DE204086C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 204086 KLASSE 466. GRUPPE

Umsteuerung für Explosionskraftmaschinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Februar 1906 ab.

Die Erfindung betrifft eine umsteuerbare Explosionskraftmaschine. Gemäß der Erfindung sind die die Ventile steuernden Daumenscheiben derart auf einer Welle angeordnet, daß sie außer einer Winkellagenveränderung auch eine Längsbewegung mit ■ der Welle ausführen können, wodurch die Vorsprünge der Daumenscheiben in eine derartige Lage ge-. bracht werden, daß alle Zylinder gleichzeitig ίο mit dem explosiblen Gemisch gefüllt werden.

Auf den Zeichnungen, welche eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes darstellen, ist

Fig. ι ein Längsschnitt durch die Maschine. Fig. 2 ist eine Endansicht und

F.ig. 3 ein Grundriß derselben.

Fig. 4 ist ein Schnitt durch die Maschine nach der Linie 5-5 der Fig. 2.

Fig. 5 ist ein Schnitt durch den Karburator, aus welchem die nach dem Hochdruckzylinder führenden Einlaßrohre zu ersehen sind.

Fig. 6 ist eine Seitenansicht der einen Daumenscheibe, welche die Ventile der Hochdruckzylinder steuert.

Fig. 7 ist eine Seitenansicht derjenigen Daumenscheibe, welche die Bewegung der Auslaßventile nach dem Niederdruckzylinder regelt.

Fig. 8 ist eine Seitenansicht derjenigen Daumenscheibe, welche die Ventile zwischen Hoch- und Niederdruckzylinder steuert. Die

Fig. 9 und 10 zeigen die beiden Enden der Daumenscheibenwelle und der mit dieser verbundenen Teile im teilweisen Schnitt und in teilweiser Ansicht.

Das Maschinengestell besteht aus einem Rahmen, welcher die drei Zylinder α¹, α², a³ und das Kurbelgehäuse «⁴ enthält. Die Kurbelwelle C ist in den Lagern b¹, b², b³ und δ⁴ drehbar gelagert. Die Kurbelwelle besitzt drei Kurbeln c¹, c², c³, und die beiden an der Außenseite liegenden Kurbeln sind zu der mittleren Kurbel um 180 ° versetzt. Die Kurbeln c¹, c², c³ sind mittels der Treibstangen r^s,'r⁹, r¹⁰ mit den Kolben f¹, f², f³ in den zugehörigen Zylindern a¹, a², a³ verbunden. An dem oberen Ende der Zylinder ist ein Gehäuse D befestigt, welches den Deckel für alle Zylinder bildet.

Auf der Kurbelwelle C ist ein Zahnrad g¹ aufgekeilt, welches mit einem Zahnrade g² kämmt, das am Maschinenrahmen gelagert ist und mit einem zweiten Zahnrade g³ in Eingriff steht. Das Zahnrad g·³ ist an einer Hülse s¹ befestigt, deren eines Ende sich in einem an der Deckelplatte b⁵ angeordneten Lager dreht (Fig. 1, 4 und 9). Die Hülse s¹ wird an einer seitlichen Bewegung in dem Lager einerseits durch das Zahnrad g³ und andererseits durch einen an der Hülse s¹ befestigten Ring s² verhindert. Das Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern g¹ und g³ ist derart, daß das Zahnrad g³ genau die Hälfte der Umdrehungen des Zahnrades g¹ ausführt.

Die Steuerwelle s⁴ geht durch die Hülse s¹ hindurch und wird zu einer Drehung mit der Hülse s¹ durch einen Bolzen s^B gezwungen, welcher in eine schraubenförmig verlaufende Nut s^e der Welle s⁴ eingreift. Eine Hülse s¹² sitzt auf dem anderen Ende der Welle s⁴ und wird zu einer Drehung mit der Welle s⁴ durch einen Bolzen s¹³ gezwungen, welcher an der Hülse s¹² befestigt ist und in eine, schrauben-

förmig verlaufende Nut s¹⁴ der Welle sⁱ eingreift. Die Hülse s¹² ist, wie aus der Fig. io der Zeichnung ersichtlich, mit der Kommutatorhülse s⁷ mittels Schraubengewinde verbunden.

