DE762144C

DE762144C -

Info

Publication number: DE762144C
Application number: DENDAT762144D
Authority: DE

Description

PJL 529571 2ft 7.42

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg A. G., Augsburg

Stadtbachstrasse 7

M 152 032 Ia/46b1 Augsburg,den 27.JuIi 194-2

PB. 1392

Steuerung für Zweitafexbrennkiaftmaschinen.

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für

Zweitaktbrennkraftmaschinen mit am oberen Zylinderende oder in dessen Nähe angeordneten ringventilgesteuerten Ein- oder Auslassöffnungen. Die Anordnung von Ein- bezw. Auslassöffnungen am oberen Teil des Arbeitszylinders hat gegenüber den Ausführungen mit kolbengesteuerten Ein- und Auslassöffnungen am unteren Zylinderteil den Vorteil kleineren Leistungsaufwandes für die Spüllufterzeugung durch Anwendung der bekannten Gleichstromspülung. Diesem Vorteil der Gleichstromspülung steht jedoch der Nachteil eines grossen Aufwandes an Gewicht und Zylinderbauhöhe gegenüber, wenn wie üblich die Ein- bezw. Auslassöffnungen im Zylinderkopf durch mehrere mittels Nockenwelle betätigte Ventile geöffnet werden, wodurch der Vorteil einer kurzen Zylinderbauhöhe, wie sie der Zweitaktmotor mit Spül- und Auslassschlitzen im unteren Zylinderteil aufweist, hinfällig wird.

Eine möglichst kurze Zylinderbauhöhe ist jedoch in vielen Anwendungsgebieten, insbesondere im Plugmotorenbau von ausschlaggebender Bedeutung. Man hat daher schon vorgeschlagen die oberen Ein- bezw. Auslassöffnungen seitlich am Zylinderumfang dicht unterhalb des Zylinderdeckels anzuordnen und durch einen Rohrschieber zu steuern. Diese bekannte Ausführung hat jedoch eine Reihe von Nachteilen gezeigt, von denen der sehr umständliche Schieberantrieb und die durch den Rohrschieber gehemmte Wärmeabführung vom Kolben an das Kühlmittel die wesentlichsten sind. Demgegenüber hat sich die »Steuerung der oberen Zylinderöffnungen durch ein Ringventil überlegen gezeigt. Das Ringventil ist in der Regel kurz and die Zylinderlauffläche wird von ihm freigehalten, sodass die Kolbenringe nicht mit dem Ventil in Berührung kommen. Ein besonderer Nachteil aber auch dieser Art der Steuerung war in seinem Antrieb zu sehen, der anfangs in der gleichen Weise, wie bei Tellerventilsteuerung durch Stosstangen und Kipphebel von oben her erfolgte. Dadurch erhält die Maschine ebenfalls eine unerwünschte grosse Bauhöhe. Ausserdem ist das hin- und hergehende Hebelgestänge bei schneilaufenden Maschinen eine Quelle häufiger Störungen.

Um diesen Nachteil der an sich guten Ringventilsteuerung zu beheben, ist bereits vorgeschlagen worden, das mittels Feder auf seinen Sitz gedruckte Ringventil mit einer Kurvenbahn zu versehen, welche auf Rollen läuft. Bei der Umdrehung des Ringventils gleitet die Kurvenbahn des Ventils

auf den Rollen entlang und hebt das Ventil an bestimmten Stellen der Kurvenbann entgegen der Kraft einer Schliessfeder an, sodass die Ein- bezw. Auslassöffnungen im Zylinder freigelegt werden. Diese umlaufenden Ringventile haben sich in der Praxis jedoch nicht bewährt, da sie nicht genügend dicht halten. Der Vorteil der Dichtungssteigerung durch Einarbeiten des Ventils auf den Ventilsitz, der nur dann eintritt, wenn sich Ventil und Ventilsitz immer in der gleichen Stellung zueinander befinden, geht bei den umlaufenden Ringventilen verloren. Ausserdem gestaltet sich der Antrieb des umlaufenden Ringventils schwierig, da der mit diesem verbundene Zahnkranz seine Stellung zum Antriebszahnrad in axialer Richtung bei jeder Ventilerhebung ändert. Bies führt bekanntlich schon bei geringer Abnutzung der Zähne leicht zu Verklemmungen, d.h. Betriebsstörungen unangenehmer Art.

