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Druckflüssigkeitssteuerung, insbesondere für Brennkraftmaschinen Die
Erfindung betrifft eine Druckflüssigkeitssteuerung für Kolbenmaschinen, deren Steuerorgane
(Ventile, Schieber) mit unveränderlichem Hub arbeiten, wie es z. B. bei Brennkraftmaschinen
der Fall ist, und die durch treibende Kolben vermittels Druckflüssigkeit (Flüssigkeitsgestänge)
und getriebene Kolben betätigt werden. Die Erfindung wird insbesondere mit Vorteil
für horizontale Kolbenmaschinen angewendet, bei denen auf diese Weise lange und
schwere Wellen und Gestänge vermieden werden können.
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Es sind Druckflüssigkeitssteuerunge.n mit treibenden und getriebenen
Kolben bekannt, bei; denen vom treibenden Kolben mehr Druckflüssigkeit verdrängt
wird, als vom getriebenen Kolben aufgenommen wird. Der vom treibenden Kolben geförderte
Druckflüs= sigkevtsüberschuß wird durch ein Überströmventil abgeleitet, wobei etwa
vorhandene Luftblasen mitgerissen werden. Diese Steuerungsart hat aber den Nachteil,
daß der Rückgang des gesteuerten Organs, z. B. eines Ventils, nicht restlos beherrscht
werden kann, weil. der getriebene Kolben in seine Schließlage kommt, bevor der treibende
Kolben die seinige erreicht hat, da ein Teil der Druckflüssigkeit, wie oben bemerkt,
durch das überströmventil abgelassen worden ist. Die Geschwindigkeit des Venrils
im Moment des Aufsitzens auf den Ventilsitz ist daher nicht Null und verursacht
einen Schlag, was für die Haltbarkeit des Sitzes, besonders bei hohen Temperaturen,
sich ungünstig auswirkt und zudem einen unruhigen -und lärmenden Gang der Steuerung
ergibt.
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Es ist auch bekannt, am höchsten Punkt des Flüssigkeitsgestänges eile
gesteuerte Verbindung desselben nach außen, insbesondere mit einem Flüssigkeitsbehälter,
vorzusehen. Bekannte Anordnungen dieser Art weisen aber eine unzulängliche Abscheidung
der sich ansammelnden Luft oder eine ungeeignete Anordnung dieser Verbindung und
deren Steuerung auf.
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Die Nachteile bekannter Anordnungen werden erfindungsgemäß dadurch
vermieden, daß nach Sch.luß des durch das Flüssigkeitsgestänge zu betätigenden Organs
eine Verbindung des Flüssigkeitsgestänges nach außen durch ein besonderes Steuerglied
erfolgt, um eine Entlüftung und Nachfüllung der Druckflüssigkeit herbeizuführen.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einigen Ausführungsbeispielen
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine Druckflüssigkeitssteuerung im Schnitt bei
geschlossenem Steuerschieber, Fig. z den zugehörigen treibenden Kolben mit offenem
Steuerschieber, Fig.3 eine besondere Ausführung der Steuerung, Fig. q. eine besondere
Ausführung der Steuerung müt über dem Steuerkopf angeordnetem Aus.gleichbehälter.
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In -der Ausführungsform der Steuerung nach Abb. i wirkt der Nockena,
der auf der
Steuerwelle b befestigt ist, in bekannter Weise über
einen Stößel auf den treibenden Kolbenc. Der Druckraumd des treibenden Kolbens ist
durch eine Leitung i mit dem Druck-'
| rausng des getriab:enen Kolbens lt verbun; |
| wobei die flüssigkeitsgefüllten Räume d, |
| das Flüssigkeitsgestänge bilden. Der Kolbea. |
wirkt unmittelbar ;auf das federbelastete Ventil! ein. Solange durch den Steuerkolben
k
das Flüssigkeitsgestänge tl, f,
g nach außenabgeschlossen ist, verschiebt
der Kolben c beim Anheben durch den Nocken a Druckflüssigkeit nach dem Druckraum
g, wodurch der Kolben
lt und das Ventil i entgegen der Federkraft angehoben
werden. Während der Ablaufperiode des Steuernockens bewegen sich das Ventil!, der
Kolben
Lt, die Flüssi@gkeitssäule f und der Kolben c unter dem Einfl:uß der
Feder in in entgegengesetztem Sinne.