Die Welle s⁴ ist in den Lagern b¹, b^s drehbar gelagert, welche an dem Kurbelgehäuse α⁴ befestigt sind. Auf der Welle s⁴ sind die beiden einlappigen Daumenscheiben s¹⁸ und s¹⁶, und die mit zwei Lappen ausgestattete Daumenscheibe. s¹⁷ befestigt. Auf der Hülse s¹ ist eine einlappige Daumenscheibe s¹⁸ angeordnet, welche zu einer Drehung mit der Hülse s¹ durch einen Bolzen s¹⁹ gezwungen wird, welcher an der Daumenscheibe s¹⁸ befestigt ist und in eine schraubenförmig verlaufende Nut s³ der Hülse s¹ eingreift. Die Daumenscheibe s¹⁸ ist mit der Welle s⁴ mittels Schraubengewinde verbunden, wie dies aus der Fig. 9 der Zeichnung zu ersehen ist, so daß die genannte Daumenscheibe eine Längsbewegung mit der Welle s⁴ ausführen und sich mit der letzteren drehen kann. Eine einlappige Daumenscheibe s²⁰ ist auf der Hülse s¹² angeordnet und wird zu einer Drehung mit der Hülse s¹² durch einen Bolzen s²¹ gezwungen, welcher an der Daumenscheibe s²⁰ befestigt ist und in eine schraubenförmig verlaufende Nut s²² der Hülse s¹² eintritt. Die Daumenscheibe s²⁰ ist mit der Welle s⁴ mittels Schraubengewinde verbunden (s. Fig. 10), so daß die genannte Daumenscheibe eine Längsbewegung mit der Welle s⁴ ausführen und sich um die letztere drehen kann.

Ein Hebel L¹ ist an der' Deckelplatte δ⁵ gelagert. An dem Hebel L¹ ist ein segmentförmiges Zahnradstück L² befestigt, welches mit den ringförmig verlaufenden Nuten an dem Ende der Welle s⁴ in Eingriff steht, so daß durch den Hebel L¹ die Welle s⁴ seitlich verschoben und eingestellt werden kann.

Ein Kanal p¹ führt nach dem Zylinder a¹ und ist an seinem Ende durch das Ventil v¹ verschlossen (s. Fig. 5). Das Ventil v¹ ist in dem Karburatorgehäuse vorgesehen und wird durch eine Feder t^s auf seinen Sitz gedrückt. Der Kanal ft² führt nach dem Zylinder a³ und wird an seinem Ende durch ein Ventil v² verschlossen, welches durch eine Feder t^s auf seinen Sitz gedrückt wird. Der Kanal o¹ ist mit dem Kanal o² für das Gasolin, Petroleum o. dgl. ausgerüstet, nach welchem das Gasolin durch ein Zuleitungsrohr o⁵ geleitet wird. Der Kanal o² steht mit den engen Kanälen o³ und o⁴ in Verbindung, welche die Sitze der Ventile v¹ und v² durchbohren. Der Zufluß des Gasolins nach den Kanälen o³ und o⁴ wird durch ein Nadelventil i;³ geregelt. Die Bauart ist hierbei derart, daß, wenn eine Verdünnung in einem der Zuführungskanäle stattfindet, das Ventil v¹ oder v², welches zu dem betreffenden Kanal gehört, von seinem Sitz abgehoben wird, so daß eine Menge von Luft und Gasolin in den genannten Kanal eintreten kann. Durch Abdrosselung des Zuflusses des Gasolins nach den Kanälen o³ und oⁱ kann die Mischung von Luft und Gasolin, welche zu den Kanälen geführt wird, verändert werden.

