DE219528C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 219528 -KLASSE 46 δ. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. August 1908 ab.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Umsteuerung für Explosionsmaschinen nach dem Vier- oder Mehrtaktprinzip, welche besonders für Seezwecke geeignet ist. Die Erfindung betrifft solche Maschinentypen, bei denen die Ventile unmittelbar von der Kurbelwelle gesteuert werden. Die vorliegende Anordnung ist auf der Zeichnung dargestellt.

Fig. ι ist eine Seitenansicht der Ventilsteuerung bei teilweisem Schnitt.

Fig. 2 zeigt einen Grundriß der Teile, welche erforderlich sind, um die Maschine auf halbe oder volle Kompression ■ einzustellen, und

Fig. 3 zeigt eine Abänderung der Einrichtung für den gleichen Zweck. In

Fig. 4 ist eine Abänderung der Anordnung der Steuerhebel, Daumenräder usw. dargestellt.

Fig. 5 zeigt in Ansicht bei teilweisem Schnitt eine vereinfachte Ausführung der zur Betätigung des Einlaßventils dienenden Einrichtungen. In dieser Figur sind ebenfalls die Zündungseinrichtungen dargestellt.

Fig. 6 ist ein Grundriß der in Fig. 5 dargestellten Teile.

Fig. 7 veranschaulicht in einer Ansicht eine weitere Ausführungsform der Ventilsteuerung, und

Fig. 8 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 6.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist mit α, α ein Paar vertikaler Stangen bezeichnet, welche in Führungen b sitzen und eine regelmäßige Auf- und Abwärtsbewegung ausführen. Zwecks Umsteuerung sind zwei Exzenter auf der Kurbelwelle vorgesehen und mit irgendeinem geeigneten Umkehrtrieb versehen, wie ein solcher z. B. in der gewöhnlichen Stephensonschen Kulissenbewegung vorliegt, von welcher einzelne Teile bei c, c zu sehen sind. An den Enden der vertikalen Stangen α, α sind Träger oder Querhäupter d, e befestigt, welche auf den Stangen beliebig eingestellt werden können. Die Stangen α und Querstege d, e bilden einen beweglichen Rahmen, welcher, wie später beschrieben, das Triebwerk für das Abheben der Ventile von ihren Sitzen trägt. Jeder der Querstege ist mit einem Paar von Steuerhebeln f, f versehen, welche auf Zapfen h, h oder i, i sitzen und durch Federn j nach einwärts gezogen werden. Die Steuerungshebel besitzen jeder für sich nahe der Mitte ihrer Länge eine gehärtete Rolle k, die auf einem Bolzen I gelagert ist. Diese Rollen greifen unter normalen Verhältnissen in die Daumenräder m, m für volle Kompression ein, die ihrerseits mit einer geeigneten Zahl von an der Peripherie liegenden Ein- bzw. Ausschnitten versehen sind. Die Daumenräder für die volle Kompression sind auf Achsen 0, p befestigt und können mittels Schalt- oder Sperräder q, r gedreht werden. Diese letzteren sind entsprechend auf den betreffenden Achsen angeordnet und werden durch Klinken s angetrieben, die. an irgendeinem festen Punkt oder aber, wie in Fig. 1 gezeigt, an Winkelhebeln t gelagert sind, die ihrerseits mit Stangen u verbunden werden, die an feststehende Teile der Maschine oder des Rahmens angelenkt sind. Das Auspuffventil υ und das Einlaßventil w sind den bei den gewöhnliehen Gasmaschinen gebräuchlichen Ventilen ähnlich, wobei das Gasventil χ vornehmlich kon-

zentrisch zu dem Einlaßventil w angeordnet wird. Die sämtlichen Ventile werden durch die gebräuchlichen Federn, die nicht gezeichnet sind, auf ihren Sitzen gehalten. Die Wirkung der Steuerung ist die folgende: Angenommen, die Kurbelwelle sei auf den Saughub eingestellt und die Rollen k der unteren Steuerhebel f griffen in die Einschnitte des unteren Daumenrades m für die volle Füllung ein. In.