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Wie :aus der Zeichnung zu ersehen ist, bleibt ,aber der Steuerschieber
k nicht stets in einer Stellung, wie sie Fig. i zeigt, in welcher er den Druckraum
d, f" u abschließt, da seine Steuerkanten k1 -und k@ höher als die Oberkanten
der Kanäle o und ,r stehen. Diese Stellung ist vielmehr nur während der Zeit vorhanden,
während welcher :das Ventil! bewegt wird. Es ist deshalb der Steuerschieber k mittels
der Pleuelstange k3 an dem Exzenterzapfen n der Steuerwelle. b angelenkt,
so daß während der Zeit, in der das Ventili geschlossen ist, der Stenerkolbenk durch
den Exzentern nach unten bewegt wird, und zwar so, daß von einer bestimmten Stellung
an der Kanal o, der an der höchsten Stelle des Druckraumes d angeschlossen ist,
freigegeben wird. Auf diese Weiße können etwa vorhandene Luftblasen aus dem Flüssigkeitsgestänge
d, f, g entweichen. Gleichzeitig wird von einem Pumpeidzolben p Spülflüssigkeit
durch die Leitung g, die Bohrung r; den Druckraum d und den Kanal o gepreßt, so
d@aß während des Steuervorganges verlorenes, Lecliöl ersetzt wird. Das überschüssige
Öl wird durch die Leitung s wieder dem Saugbehälter der Pumpep zugeführt.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i erfolgt der Antrieb des Spülflüssigkeitspwmpenkolbens
p vom gleichen Exzenter it aus. wie der Antrieb des Steuerkolbens k, !und
zwar mittels Pleuelstange p1. Diese Kolbenpumpe saugt die Flüssigkeit durch das
Saugventill aus dem Saugbehälter u an und drückt sie durch das Druckventil
v in die Leitung rl. Ein. Sicherheitsventil iv verhindert einen zu hohen
Druckanstieg während der Zeit, in der der Steuerkolbenk die Kanäler und o noch nicht
freigegeben hat.
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Die Spülflüssigkeit kann von irgendeiner Pumpe geliefert werden; es
kann insbesondere die vorhandene Schmierölpumpe benutzt werden, so daß die Leitungg
an die Preßschmierung angeschlossen ist.
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Bei einer Viertaktbrennkraftmaschine sind, abgesehen vom Voröffnen
des Auspuffventils -sind vom Nachöffnen des Einlaßventils wäh-'nd des Kompressions-
und Expansions-@liübes, d. h. während einer halben 1J m.drehung der Steuerwelle,
das Ein- und Auslaßventil gleichzeitig geschlossen. Diese Zeit gerügt, um den Di-uckraumd
des aktiven Kolbens c zu entlüften und die Spülflüssigkeit durchzupressen. Es wird
daher ei-findungsgemäß in diesem Fall für das Einlaß- und das Auslaßventil ein gemeinsamer
Steuerkolben k vorgesehen. In der Abb. 3 ist beispielsweise ein entsprechender Steuerkopf
dargestellt, wobei die Bezeichnungen mit Index i sich auf das Einlaßventil, diejenigen
mit Index a auf das Auslaßventil beziehen. Die Wirkungsweise ist die gleiche, wie
sie in den vorherigen Abschnitten beschrieben wurde, indem Kolben cl die Steuerflüssigkeit
durch Leitung f, zum Kolben des Einlaßventils und Kolben c : die Steuerflüssigkeit
durch Leitung f2 zu jenem des Auslaßventils drückt. Die Spülflüssigkeit wird in
dneseni Beispiel von der Motorschmierölpumpe geliefert. Der Steuerkolben k wird
auf bekannte Art von der Nockenwelle b aus durch einen Nockena3, «einen Stößel und
eine Feder angetrieben.
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In Abb. 4. ist eine weitere Ausführungsform des Steuerkopfes mit den
treibenden Kolben cl und c. und dem Steuerkolben k gezeigt, bei der in bekannter
Weise über dem höchsten Punkt des Flüssigkeitsgestänges ein flüssigkeitgefüllter
Behälter e angeordnet ist. Beim Abwärtsgang des Steuerkolbens k wird aus diesem
Behälter Druckflüssigkeit angesaugt, so daß beim Freiwerden der Öffnungen der Kanäle
Dl und o-, aus den Druckräumen dl, d,2 entwichene Leckflüssigkeit ersetzt werden
kann. Etwa vorhandene Luftblasen können dabei aus den Druckräumen aufsteigen und
werden beim Aufwärtshub des Steuerkolbens nach oben mitgenommen.