Wenn die Teile sich in der in der Fig. 1 der Zeichnungen dargestellten Lage befinden und ein explosibles Gemisch von Gas und Luft den Raum in dem Zylinder a¹ oberhalb des Kolbens f¹ anfüllt, wird der durch die Explosion dieses Gemisches erhaltene Druck ein Niedergehen des Kolbens f¹ und eine Drehung der Kurbelwelle nach sich ziehen. Demzufolge wird der Kolben f² nach oben geführt, und der Inhalt des Zylinders «² wird nach der Auslaßöffnung gedrängt werden und gelangt von dort durch das Auspuffrohr p⁸ nach der Atmosphäre. Der Kolben/³ bewegt sich mit dem Kolben f¹ gleichzeitig nach unten und bewirkt eine Verdünnung in den Teilen a³ und -p², so daß hierdurch das Ventil v¹ . geöffnet wird und eine Mischung von Gas und Luft nach den Teilen -p² und a³ eintreten wird. Nachdem der Kolben/³ seine Bewegung nach unten vollendet und das Ventil v⁷ sich bei der Erreichung der tiefsten Lage des Kolbens geschlossen hat, wird das Gas- und Luftgemisch, welches in dem Räume a³ eingeschlossen ist, bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens f^z komprimiert. Die Abmessungen des Zylinders sind hierbei derart, daß die Kompression so weit ausgedehnt wird, daß die durch die Kompression erzeugte Hitze genügend groß ist, um eine Entzündung des Gas- und Luftgemisches zu erzielen, wenn der Kolben in der Nähe des Endes seines Aufwärtshubes ist. Die Expansion des entzündeten Gemisches wird alsdann den Kolben /³ nach unten drücken, und wenn derselbe das Ende seines Hubes erreicht hat, werden die Ventile v⁸ und v⁹ geöffnet, so daß eine Verbindung zwischen den Zylindern a^s und a² hergestellt wird. Die Ventile v⁵, v⁶, v¹ sind hierbei geschlossen, so daß der Druck auf den größeren Kolben/² wirkt und diesen Kolben nach unten drückt und das Gemisch noch weiter expandiert wird. Der Kolben/³ wird hierdurch nach oben geführt. Wenn der Kolben/² das Ende seines Abwärtshubes und demzufolge auch der Kolben /³ das Ende seines Aufwärtshubes ■ erreicht hat, werden die Ventile v⁸ und v⁹ geschlossen und die Ventile i^lln und v⁷ geöffnet. Mittlerweile bewegt sich der Kolben/¹ gemeinsam mit dem Kolben/³, so daß das Gemisch von Gas und Luft in dem Zylinder a¹ bis zur Entzündungstemperatur komprimiert wird. Das in dem Zylinder a¹ entzündete Gemisch expandiert und drückt den Kolben/¹ wiederum nach unten, während-

dessen der Kolben /² nach oben geht und den Inhalt des Zylinders «² durch das Ventil v¹⁰, . welches zu diesem Zwecke geöffnet wird, heraustreibt.

Wenn der Kolben f¹ das Ende seines nach unten gehenden Hubes erreicht hat, wird das Ventil v¹⁰ geschlossen und die Ventile v⁵ und v^e geöffnet, zwecks Erzielung einer Verbindung zwischen den Zylindern a¹ und a², so daß der

ίο Druck auf den größeren Kolben /² denselben nach unten drückt, und wodurch das Gemisch weiter expandiert und die Kolben f¹ und /³ nach oben geführt werden. Es ist also ersichtlich, daß während eines jeden Abwärtshubes der Kolben/¹ und/³ einem der beiden eine Kraft erteilt wird. Desgleichen wird bei jedem Aufwärtshube der Kolben f¹ und /³ dem Kolben /² eine Kraft übertragen.

Die die Daumenscheibe tragende Welle s⁴ ist nun so zur Kurbelwelle C eingestellt und die Abmessungen dieser Teile sind derart, daß, wenn der Hebel L¹ auf der einen Seite der Nut der Stange e¹¹ aufruht, die Ventildaumenscheibe in derjenigen Stellung sich befindet, bei welcher die Maschine nach der einen Richtung laufen kann. Wenn jedoch der Hebel L¹ derart bewegt wird, daß derselbe auf der anderen . Seite der Nut in der Stange e¹¹ aufruht, ist die Steigung und Richtung der spiralförmigen Nuten s³, s⁶, s⁹ und s¹⁴ derart, daß die Seitwärtsbewegung der Welle sⁱ infolge der Bewegung des Hebels L¹ eine Vorwärtsdrehung der Daumenscheibenwelle und der Daumenscheiben s^is, s¹⁶, s¹⁷ um 90⁰ bewirken wird, und wodurch die Daumenscheiben s¹⁸ und s²⁰ ebenfalls um 90 ° zurückverdreht werden. Die genannten Daumenscheiben bewegen nunmehr die Ventile in der richtigen Weise, wenn die Maschine nach der entgegengesetzten Richtung arbeitet.

Wenn die Maschine nach der einen Richtung läuft und der Hebel L¹ nach der Mittellage in der Nut der Stange e¹¹ bewegt worden ist, werden die Daumenscheiben s¹⁸ und s²⁰ seitwärts bewegt, so daß die verbreiterten Mittelteile gegen die Rollen der entsprechenden Daumenscheibenplatten drücken, und wodurch die Ventile vⁱ und ν^η während eines Teiles des Kompressionshubes der Kolben f¹ und /³ offen bleiben. Hierdurch wird der Kompressionsbetrag in den Zylindern a¹ und a³ vermindert und unterhalb des Punktes der Selbstzündung gehalten, so daß die Maschine zum Stillstand gebracht wird. Die letzten Umdrehungen der Maschinenwelle finden ohne Zündung statt, wobei das verbrannte Gemisch nach außen gedrückt wird und wodurch die Maschine, zum Stillstand gebracht wird, wenn alle Zylinder mit einem explosiblen Gemisch von Gas und Luft gefüllt sind.