ίο solchem Falle stoßen die Steuerhebel f auf eine Platte y, die mit der Stange des Einlaßventiles w verbunden ist. Hierbei wird dann die Platte mit derselben Geschwindigkeit wie die vertikalen Stangen α gehoben. Auf diese Weise wird das Lufteinlaßventil w geöffnet, und wenn sich die Regulatoreinrichtung ζ (eine abgestufte Platte, die durch den Regulator bewegt wird) in einer geeigneten Stellung befindet, so wird gleichfalls das Gasventil χ gehoben, wobei der Hub je nach der Stellung der Regulatoreinrichtung ζ größer oder geringer ist. Für den Fall, daß ein Regulator nicht vorgesehen ist, wird das Gasventil χ mit dem Einlaßventil w verbunden und bewegt sich mit diesem. Wenn das Gasventil χ nicht konzentrisch zu dem Lufteinlaßventil w angeordnet ist, kann es auch durch eine an der Ventilstange sitzende Knagge oder Vorsprung bewegt werden, was leicht verständlich ist. Beim Niedergang der vertikalen Stangen a, wobei die beiden Paare der Steuerhebel f, g mitgehen, werden nach einer gewissen Hubstrecke die unteren Steuerhebel f von der mit der Stange des Einlaßventiles w verbundenen Platte y frei, und des Einlaßventil w und das Gasventil χ sind beide geschlossen. Nunmehr wird durch das mit der Daumenscheibe m für volle Füllung verbundene Schaltrad q das Daumenrad m um eine genügende Zahl von Graden gedreht, derart, daß die unteren Steuerhebel f nach ■ seitwärts bewegt werden. Bei dem nächsten Aufwärtsgang der vertikalen Stangen a, dessen erster Teil dem letzteren Teil des Kompressionshubes, und dessen letzter Teil der ersten Hälfte des Explosionshubes entspricht, gehen dann die unteren Steuerhebel f durch Löcher der Platte y hindurch und bewirken keine Hebung weder des Einlaßventiles w noch des

^; Gasventiles x. Die Wirkung des Auspuffventiles ν ist ähnlich derjenigen, wie sie vorher für das Einlaßventil w beschrieben worden ist, mit der Ausnahme, daß, wenn das Ventil ν nahe- seinem Sitz ist, die oberen Steuerhebel g durch die Drehung des Daumenrades m gezwungen werden, sich seitlich zu bewegen. Auf diese Weise gehen sie durch die. an der Stange des Auspuffventiles ν sitzende Plattet hindurch und ermöglichen so das Schließen des Ventiles unmittelbar durch die Wirkung der das Auspuffventil schließenden Feder, obwohl die vertikalen Stangen noch nicht eine gleiche relative Stellung erreicht haben. Der Grund hierfür liegt, wenn man die gewöhnlichen Ventilanordnungen in Betracht zieht, teilweise darin, daß es erforderlich wird, beide Ventile, das Einlaßventil w und das Auspuff ventil v, für eine Periode von ungefähr 20° an dem Ende des Auspuffhubes offen zu halten. Um übermäßigen Stoßen und Abnutzungen vorzubeugen, die bei Inberührungtreten des Auspuffventiles ν mit seinem Sitz stattfinden, ist in Verbindung mit dem Auspuffventil ein Bremszylinder angeordnet. Die Platten y und I, die in bezügliche Verbindung mit dem Einlaßventil w und dem Auspuffventil ν gebracht sind, sowie ihre zugehöirgen Steuerhebel f und g können so angeordnet werden, daß die Hebel, wenn erforderlich, auch an der Außenseite des Randes der Platten anstatt durch Löcher derselben passieren können. Die Maschine kann in der gebräuchlichen Weise durch komprimierte Luft angelassen werden, welche bei vollem Außenhub des Kolbens durch ein Ventil 2 in den Zylinder eingelassen wird, wobei das Ventil 2 durch einen Hebel 3 betätigt wird, der an dem Querhaupt d sitzt und eine schräge Fläche 4 besitzt. Ein mit der schrägen. Fläche 4 zusammenwirkender Bolzen 5 ist an einem feststehenden Teil der Maschine oder des Rahmens befestigt. Wenn die geneigte Fläche 4 des Hebels 3 in Berührung mit dem Bolzen 5 kommt, wird der Hebel 3 von der Ventilstange 6, freigemacht, was ein Schließen des Ventiles zur Folge hat. Ein geeignetes Ventil 7 ist an der Verbrennungskammer befestigt, die mit der Leitung für die komprimierte Luft in Verbindung steht.

Die Einstellung der Maschine auf halbe Füllung kann dadurch bewirkt werden, daß die Daumenräder 8 auf die oberen und unteren Hebelpaare f, g zur Wirkung gebracht werden. Dies kann in der in Fig. 2 dargestellten Weise dadurch stattfinden, daß die Rollen k der oberen und unteren Hebelpaare f, g auf den Daumenscheiben 8 für die halbe Füllung gleiten. Dies kann durch einen Hebel .9 bewirkt werden, der einer Welle 10 eine Bewegung erteilt, auf welcher Exzenter 11 befestigt sind. Diese letzteren erteilen ihrerseits den Hebeln 12, die mit den die Steuer- no hebel f, g tragenden Bolzen h, i verbunden sind, eine Bewegung. Hierbei sind geeignete Federn 13 vorgesehen, um sämtliche Rollen k für gewöhnlich in ihrer Stellung auf volle Füllung zu halten. Anstatt der in Fig. 2 gezeichneten Anordnung könnte auch diejenige nach Fig. 3 zum gleichen Zweck Verwendung finden. Bei dieser Anordnung sind die Daumenscheiben m, η für die volle Füllung und die Scheiben 8 für die halbe Füllung in solcher Weise angeordnet, daß sie auf den Achsen 0 und φ gleiten können, wobei dann die Achsen

mit geeigneten Federn oder Keilen 14 versehen sind. Das Daumenrad η ist in Eingriff mit den Rollen k dargestellt, und die Scheibe' m befindet sich zu gleicher Zeit im Eingriff mit den Steuerhebeln f, was die normale Stellung der Daumenscheiben m, η bildet. Die halbe Füllung wird dadurch erreicht, daß das Daumenrad 8 in eine gleiche relative Stellung hineingleitet, d. h. in Eingriff mit den Rollen k der Steuerhebel kommt. Dies kann durch an einer vertikalen Welle 16 sitzende Hebel 15 bewirkt werden, wobei auf der Welle ebenfalls ein weiterer Hebel 17 angeordnet ist. Für den Fall, daß die Maschine durch äußere Mittel, wie z. B. durch Drehung des Schwungrades, in Gang gebracht wird, ist es nur notwendig, die obere Daumenscheibe 8 für die halbe Füllung zu bewegen, in welchem Fall der Hebel zur Bewegung der unteren Daumenscheiben entkuppelt ist und die Daumenscheibe für die volle Kompression die ganze Zeit in ihrer Lage verbleibt. Wenn es gewünscht wird, können der Hauptumsteuerungshebel (nicht gezeichnet) sowie der Hebel 3 für das Luftventil und der Hebel 9 oder 17 für die halbe Füllung aneinandergelenkt sein, um sie so durch eine Bewegung betätigen zu können. Es sei bemerkt, daß die Bewegung der Exzenter schneller ist, als sie sein würde, wenn die Exzenter auf einer Welle gelagert wären, die mit der halben Geschwindigkeit der Kurbelwelle umläuft. Für den Fall, daß die vorliegende Ventilsteuerung bei einer doppolt wirkenden Maschine verwendet wird, oder bei einer Maschine, die zwei einzeln oder doppelt wirkende Zylinder in Tandemanordnung aufweist, das ist in einer solchen Anordnung, bei der die Zylinder in einer und derselben Mittellinie' liegen, und bei der gleichfalls die getrennten Ventilgehäuse jedes Zylinders oder jedes Endes eines Zylinders unmittelbar oder doch beinahe unmittelbar übereinander angeordnet sind, — in einem solchen Falle müssen die vertikalen Stangen a an denselben entsprechend befestigt werden und auf mehrere Paare von Querhäuptern d, e wirken. Bei der in Fig. 4 schematisch dargestellten Ausführungsform sind die der Fig. 1 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in dieser Figur versehen worden.

Bei der betreffenden Ausführungsform sind die Daumenräder, Steuerhebel und die anderen auf das Einlaßventil wirkenden Teile auf einer Seite eines Rahmens 18 montiert, welcher in seiner Mitte an einem Bock 19 ο. dgl. drehbar