Zur Vermeidung dieser Nachteile läuft erfindungsgemäss der mit einem Antriebszahnkranz verbundene Rollenkranz um und das in an sich bekannter Weise mit einer Kurvenbahn versehene Ringventil führt nur Bewegungen in axialer Richtung aus. Die umlaufende Bewegung ist hierbei vom Ringventil getrennt. Die Dichtungskante des Ringventils kann sich gut auf dem Ringventilsitz einarbeiten, sodass eine gute Abdichtung gewährleistet ist. Auch Störungen am Ventilantrieb treten in weitaus geringerem Masse ein, als dies beispielsweise auch bei bekannten Rohrschiebern der Fall ist, die zwar auch nur axiale Bewegungen ausführen, bei denen aber

diese Bewegungen durch, umlaufende Zapfen hervorgerufen werden, die in Kurvennuten am Schieber eingreifen und sehr leicht zum Ausschlagen der Hüten oder zum Klemmen in denselben führen. Ist das Ventil im Zylinderdeckel gut geführt, dann benötigt man nur eine nockenartige Erhebung auf der Kurvenbahn, der mit einem Nocken oder einer Rolle am Betätigungsorgan zusammenarbeitet, um jedoch die Sicherheit der Geradführung zu erhöhen, ist es zweckmässig, wenn zwei oder mehrere Nocken bezw. Rollen gleichzeitig zusammenarbeiten. Das Ventil wird dann nicht mehr einseitig angehoben. In diesem Falle muss jedoch die Umlaufgeschwindigkeit des üetätigungsorgans entsprechend verringert werden, da der Weg zwischen zwei aufeinanderfolgenden Nocken einem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine entspricht. Die Herabsetzung der Umlaufgeschwindigkeit des Betätigungsorgans ist aber von bewegungstechnischer Seite ebenfalls nur erwünscht,da schneilaufende Steuerungsteile die Betriebsunsicherheit der Maschine erhöhen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Zweitaktbrennkraftmaschine mit einer Ringventilsteuerung nach der Erfindung dargestellt und zwar zeigen

Abb. 1 einen Längsschnitt durch den oberen Teil der Brennkraftmaschine mit dem Ventil in Abschlusstellung

Abb. 2 einen Längsschnitt durch den oberen Teil

der Brennkraftmaschine, wobei das- in Offen-

Stellung gezeigte Ventil und sein Antrieb in Ansicht dargestellt sind Abb. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III

in Abb. 1, wobei Rolle und Betätigungsorgan nicht geschnitten sind.

In allen Abbildungen ist mit 1 der Zylinder, mit 2 der Kolben und mit 3 der Zylinderdeckel bezeichnet. Die Auslassöffnungen 4 im oberen l'eil des Zylinders 1 werden von dem Ringventil 5 gesteuert, welches an seinem oberen Flansch 6 eine Kurvenbahn 7 aufweist. Selbstverständlich können die Oeffnungen M- auch für den Einlass dienen, wenn der Spülstrom innerhalb des Zylinders von oben nach unten verläuft. Das Ringyentil 5 wird mittels der Schliessfeder auf seinen Sitz 15 innerhalb des Zylinders 1 gedrückt. Um das Ventil 5 ist ferner ein ringförmiges Betätigungsorgan gelegt, das im Zylinderdeckel geführt wird und ein oder mehrere Hocken bezw. Rollen 10 aufweist, welche auf der Kurvenbahn 7 ci.es Ringventils 5 gleiten bezw. rollen. Das Betätigungsorgan 9 weist an seinem äusseren Umfang einen Zahnkranz 11 auf, der mit einem Antriebszahnrad 12 in Eingriff steht.

