitung
der kugligen Flächen sind der Mitte der Steuerwelle verhältnismäßig nahe gelegen.
Zur Verbindung der Steuerwellenkurbel mit dem zugehörigen Rohrschieber ist ein Mittel
geschaffen, das vorzugsweise aus einem gegabelten Arm 3o
besteht,
der an den äußeren F-nden@eines jeden Gabelschenkels mit einer Kugelpfanne 31 zur
Aufnahme der kugligen Teile 27 versehen ist. Die Kugelpfannen des gegabelten Armes
30 werden vorteilhaft so, wie es in Abb. 1 bei 32 dargestellt ist, aufgeschnitten.
Zweckentsprechende Kappen 33, versehen mit passenden Kugelsitzen, werden an dem
Arm vorteilhaft mit Schrauben, Bolzen oder anderen Haltemitteln befestigt. Zu bemerken
ist, daß der Schnitt zwischen den Kappen 33 und dem Hauptkörper des Armes in einer
Ebene liegt, die durch die Kugelmitten hindurchgeht. Das obere Ende des Armes
30 wird vorteilhaft mit einer Kugelpfanne 34 zur Aufnahme eines kugligen
Körpers 35. versehen. Der kuglige Körper 35 sitzt an einem zweckentsprechenden Halter
36, welcher an dem Rohrschieber 18 mit Schraubenbolzen 37 befestigt ist. Die Kugelpfanne
34 wird vorteilhaft mit Babbittmetall oder einem anderen Lagermetall gefüttert,
um zwischen Kugelpfanne und Kugel eine allseitige, möglichst reibungslose Beweglichkeit
zu sichern. Offenbar könnte die Kugel, sofern es verlangt wird, an dem Arm und die
Kugelpfanne an dem; Rohrschieber vorgesehen werden. Eine Bauart, wie sie im vorliegenden
Falle zwischen dem Arm und dem Rohrschieber dargestellt ist, soll lediglich nur
als Ausführungsbeispiel gelten, denn es ist offenbar, daß im Bedarfsfalle auch Verbindungen
anderer Art vorgesehen werden könnten.
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Im Betrieb wird die Steuerwelle der Maschine in Drehung versetzt,
z. B. durch ein auf der Kurbelwelle in irgendeiner Weise befestigtes Zahnrad 38
und ein auf der Steuerwelle befestigtes Zahnrad 39, welches mit dem ersterwähnten
Zahnrad 38 kämmt. Die Zahnräder sind so bemessen, daß die Steuerwelle mit der halben
Geschwindigkeit der Kurbelwelle gedreht wird, was für Viertaktmaschinen das allgemein
übliche Verhältnis ist. Abb. 3 und 6 veranschaulichten die Taumelkurbel in zwei
verschiedenen Stellungen, und zwar um 18o° verdreht. Mit Bezug auf Abb. 3 ist zu
bemerken, daß einer der kugligen Teile dem anderen voransteht und demzufolge der
Rohrschieber und Kurbel verbindende Arm in einer Stellung sich befindet, die mit
Bezug auf die Steuerwellenächse winklig gerichtet ist. Abb. 6 veranschaulicht, wie
die Winkelstellung des Armes sich gegenüber der Steuerwellenachse umkehrt, wenn
die Steuerwelle um 18o° gedreht wird. Die Wirkung der Kurbel ergibt eine schwingende
und hin und her gehende Bewegung, die als solche auf den Rohrschieber übertragen
wird.
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Mit Bezug auf die Abb. g und fo ist zu bemerken, daß hier die Kugelmitten
5o und 51 von der Steuerwellenachse 4o den gleichen radialen Abstand haben. Somit
gelten die kugligen Teile 27 hier nur als winklig versetzt.
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In Abb. f i und 12 sind die kugligen Teile 27 a mit Bezug aufeinander
sowohl winklig als auch radial versetzt. Zu bemerken wäre, da.B die Mitte 52 des
einen kugligen Teiles 27d mit Bezug auf eine durch die Steuerwelle gehende, die
Steuerwellenachse 4o in sich aufnehmende Ebene weniger weit versetzt ist als die
Mitte 53 des anderen kugligen Teiles 27d. Dieses Merkmal kommt noch deutlicher in
Abb. 12 zum Ausdruck. In dieser Abbildung ist die eben erwähnte Ebene mit 54 bezeichnet.
Eine zur Ebene 54 rechtwinklig gerichtete Ebene 55 enthält die Kugelmitten 52 und
53. Die Kugelmitte 53 liegt von der Ebene 54 in einem größeren Abstande als die
Kugelmitte 52. Also liegt Kugelmitte 53 auch von der Steuerwellenachse 4o in einem
größeren Abstande als die Kugelmitte 52.
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In Abb. 13 und 14 sind die Kugelmitten 27b mit Bezug aufeinander nur
radial, nicht aber wie bei der in den anderen Abbildungen dargestellten Konstruktion
winklig versetzt. Zu bemerken ist, daß die Kugelmitte 56 von der Steuerwellenachse
4o einen größeren Abstand hat als die Kugelmitte 57 und beide Kugelmitten in einer
die Steuerwellenachse enthaltenden Ebene vorgelegen sind.
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Wenngleich vorstehend nur eine besondere Ausführungsform der Erfindung
dargestellt und nur in einfacher Anwendung beschrieben worden ist, ist es für den
Fachmann doch offenbar, daß noch verschiedenartige Änderungen möglich sind, ohne
vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.