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Zwangläufige Ventilsteuerung für Explosionsmotoren. Die Erfindung
bezieht sich auf solche zwanglänxfigen Ventilsteuerungen für Explosionsmotoren,
bei welchen die Bewegung der Ventile durch zwischen Nockenscheibenpaaren geführte
und mit den Ventilspindeln elastisch verbundene Rollen geschieht. Gegenüber den
bekannten Ventilsteuerungen dieser Art bezweckt die Erfindung bei einfacher Bauart
eine zuverlässige Wirkungsweise dadurch, daß die Nockenscheibenpaare gleichachsig
zu den hängenden Ventilen angeordnet und mit einander gegenüberliegenden, die Rollen
von oben und unten umfassenden Hubflächen versehen sind. Diese Anordnung ermöglicht
auch die gleichzeitige Steuerung der Ventile einer jeglichen Anzahl von Zylindern
vermittels . einer einfachen Zahnradübertragung, welche die Nockenscheiben unmittelbar
mit der Antriebswelle verbindet.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung bei einem Explosionsmotor mit
vier Deckelventilen pro Zylinder beispielsweise veranschaulicht.
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Abb. z ist ein Schnitt durch ein Ventil. Abb. 2 ist ein achsialer
Schnitt durch einen Zylinder mit äußerer Ansicht der Steuervorrichtung der Ventile.
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Abb. 3 ist eine Aufsicht auf Abb. 2. Abb.-q. ist ein Schnitt durch
einen Teil des Motors, der mit der vorliegenden Steuerungseinrichtung versehen ist.
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Abb. 5 und 6 zeigen abgeänderte Ausführungsformen der Erfindung.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
bezeichnet
i ein Ventil üblicher Art, welches jedoch durch eine Feder-, von verringerten Abmessungen
geschlossen gehalten wird. Die Feder ist zwischen der auf das Ende der Ventilspindel
'aufgeschraubten Mutter 3 und einem Querstück oder einer Traverse .l. des Steuerungsgestänges
eingespannt.
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Die Traverse 4 ist an ihren Enden mit den Rollen 5 versehen, die ihrerseits
auf einer Nocken:- oder Kammscheibe 6 muhen. Letztere dreht sich um die Achse des
Ventils und lagert auf zwei Kugellagern, welche sie zur Ventilspindel gleichachsig
halten. Oberhalb der Rollen 5 ist eine zweite Hub- oder Nockenscheibe 7 angeordnet,
welche sich in entgegengesetzter Richtung dreht, derart, daß die Rolle, wenn sie
mit den Hubflächen beider Nockenscheiben in Eingriff kommt, keiner Gleitbewegung
unterworfen wird. Die Hubflächen sind so angeordnet, daß während der Drehung zwischen
denselben in der durch den Berührungspunkt der Rolle mit den Nockenscheiben gehenden
senkrechten Linie stets derselbe Abstand, nämlich gleich dem Durchmesser der Rolle
vorhanden ist, d. h. also, wenn die untere Nockenscheibe der Rolle eine Erhebung
darbietet, so bietet die obere Nockenscheibe derselben eine Vertiefung dar und umgekehrt.
Im ersteren Falle wird das Ventil geschlossen sein, und die Traverse, welche sich
auf die Rolle stützt, wird ihrerseits eine Stütze für die Feder bilden, die durch
ihren Gegendruck einen völlig dichten Abschluß des Ventils bewirkt. Wenn durch die
Drehung der Nockenscheiben die Rollen mit der Traverse zwangläufig nach unten gehen
müssen, so wird die Traverse unter dem Druck der Feder sich auf den oberen Rand
8 des stärkeren Schaftes der Ventilspindel legen (in welchem Falle das Ventil, obgleich
es noch unbeweglich auf seinem Sitz verharrt, nicht mehr dicht schließen wird) und
wird auf dem oberen Rand 8 nach unten drücken, um das Ventil zu öffnen.
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Der Schluß zwischen der Traverse und dein oberen Rand 8 des Schaftes
wird bei der Umkehrbewegung aufhören, da das Beharrungsvermögen bestrebt sein wird,
die größte Eröffnung aufrechtzuerhalten, während die Traverse dem Profil der unteren
Nockenscheibe zwangläufig folgen muß. Das. geschilderte Wechselspiel hängt selbstverständlich
von der Anfangsspannung der Feder ab, welche in Anbetracht der begrenzten Länge
der Windung außerordentlich schnell zunehmen wird, sobald die Feder zusammengedrückt
wird.