Die Art und Weise der Umsteuerung der Daumenscheiben von der in den Zeichnungen dargestellten Lage, in welcher der Hebel L¹ in Berührung mit der einen Seite der Nut der Stange e¹¹ ist, ist hierbei folgende:

Der Hebel L¹ wird derart bewegt, daß derselbe in Berührung mit der entgegengesetzten Seite der genannten Nut kommt, und wodurch die Welle s⁴ in derselben Richtung längs bewegt wird, und wobei die Welle s⁴ die Daumenscheiben s¹⁵, s¹⁶, sⁱ⁷, s¹⁸ und s²⁰ mit sich führt. Die Längsverschiebung der Welle s⁴ hat eine Drehung derselben um 90 ° infolge des Ineingrifftretens des Bolzens s⁵ mit der Hülse s¹, welche durch das Rad g³ an einer rotierenden Bewegung verhindert wird, mit der schraubenförmigen Nut s^e der Welle zur Folge, so daß die Daumenschen s¹⁵, s¹⁶ und s¹⁷ um denselben Winkel gedreht werden, während die Daumenscheiben s¹⁸ und s²⁰ um einen Winkel von 90 ° nach der entgegengesetzten Richtung geschwungen werden. Diese Bewegung nach der entgegengesetzten Richtung der Daumenscheibe s¹⁸ wird durch den Bolzen s¹⁹ in der Daumenscheibe s¹⁸ erhalten, welcher mit der Nut s³ der Hülse s¹ in Eingriff kommt. Die letztgenannte Nut verläuft nach der entgegengesetzten Richtung geneigt als die Nut s⁶ verläuft. Die entgegengesetzte Bewegung der Daumenscheibe s²⁰ wird durch den Bolzen s²¹ der Daumenscheibe s²⁰ erzielt, welche mit der Nut s²² der Hülse s¹² in Eingriff kommt. Die letztgenannte Hülse wird an einer rotierenden Bewegung durch den Bolzen s¹³ verhindert, welcher mit der schraubenförmig verlaufenden Nut s¹⁴ der Welle s⁴ in Eingriff steht.

Wenn die Maschine nach der einen Richtung läuft und der Hebel L¹ nach dem anderen Ende der Nut in der Stange e¹¹ geführt wird, wird die Zündung in den Zylindern a¹ und a^z aufhören, während der Hebel über die Nut hinweggeht, so daß demzufolge alle drei Zylinder mit einem explosiblen Gemisch von Luft und Gas angefüllt werden. Wenn der Hebel L¹ das andere Ende der Nut erreicht hat, sind die Bewegungen der verschiedenen Ventile derart, daß der Inhalt des Zylinders a¹ nach einem der Zylinder a¹ oder a³ gedrückt wird und daß bei- dem Aufwärtshub des Kolbens in dem Zylinder a¹ bzw. a³ der Inhalt dieses no Zylinders vermöge der Hitze der Kompression zur Entzündung gebracht wird, ehe der Kolben das Ende des Aufwärtshubes erreicht hat.

Zweckmäßig werden die Teile der Maschine der Erfindung derart bemessen, daß die in den umlaufenden Teilen aufgespeicherte Energie vollkommen durch die genannte Kompression des zur Entzündung gelangenden Gemisches in den Zylindern a¹ oder a³ aufgebraucht wird, so daß demzufolge die Maschine zur Ruhe und alsdann vermöge des Druckes, welcher durch das entzündete Gemisch in den Zylin-

Claims (1)

1. dem α¹ oder α³ auf den Kolben f¹ oder f³ j Ventile (v* bis v¹⁰) steuernden Daumendrückt, in umgekehrter Richtung bewegt wird.
   Patent-Anspruch:

   Umsteuerung für Explosionskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die die

   scheiben fs¹⁵, s¹⁶, s¹⁷, s¹⁸, S²⁰J derart auf einer Welle (s^l) angeordnet sind, daß sie außer einer Winkellagenveränderung auch eine Längsbewegung mit der Welle ausführen.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.

   BERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEREI.