DE300335C

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Publication number: DE300335C
Application number: DENDAT300335D
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Description

KAISERLICHES Λ

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf Ventile für Kraftmaschinen und betrifft insbesondere vereinigte Ein- und Auslaßventile, für Verbrennungs- und Explosions-Kraftmaschinen. Es gibt deren zahlreiche Bauarten, die aber alle ■ gewisse Mängel aufweisen.

In den meisten Fällen sind lediglich zWei Ventile ineinander gebaut, von denen jedes, nur eine bestimmte Funktion, hat, z. B. den

ίο Auslaß oder den Einlaß zu steuern, die Zu-. führung des Brennstoffes oder der Luft zu regeln usw. Bisweilen verwendet m,an auch Ventile, deren Funktionen teilweise gemeinschaftlich erfolgen, so daß ζ. B. die Zuführung des Brennstoffgemisches und frischer· Luft unter Benutzung jeweilig beider Ventile stattfindet. Hierbei besitzt aber mindestens eines der beiden Ventile verschiedenerlei Durchtrittsöffnungen, von denen die eine Art z. B. der Zuführung des Brennstoffgemisches, die andere Art der Zuführung der Frischluft dient usw.

Die Bauart der einzelnen Ventile wird hierdurch umständlich, und führt mindestens zu großen Bauhöhen, oft aber auch zu keineswegs einfachen Ventilgehäusen mit zahlreichen wenig zugänglichen und daher schwer bearbeitbaren Kanälen und Hohlräumen. Im günstigen Falle sind bei den bisher bekannten vereinigten Ventilen mehrere gegeneinander nicht auswechselbare Einzelteile vor-' banden, deren zahlreiche Paßflächen gegeneinander und gegenüber dem Zylindergehäuse ein mühsames Einpassen jeweilig eines Körpers' gegenüber mehreren anderen erfordert, da nur bei genauer gleichzeitiger Führung aller Teile gegeneinander- ein spiel- und klemmung'sfreier Gang" ermöglicht wird.

Im übrigen geben selbst die im Zylinderdeckel untergebrachten Ventile oft Anlaß zur Bildung verwickelter schädlicher Räume, bei denen eine ungleichförmige Erhitzung einzelner Teile nicht .zu vermeiden ist. Von einer gleichförmigen Kühlung des Gesamtventiles und namentlich seiner beweglichen Teile ist daher keine Rede, und unerwünschte Verziehungen während des Betriebes sind häufig die Folge. Der Einbau etwa vorrätig gehaltener Reserveventile aber wird durch die zahlreichen Führungs- und Dichtungsflächen gegenüber dem Zylinderkörper erschwert.

Die Erfindung bezweckt eine Ventilkonstruktion zu schaffen, die die angeführten zahlreichen Mängel durch eine grundsätzlich einfachere Bauart völlig vermeidet, und insbesondere geringsten schädlichen Raum mit guter Zugänglichkeit lind Kühlung aller Ventilteile vereinigt. Zweck der Erfindung ist es auch, eine weitgehende Auswechselbarkeit sämtlicher VentilteileTund ihrer Steuerorgane zu erreichen, und hierdurch ein in allen Teilen leicht herstellbares für die Massenanfertigung besonders geeignetes Ventil zu gewinnen, das aber dennoch allen Betriebsverhältnissen ge- \vachsen ist.

Den Erfindungsgegenstand bildet demgemäß ein insbesondere für Explosions-Kraftmaschinen geeignetes Ein- und- Auslaßventil mit einem gegenüber der Ventilspindel beweglichen Ringschieber, bei dem der Ringsch'ieber für die zu- und abströmenden Betriebsstoffe und Verbrennungsprodukte nur eine

einzige auf seiner Mantelfläche, am besten kreisringartig verlaufende Durchtrittsöffnung besitzt. An Stelle der einen Durchtrittsöffnung" kann auch eine Reihe von öffnungen treten, wenn diese nur in einer Ebene liegen und so einander gleichwertig erscheinen.

Eine Vervollkommnung· der Erfindung liegt darin, daß der Ringschieber als Kolben von zweckmäßig dem gleichen. Durchmesser wie

ίο der eigentliche Maschinenkolben ausgebildet ist. Derfn hierdurch wird außer den sonstigen Vorzügen ein besonders geringer Verschleiß und eine doch völlig sichere Abdichtung der Zuführungskanäle gegenüber dem Zylinderinnern erreicht. Auch ist die Frage der Schmierung auf diese Weise gut gelöst. Namentlich aber läßt sich das gesamte Ventil in kürzester Zeit ausbauen und nötigenfalls durch ein Vorratsventil ersetzen, ohne daß ein umständliches Neueinpassen erforderlich ist. Am einfachsten gestaltet sich natürlich die namentlich bei kleineren Maschinen gut anwendbare Bauart, bei der der Ringschieber und der Maschinenkolben gleichen Durchmesser besitzen. Denn darm stellt der gesamte Zylinder eine einheitlich gebohrte Röhre dar. Ein Vorzug des Erfindungsgegenstandes besteht auch darin, daß alle nicht unmittelbar der eigentlichen Abdichtung dienenden Ventilteile wie Federn, Muttern und sonstige Nac'hstellvorrichtungen, auch bei eingebautem Ventile jederzeit frei zugänglich sind.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt:

Fig. ι einen Längsschnitt durch einen stehend angeordneten.Zylinder eines \^Aiertaktm'otors mit einem den oberen Abschluß bildenden gemeinschaftlichen .Ein=- und Auslaßventil bei geschlossenem Ventil,

Fig. 2 den gleichen Schnitt bei einer auf ^Einlaß« gestellten Ventilöffnung, .

Fig. 3 eine Oberansicht auf, die Ventilhebel, und

Fig. 4 einen den Fig. 1 und 2 entsprechenden Schnitt bei einer auf »Auslaß« gestellten Ventilöffnung.

Mit α sei der eine und mit b der andere von zwei um eine gemeinschaftliche Achse schwingenden Ventilhebeln' bezeichnet. Der bügelartige Ventilhebel α kann gegen einen mit der Spindel eines Ventils c unverschiebbar verbundenen Federteller d drücken. Bei der Abwärtsbewegung des Hebels α wird zunächst das Ventil c soweit geöffnet, bis der Federteller d an die Ventilführung eines Ventilsitzes <? anschlägt, und hierauf das geöffnete Ventil samt seinem Ventilsitz e soweit verschoben, bis eine Eintrittsstelle / des Sitzes e mit einer Einlaßöffnung g des Zylinders übereinstimmt (Fig-2). , . .

Die Ansaugekanäle sind somit freigelegt. In der üblichen Weise erfolgt hierauf, nachdem das Ventil c samt dem Sitz e in seine ursprüngliche Lage zurückgekehrt ist, Kornpression und Explosion. Nun tritt der Ventilhebel b in Tätigkeit, der unmittelbar gegen ' die Ventilspindel zu drücken vermag. Er öffnet bei seiner Abwärtsbewegung das Ventil c soweit, bis der Federteller d dicht an die Ventilführung des Sitzes e zu liegen kommt

Eine Austrittsstelle h des Sitzes e gelangt hierbei zur Deckung mit einer im Zylindermantel vorgesehenen Auslaßöffnung" i, sodaß der Austritt der verbrannten Gase erfolgen kann. Der Arbeitsgang beginnt hierauf von neuem.

Die Anordnung von zwei Ventilhebeln hat den Vorzug, daß Ein- und Auslaß des Ventiles durch zwei' voneinander, unabhängige Steuernocken geregelt werden können. Der Ventilhub und die Schnelligkeit seiner Änderung" läßt sich infolgedessen mühelos allen Erfordernissen anpassen, ohne daß ungünstige Übergänge, wie unter Umständen bei Verwendung nur eines Steuernockens entstehen können.

Soweit nach der besonderen Bauart des Ventils und der Anordnung der Ein- und Auslaßöffnungen Schwierigkeiten hinsichtlich der Übergänge in der Ventilbewegung nicht zu befürchten sind, kann man an Stelle mehrerer Ventilhebel auch mit nur einem auskommen. Die Zahl der im Zylinder vorgesehenen Öffnungsarten ist nicht auf zwei beschränkt, es können ihrer auch mehrere, z: B. je eine für Gas, für Ansaugeluft und für den Auspuff vorgesehen sein. Hierbei ist es grundsätzlich gleich, ob die einzelne Öffnung als Ringsektorschlitz, oder als rundumlaufender Ringschlitz ausgebildet ist. Auch läßt sich die Einrichtung so treffen, daß der Ventilsitz niemals mehr als eine Öffnungsart im Zylinder freigibt und in den Ruhestellungen' gegenüber sämtlichen Öffnungen abgesperrt ist. Das Ventil ist daher auch für andere als Viertaktmaschinen gut verwendbar. Die einfache Bauart des ganzen Ventils hat noch den 'besonderen'Vorteil, daß bei kalter oder heißer Flüssigkeitskühlung der Lauf der Zylinderkühlflüssigkeit in keiner Weise beeinflußt, bzw. die Leitung in keiner Stelle unterbrochen wird, wenn man das Ventil ausbaut. Das Ventil bzw. der als Hohlkolben ausgeführte Ventilsitz aber wird so gleichmäßig auch von den kühlenden Gasen durchströmt, daß eine Flüssigkeitskühlung überhaupt nicht nötig" ist. . "