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Um die Reibung zu vermindern, laufen die Rollen 5 der Traverse auf
kleinen Rollen aus gehärtetem Stahl. Ferner werden die Rollen 5 durch Kugelspurlager
io festgehalten, welche den infolge der Neigung der Eingriffsflächen mit den Nockenscheiben
ausgeübten Achsialschub aufnehmen. Diese Neigung dient dazu, jedes Gleiten der verschiedenen
Punkte der Erzeugenden des Kegels der Rolle zu verhindern.
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Die Drehbewegung wird den :,;aekenscheiben, deren jede mit einem Zahnkranz
1i versehen ist, vermittels zweier Stirnräder 12 (Abb. d.) erteilt, die mit in parallelen
Ebenen umlaufenden Kegelrädern 16 gekuppelt sind. Die beiden Kegelräder 16 werden
dadurch in entgegengesetztem Sinne gedreht, daß sie mit ein und demselben konischen
Triebrad 13 mit wagerechter Achse in Eingriff stehen. Das Kegelrad 13 wird seinerseits
von der Motorwelle aus durch gewöhnliche Zwischengetriebe gedreht. Die Bewegung
wird durch die Gruppen selbstverständlich auf die Ventile aller Zylinder derselben
Serie übertragen. Falls zwischen den Gruppen ein großer Abstand vorhanden ist, so
können hierbei Zwischenzahnräder verwendet werden.
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Der Gegendruck des Ventils gegen die obere Nockenscheibe im Augenblick
des Öfnens wird von einer Platte 14 aufgenommen, welche, wie aus. Abb. z ersichtlich,
für zwei oder mehrere Ventile gemeinsam angeordnet sein kann und beispielsweise
durch zwei Bolzen auf dem Deckel desZylinders befestigt ist.
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In Abb. d. ist eine schematische Gesamtanordnung eines mit den beschriebenen
Einrichtungen versehenen Motors veranschaulicht. Der Antrieb der Steuerung wird
hier mit Hilfe von Stirnrädern vermittelt, die gleichzeitig auch zur Betätigung
der Zündmaschinen dienen.
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Bei der in Abb. 5 dargestellten Ausführungsform treibt das Kegelrad
113 den konischen Zahnkranz i 16 des Zylinders oder Mantels 116', mit welchem' die
hier in demselben Sinne umlaufenden Nockenscheiben 107 und loh verbunden
sind. Zwischen den Nockenscheiben 1o6 und 107 sind auf den als Achsen ausgebildeten
Enden des Querstückes 104 die Rollen 105 umgekehrt gelagert. In zwei im Querstück
io,4 angebrachten Sitzen sind mit einem sehr geringen Spiel die Kopfenden 1o8 und
1o8' der beiden gekuppelten Ventile ioi und ioi' angeordnet, welche durch die an
der Traverse 104 auf dem Bolzen ioo befestigte Lamellenfeder log auf ihren Sitzen
gehalten werden.
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Die untere Nockenscheibe loh ist mit einem Zahnkranz. i i i versehen,
vermittels dessen die Bewegung auf das benachbarte Ventilpaar und auf ein anderes
Ventilpaar übertragen wird usw.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 6 steuern die Nockefscheiben loh
und io7 ein einziges Ventil ioi vermittels Rollen 105, die auf den Endzapfen der
Traverse 10q. lose
drehbar gelagert sind. Die Traverse io4. ist
mit einer mittleren (jffnung i2o versehen, durch welche die Spindel 121 des Ventils
hindurchgeht, sowie mit zwei seitlichen Öffnungen mit Einsätzen 123, die auf Führungsstangen
124 gleiten. Die Führungsstangen 124 sind an dem Zylinder parallel zur Achse des
Ventils befestigt. Am freien Ende der Spindel 121 ist in ihrer Mitte die Lamellenfeder
io2 befestigt, deren freie Enden sich auf die aus der Traverse 104 vorstehenden
Kopfflächen der Einsätze 123 stützen, wobei zur Sicherung der richtigen Lage die
unteren oder Hauptlamellen mit gabelförmigen Einschnitten um die Führungen 124 fassen.
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Die Wirkungsweise ist ähnlich derjenigen der erst beschriebenen Ausführungsform,
jedoch drehen sich die Nockenscheiben beide in derselben Richtung, so daß die Rollen
105
sich einmal in einem. Sinne und das andere Mal in dem anderen Sinne
drehen, je nachdem sie nach oben oder nach unten gedrückt werden.