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Steuerungsantrieb für die Ventile von Stern-, insbesondere Mehrfach-Sternmotoren
Die Erfindung bezieht sich auf einen Steuerungsantrieb für Stern-, insbesondere
Mehrfach-Sternipotoren, deren Zylinder fest mit dem Gehäuse verbunden sind, mit
in jedem Zylinderkopf vorgesehenen, für den Ventilantrieb dienenden und in Kurbelwellenachsrichtung
gelagerten Steuerwellen.
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Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, bei solchen Motoren die
Wärmedehnungen des Motors, die sich in dem Steuerungsantrieb unerwünscht bemerkbar
machen, zu vermeiden ohne baulichen Mehraufwand gegenüber den bisher bekannten Steuerungsantrieben,
bei denen dieser Ausgleich nur mit erheblichem Bauaufwand berücksichtigt werden'konnte,
insbesonderedann, wenn es sich darum handelt, die Ventile der einzelnen Zylinder
untereinander direkt anzutreiben. Bei den bekannten Steuerungsantrieben ist der
Wärmeausgleich insbiesonderedeshalb praktisch nicht möglich, da sich die Zylinderkopfabstände
untereinander sehr stark während des Betriebes verändern, und zwar vor allem durch
die Längenänderung der einzelnen Zylinder. Es ist weiter Aufgabe der Erfindung,
bei Mehrfach-Sternmo.toren die Baulänge des betreffenden Motors zu verringern.
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Die Erfindung beseitigt-die Nachteile der bekannten Einrichtung dadurch,
daß die Steuerwelle, und zwar vorzugsweise drei gleichmäßig verteilte Steuerwellen
von der Kurbelwelle in an sich bekannter Weisse Überf@ Stirnzahnräder und Kettentriebe
angetriebsen werden, die ihrerseits, mit den übrigen Steuerwellen über weitere getrennte
Kettentriebe oder einen !einzigen geschlossenen Kettentrieb verbunden sind. Dadurch
wird
ein einwandfreier Wärmeausgleich innerhalb der einzelnen Zylinder
und der einzelnen Zylinder untereinander erreicht, ohne d,aß sich die Steuerzeiten
verändern. Ferner ist @es möglich, durch Verlegung des Kettentriebes bzw. der einzelnen
Kettentriebe bei Mehrfach-Sternmotoren zwischen die -beiden Sternebenen die Baulänge
des betreffenden Triebwerkes :erheblich zu verringern, wobei sich insbesondere wesentlich
übersichtlichere und einfachere Kühlverhältnisse :ergeben. Dies wirkt sich besonders
günstig bei luftgekühlten Zylindern aus, da die Zu- und Abführung der Kühlluft günstiger
ausgebildet werden kann.
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In einer Weiterbildung der Erfindung läßt sich noch ein besonderer
Vorteil dadurch erreichen, wenn je eine Steuerwelke für die Einlaß- und je
eine Steuerwelle für die Aus_ laßventile in jedem Zylinderkopf vorgesehen «erden
unter Verbindung der Einl:aß- und Auslaßsteu:erwellen der einzelnen Zylinder, derart,
daß bei Verstellung der sich ergebenden getrennten Kettentriebe untereinander eine
Überschneidung der Steuerzeiten der Ventile erreichbar ist. Man hat :es auf diese
Weise in der Hand, je nach den gewünschten Betriebsbedingungen mit mehr oder weniger
großem Überschneidungswinkel der Offenstellungen der Ein- und Auslaßventile zu fahren,
und zwar zvvechmäßig in der Weise, daß im Leerlaufbetrieb und insbesondere um einen
derartigen Motor leichter starten zu können, die Überschneidung der Ventile möglichst
nicht über 3o° Kurbelwinkel nach der oberen Totpunktstellun g des Kolbens beträgt,
während bei steigender Leistung der üb.erschneidungswinkel der Ein- und Auslaßventile,
bezogen auf den oberen Totpunkt, vergrößert wird. Diese Verstellung des Überschneidungswinkels
kann :entweder von Hand oder selbsttätig in Abhängigkeit Beines Leistungsreglers,
Drehzahlreglers, Ladedruckreglers oder eines barometrischen Impulsgebers erfolgen.