Wird jetzt das Betätigungsorgan 9 in Umdrehung versetzt, so gelangt die Rolle 10 bei ihrem Wege auf der Kurvenbahn 7 an die nockenartige Erhebung 13 der Kurvenbahn 7 und bewirkt eine Bewegung des Ventils 5 in RichtungtLer Zy-

linderachse entgegen der Kraft der Feder 8, da das Ventil 5 durch die in eine Hut eingreifende Feder 14 an der Umdrehung gehindert wird. Um die Kraft von der Rolle IO günstig auf den Flansch 6 des Ventils 5 zu übertragen, ist es zweckmässig, die Laufflächen der Sollen 10 und der Kurvenbahn 7 kegelig auszuführen. Bei dieser Yentilbewegung werden die Oeffnungen 4 im Zylinder freigelegt und die Abgase treten aus dem Arbeitsraum der Brennkraftmaschine aus. Die Abdichtung des Brennraumes gegen den Ventilantrieb im Zylinderdeckel erfolgt mittels der Dichtungsringe 16. Um ein möglichst flaches Ansteigen der Nocke 13 und damit eine geringe mechanische Beanspruchung zu ermöglichen, ist in bekannter Weise der Sitz des Ventils im Zylinder 2 etwas unterhalb der Oeffnungen 4 angeordnet, sodass während der langsameren Anfangsbewegung des Ventils die Schlitze noch nicht geöffnet werden. Um einen einseitigen Angriff der anhebenden Kraft des Ventils 5 zu vermeiden, kann man mehrere Rollen 10 und eine entsprechende Anzahl von Erhebungen 13 am Schieber 5 anordnen, die gleichzeitig zusammenarbeiten» Die Drehzahl des Betätigungsorgans muss so abgestimmt werden, dass der Weg zwischen je zwei benachbarten Erhebungen 13 einem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine entspricht. Anstelle der Rollen 10 können natürlich auch einfache sich nicht drehende Hocken am Betätigungsorgan angeordnet sein. Die Lagerung des üetätigungsorgans 9 im Zylinderdeckel kann beliebig ausgeführt werden. Bildet man die Betätigungsorgane 9 cLer einzelnen nebeneinanderliegenden

Claims

Zylinder bei Mehrzylinderbrennkraftmaschinen so aus, dass die Zahnkränze 11 je zwei benachbarterVentilantriebe ineinandergreifen, so benötigt man für die gesamte Brennkraftmaschine lediglich ein einziges Antriebsrad 12. Bei Sternmotoren kann man die Zahnkränze 11 der Betätigungsorgane 9 als Kegelräder ausbilden und die Kegelwinkel der Kegelräder entsprechend dem Neigungswinkel zwischen zwei benachbarten Zylindern, oder auch zur Vermeidung zu grosser Raddurchmesser mit einem kleineren Kegelwinkel unter Zwischenschaltung weiterer Kegelräder wählen, sodass auch bei einem Sternmotor sämtliche Ventilantriebe von einer Stelle aus in Umlauf gesetzt werden können.

Der Ventilantrieb nach der Erfindung hat den grossen Vorteil, dass mit Ausnahme des Ventils selbst keine hin- und hergehenden Teile für die Steuerung benötigt werden und die ßauhöhe der Brennkraftmaschine nicht grosser ist als bei Zweitaktmaschinen mit Ein- und Auslassöffnungen im unteren Teil des Arbeitszylinders. Wegen der in der Höhe sehr gedrängten ßauform des Ventils werden die Gewichte der hin- und hergehenden Massen nicht grosser als bei Verwendung von vier Tellerventilen im Zylinderdeckel»

Patentansprüche t

1· Steuerung für Zweitaktbrennkraftmaschinen bei welcher die am oberen Zylinderende oder dessen Nähe angeordneten Ein- und Auslassöffnungen durch ein mittels Kurvenbahn

und Rollenkranz betätigtes Singventil gesteuert werden»

dadurch gekennzeichnet, dai^der mit einem Antriebszahnkranz 11

verbundene Rollenkranz (9) umläuft und das in an sich

bekannter Weise mit einer Kurvenbahn (7) versehene Ringven-. til (5) nur Bewegungen in jtxialer Richtung ausführt·

2» nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächen der Kurvenbahn (7) und der Nocken oder Rollen (10) des Betätigungsorgans (9) konisch ausgeführt sind»

3 » '- na ch Anspruch 1_t dadur'ch gekennzeichnet, daß die Kurvenbahn (7) des Ventils (5) eia oder mehrere nockenförmige Erhebungen C13) aufweist, welche gleichzeitig mit der gleichen Anzahl von flocken oder Rollen (1C)' des Betätigungsorgans (9) in Berührung kommen.