Da gemäß der Erfindung jeweils immer nur eine einzige Paßfläche in Betracht kommt, kann die Paß fläche des Ventiltellers auf dem

Claims

Ventilsitz völlig· unabhängig von der Paß,-flache des Ventilsitzes., gegenüber der Zylinderwand hergestellt werden, und die Einpassungen können ohne Rücksicht aufeinander erfolgen. Die Ventilspindel könnte z. B. etwas schräg zur Achse des Ventilsitzkörpers verlaufen oder sogar nach einem schwachen Kreisbogen gekrümmt sein, ohne bei sonst entsprechender Führung im Ventilsitz die

to gute Wirksamkeit der ganzen Anordnung zu beeinträchtigen. Namentlich aber kann die Ventilspindel exzentrisch gegenüber dem Ventilsitzkörper, angeordnet sein. Letzteres ist besonders bei großen Zylinderdurchmessern von erheblichem Vorteil. Verwendet man

z. B. in einem Falle ein Ventil von bestimm-

■ tem Durchmesser, in einem anderen Falle zwei , A'^rentile von halbem Durchmesser, so ist bei gleichem Hub der gesamte Durchtrittsquerschnitt in beiden Fällen der gleiche. Bei gleicher Bauhöhe aber beträgt das Gewicht der zwei kleinen Ventile zusammen nur die Hälfte des einen großen Ventils.

Der Grundsatz- des einheitlichen Ein- und Austrittsschlitzes läßt sich natürlich auch auf vereinigte Ventile anwenden, deren Führungssitz statt verschiebbar, drehbar ist. Doch sind solche Bauarten wegen der mit ihrer zumeist verbundenen Unsymmetrie der einzelnen Teile im allgemeinen weniger vorteilhaft.

Paten τ-An Sprüche:

i. Aus Ventilspindel und Ringschieber bestehendes Ein- und Auslaßventil, bei dem die Ventilspindel eine Relativbewegung gegenüber dem Ringschieber ausübt, insbesondere für Explosions-Kraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringschieber (e) , einerseits für die zu- und abströmenden Betriebsstoffe und Verbrennungsprodukte auf seiner Mantelfläche eine einzige kreisringartig umlaufende Durchtrittsöffnung oder eine in nur einer Ebene liegende Reihe von Durchtrittsöffnungen (J, Ji) besitzt und andererseits als Kolben von zweckmäßig· dem gleichen Durchmesser wie der eigentliche Maschinenkolben ausgebildet ist.

■ 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nur gegenüber dem .Ringschieber (e) erfolgende Führung und Abdichtung des Ventiles unabhängig von der Führung des Ringschiebers gegenüber dem Zylinder ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überführung des Ventils in die Ein- und in die Auslaßstellung durch zwei um dieselbe Drehachse schwingende Hebel (α, b), die unabhängig voneinander gesteuert werden, bewirkt wird.

4. Für Zylinder mit zwei Anschlußleitungen ' bestimmtes Ventil nach An-Spruch ι oder 2, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der beweglichen Ventilteile (e c)., daß durch die Relativbewegung des Ventils (c) gegenüber dem noch in der Ruhestellung befindlichen Ringschieber (e) die Verbindung des Zylinderinneren mit der einen (Auspuff-) Leitung (i) und durch die darauf erfolgende gemeinschaftliche Bewegung von, Ventil und Ringschieber die Verbindung des Zylinderinneren mit der anderen (Ansauge-) Leitung (g) erfolgt.

5. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Ringschieber mehrere gleichartige und gleichzeitig zu betätigende Ventile eingebaut sind. . . ■

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.