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Es ist zwar schon bekannt, mehrere Doppelkolbenbrennkraftmaschinen
zu einer Triebwerkseinheit zusammenzusetzen und # die @entsprechend schwenkbar gelagerten
Zylindergruppen um parallel zur Kurbelwelle angeordnete Achsen zu lagern und dien
Steuieruingsantrieb über einen e5nzigen Kettenzug durchzuführen. Die Vorgussetzungen,
die für die vorliegende Erfindung maßgebend waren, sind hierbei jedoch nicht erfüllt.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind mit den für sie wesentlichen
Teilen in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen: Fig. i eine Ansicht auf einen
Mehrfach-Sternmotor mit in Reihe hintereinand@erliegenden Zylindern, Fig. 2 einen
Teilschnitt durch Fig. 1, Fig.3 eine Teilaufsicht auf einen Mehrfach-Sternmotor
mit versetzt angeordneten Zylindern, Fig. 4. eine Ansicht eines Doppelsternmotors
mit versetzt angeordneten Zylindern, Fig. 5 eine Teilaufsicht ,auf Fig. 4., Fig.6
eine Ansicht des Steuerwellenantriebes mit einer Kette und Fig. 7 mit doppelter
Kette, Fig. 8 eine Teilaufsicht auf Fig. 6.
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Fig.9 eine Teilaufsicht auf Fig.7. Fig. i o eine Ansicht des Steuer
wellenantriebes mit einfacher Kette bei getrennten Steuerwellen für die Ein- und
Au slaßv-entile, Fig. i i eine Ansicht eines Steuer«-ellenantriebes mit Hilfe eines
Zahnkranzes, Fig. 12 den Schnitt durch einen solchen Zahakranzantrieb nach Fig.
i i, Fig. 13 eine Teilaufsicht auf Fig. i o.
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Die Steuerwellen i in den Zylinderköpfen 2 des in Fig. i in Ansicht
gezeigten Sternmotors sind in an sich bekannter Weise über Stirnzahnräder 3 und
4. mit Hilfe eines Kettentriebes verbunden. Das Stirnzahnrad 3 erhält seinen Antrieb
über den K.-ttentrieb 5 durch das von der Kurbelwelle angetriebene Stirnzahnrad
6. Es werden vorzugsweise drei gleichmäßig verteilte Steuerwellen von der Kurbelwelle
aus angetrieb n. Der Antrieb der Steuerwellen, die den von der Kurbelwelle aus angetriebenen
Steuerwellen benachbart sind, erfolgt über weitere getrennte Kettentriebe 7 oder
einen einzigen geschlossenen Kettentrieb. Falls :es sich um versetzte Zylinder des
Sternes handelt, wie dies die Zylinderköpfe 2' in punktierter Stellung im rechten
Teil. der Fig. i zeigen, erfolgt der Antrieb der Steuerwellen i' ebenfalls über
Kettentriebe ; und -weitere Stirnzahnräder 8 und 9, wie dies insbesondere die Fig.3
in Teilaufsicht veranscbaulicht. Um für jeden Zylinder einen besonderen Kettentrieb
zu sparen, ist es, vv-i.e dies Fig. a in Ansicht zeigt, möglich, den Antrieb der
Steuerwellen von der Kurbelwelle lie-r über drei Kettentriebe 5 mit dem Vorteil,
eines gleichmäßigen Antriebes durchzuführen, wobei die einzelnen Steuerwellen i
untereinander über Kettentriebe 7 verbunden sind. Bei Mehrfach-Sternmotoxen, deren
einzelne Zylinder versetzt angeordnet sind, wie dies die Teilaufsicht der Fig.5
zeigt, erfolgt zweckmäßig der Antrieb der einzelnen Stetterw elfen untereinander
innerhalb zweier aufeinanderfo-l@ge:nder Zylindersterne über di:c Kettentriebe 7.
Diese Aufteilung hat den Vorteil, daß der Antrieb der einzelnen Steuerwellen der
beiden Zylindersterne in einer Ebene liegt und, falls man eine Verkleidung für die
Kettentriebe wünscht, nur eine einzige Verkleidung erforderlich wird, die beispielsweise
in
der nicht dargestellten Verkleidungshaube untergebracht sein kann. Bei einer- derartigen
Ausbildung - des Steuerantriebes kann, falls @es sich um luftgekühlte Motoren handelt,
die Kühlluft frei an die Zylinder herangeführt werden., ohne daßeine Gefahr, der
Verwirbielung o@. dgl. besteht. Sind für die Kettentriebe 5 für den Antrieb der
Steuerwellen i von der Kurbelwelle her hesondere Gehäuse 13 vorgesehen, so können
diese Gehäuse mit besonderen Öffnungen i ä vdrsehen werden, durch die die Kühlluft
an die betreffenden Zylinder, die von diesem Gehäuse 13 teilweise verdeckt sind,
durchtreten kann. Es. ist mit @ein@em derartigen Steuerungsantrieb möglich, -wie
dies die Zeichnung zeigt, insbesondere bei Mehrfach-Sternmotoren die einzelnen Zylindersterne
wesientli!c@ dichter zusammenzudrücken, da die Zylinderköpfe keine vorstehenden
Türme. für den Antrieb der Ventilkipphebel o. dgl. besitzen.
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An Stelle die, einzelnen Steuerwellen i über die Kettentriebe 7, wie
dies ' ins.bes.ondere in Fig. 5, die eine Aufsicht auf Fig. q. darstellt, gezeigt
ist, anzutreiben, ist es auch möglich, wie dies Fig. 6 in Teilansicht zeigt, die
Steuerwellen i über die Stirnzahnräder 3 untereinander mit Hilfeeines einzigen,
in sich geschlossenen Kettentriebes 14 zu verbinden, der zweckmäßig einmal auf der
Außen- und einmal auf der Innenseite eines. Stirnzahnrades 3, wie dies die Zeichnung
erkennen läßt, vorb@eigefiihrt wird. Dabei ist es möglich, wenn @es sich -um einen
Dopp.elsternülotor handelt, diesen Kettentrieb 1 4 ,ebenfalls, , wie dies
die Fig.8 in Teilaufsicht zeigt, zwischen die beiden Zylindersterne zu verlegen.
Genügt der durch diese- Anordnung erzielte Umschlingungswinkel des Kettentriebes.
an den Stirnzahnrädern 3 nicht, so kann der Zahneingriff der Stirnzahnräder 3 in
den Ketten dadurch vergrößert werden, daß, wie dies Fig.7 in Teilansicht zeigt,
zwei Kettentriehe 15 und 16 vorgesehen werden, die abwechselnd an den Stirnzahnrädern
3 vorbeigeführt sind und mit diesen an zwei Stellen gleichzeitig in Eingriff stehen:
Es empfiehlt sich, wie dies die Fig. 9 in Aufsicht zeigt, diese beiden Kettentriebe
15 und 16 getrennt auf zwei verschiedene Stirnzahnräder 3 und 3' zu verlegen, um
@einfe gegenseitige Beeinflussung der Ketten durch Anschlagen oder Reibung zu vermeiden.
Sind mehr als zwei Zylindersterne vorgesehen, so erfolgt der Antrieb der nächstfolgenden
Sterne über weitere auf den Steuerwellen i vorgesehene Stirnzahnräder 17. Werden
an den Antrieb der Steuerwellen bei Mehrfach-Sternmotoren besonders hohe auf Sicherheit
oder Gleichförmigkeit gestellt,- so können auch diese Stirnzahnräder 17 Abenfalls
genau wie die Stirnzahnräder 3 über besondere Kettentriebe 18 mit der Kurbielwelle
in Verbindung stehen.
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An Stelle zwei Kettentriebie gemäß der Fig. 7 für den erforderlichen
Umschlingungswinkel zu wählen, ist es ,auch möglich, mit einem einzigen Kettentrieb
auszukommen, wenn, wie dies die Fig. io in Teilansicht zeigt; die Steuerwellen aufgeteilt
werden, und zwar derart, daß je, eine Steuerwelle i9 für die Einlaß- und
eine Steuerwelle 2o für die Auslaßventile vorgesehen wird, wobei jede Steuerwelle
ein Stirnzahnrad 21, 22 trägt, an dienen ein einziger Kettentrieb 23 abwechselnd,
wie dies die Zeichnung zeigt, vorbeigeführt wird. Bei entsprechender Wahl der Durchmesser
der Stirnzahnräder und entsprechendem Abstand der Steuerwellen ist es auf diese
Weise möglich, den gewünschten Umschlingungswinkel des Kettentriebes mit den Stirnzahnrädern
einzuhalten.
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In der Teilaufsicht der Fig. i i ist an Stelle eines Kettentriebes
,ein Z,ahnl,-ranz 24 gezeigt, der mit den Stirnzahnrädern 2i, 22 der Steuerwellen
i9 und 2o in Eingriff steht. In dem gezeichneten Ausführungsbeisp"elerhält der mit
einer Innenverzahnung versehene Zahnkranz 24 seinen Antrieb über das Kitzel 3 und
den Kettentrieb 5. Der Zahnkranz 2:1 kann auch mit einer Außenverzahnung versehen
sein und als Zahnkranz 25 zwischen dem Kurbelgehäuse, und den Stirnzahnrädern gelagert
werden. Um eine besondere Lagerung .des Zahnkranzes im Motorgehäuse oder in der
Motorverkleidung zu vermeiden, werden zweckmäßig die Stirnzahnräder 3 bzw. i9, 2o
mit Abstützrin,gen 26 versehen, deren äußerer Durchmesser genau dem Teilkreis
27 des Zahnrades 3 entspricht. Auch dier Zahnkranz 2q. bzw. 25 ist mit Abstützringen
28 versehen, deren Durchmesser ebenfalls dem betreffenden Teilkreis des Zahnkranzes
entsprechen.. Auf diesle Weise rollt der Zahnkranz 24 bzw. 25, wie dies Fig* 12
im Schnitt zeigt, genau. auf den Teilkreis der Zahntriebe 3,19 bzw. 2o ab.
Es ist selbstverständlich .möglich, diese Abstütznnge so -auszubilden, .daß sie
sich beispielsweise gegenseitig überlappen, so daß eine seitliche Verschiebung des
Zahnkranzes unterbunden ist. Handelt es sich bei der Verwendung von einem Zahnkranz
zum Antrieb der einzelnen Steuerwellen um einen Doppelsternmotor, so- kann die Lagerung
des Zahnkranzes ebenfalls ähnlich wie in Fig.8, wie dies die Teilaufsicht in. Fig.
13 zeigt, zwischen den beiden Zylindersternen erfolgen, so daß mit Hilfe eines.
ien.-zigen Zahnkranzes sowohl die Steuerwellen des ersten Zylindersternes als auch
die Steuerwellendes folgendem, Zylindersternes gemeinsam- angetrieben werden.
Bei
Verwendung eines geschlossenen Kettentriebes zum Antrieb der einzelnen Steuerwellen
kann es zweckmäßig sein, besondere, nachstellbare Spannrollen vorzusehen, um die
Spannung des Kettentriebes jeweils einstellen zu können. Derartige Spannrollen können
auch auf einem kleineren oder größeren Durchmesser -wie die Steuerwellen zwischen
j e zwei von diesen so verlegt werden, d.aß der um die Stirnzahnräder der Steuerwellen
und um die Spannrollen herumgeführte Kettentrieb eine Nachregulierung seiner Spannung
erlaubt und gleichzeitig den erforderlichen Umschlingungswinkel an den Stirnzahnrädern
der Steuerwellen :ergibt.