aufgehängt ist, während die Daumenräder, Steuerhebel u.dgl. des Auspuffventiles ν auf der entgegengesetzten Seite des Rahmens 18 gelagert sind. Die Ventile w und ν sind ent-. sprechend auf jeder Seite des Bockes 19 angeordnet, so daß ihre Platten y und I durch die bezüglichen Hebel f und g betätigt werden können. Bei „dieser Ausführungsform sind die Ventile w und υ so angeordnet, daß sie beide durch Abwärtsbewegung ihrer Steuerhebel geöffnet werden. Dem Rahmen 18 wird durch die Stange 20 eine schaukelnde Bewegung erteilt, wobei die Stange 20 mit einer Stephensonschen oder einer anderen Umsteuerungsvorrichtung, wie vorher beschrieben, gekuppelt wird. Durch diese Anordnung wird den Steuerhebeln eine Auf- und Abwärtsbewegung erteilt, wobei jedes Hebelpaar bei seinem Abwärtshub sein Ventil öffnen kann. Ein Satz von Steuerhebeln bewegt sich in der Richtung seines bezüglichen Ventiles bei einem Drehungswinkel der Kurbelwelle von 180 °, während sich der andere Satz., in der Richtung seines Ventiles bewegt, wenn die Kurbelwelle den zweiten Winkel von 180° durchläuft. Die Funktion ist so, wie sie bereits in bezug auf Fig. ι beschrieben worden ist. Bei der geschilderten Anordnung können geeignete Mittel vorgesehen werden, um den Hebeln und ihren bezüglichen Teilen eine parallele Bewegung zu erteilen, so daß eine Winkelbewegung vermieden wird, die sonst beim Sichnähern der Steuerhebel gegen die Platten y und I eintreten würde. Bei der in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform ist lediglich ein Schaltrad r für die Bewegung der beiden Daumenräder m, η vorgesehen, wobei die Räder m, η und 8, 8 für den Einlaß' und Auslaß auf derselben Achse p wie das Schaltrad r sitzen. Die Achse p der Daumenräder m, n, 8, 8 und des Schaltrades r sind in dem oberen. Querhaupt e gelagert, wobei dieses durch vertikale Stangen α, α mit dem unteren Querhaupt d verbunden ist. Bei normalem Gang greift das Daumenrad η für den Auspuff in die Rollen k der Steuerhebel g ein, während sich das Daumenrad m für den Einlaß mit den Rollen k der Winkelhebel g, 21 im Eingriff befindet, welch letztere den Winkelhebeln f, f für den Einlaß durch Stangen 22 Bewegung erteilen. Die Daumenräder in, η für den Auspuff und Einlaß sind mit der gleichen Zahl von Ausschnitten versehen, · während das Schaltrad r doppelt so viel Zähne aufweist.

Die elektrische Zündungseinrichtung ist in folgender Weise angeordnet:

Auf der Achse des Schaltrades r und der Daumenräder m, n, 8, 8 ist ein Rad 23 aus Fiber oder anderem geeigneten, nichtleitenden Material aufgekeilt, welches mit Kontaktstücken 24 versehen ist. Diese Kontaktstücke sind in gleichen Zwischenräumen rund um die Peripherie des ,Rades in derselben Anzahl vorgesehen, wie die Ausschnitte der Daumenräder, wobei die Kontaktstücke 24 in elektrische Verbindung mit der Achse p gebracht sind. Auf der letzteren ist ein oszillierender Arm 25 so angeordnet, daß er mittels eines Rades 26

über die erforderliche Anzahl von Graden gedreht werden kann, um die Zündung zu beschleunigen oder zu verlangsamen. Das isolierte Stück 27 ist mit einer Kontaktfeder 5 oder Bürste 28 versehen. Da das Schaltrad r doppelt so viel Zähne hat, als Kontaktstücke 24 auf dem Rad 23 vorhanden sind, und das letztere in geeigneter relativer Lage auf der Schaltradachse p aufgekeilt ist, kommt die Kontaktfeder oder Bürste 28 lediglich mit den Kontaktstücken 24 des Rades 23 bei dem ab-' wechselnden Hochgang der vertikalen Stangen α, α in Berührung. Der tatsächliche Moment des Kontaktes wird durch die Stellung der.

Stange 26, die mit dem die Kontaktfeder oder Bürste 28 tragenden oszillierenden Arm 25 verbunden ist, kontrolliert. Die erwähnten Anordnungen können angewendet werden, gleichgültig, ob die Querstege übereinander oder an entgegengesetzten Enden einer horizontalen oszillierenden Stange oder Rahmen angeordnet sind (Fig. 4), so daß die Daumenscheiben m, n, 8, 8 und die Steuerhebel f, g eine Auf- und Abwärtsbewegung durch eine oder mehrere Stangen erhalten können, die mit einem einzigen Exzenter oder einer geeigneten Umsteuerungseinrichtung in Verbindung gebracht sind. Bei der in den Fig. 5, 6 und 8 dargestellten Anordnung sind die Daumenräder für den Auspuff und Einlaß, ein einzelnes Schaltrad ■ und das den elektrischen Kontakt regelnde Rad sämtlich auf derselben Achse befestigt. Auf diese Weise werden eine zweite . Achse sowie die sonst zum Antrieb der Achse erforderlichen Mittel überflüssig. Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 wird ein Schaltrad sowie die das eine der Daumenradpaare n, 8 betätigenden Teile erspart. Die Bewegung wird in" diesem Falle von der. oberen Achse p auf die Achse 0 des Daumenradpaares m, 8 mittels einer Kette 33 oder in sonst geeigneter Weise, z. B. durch Zahntrieb o. dgl., übertragen. Die Wirkung der Steuerhebel f, g bei den Ausführungsformen nach Fig. 5, 6 und 7 ist ähnlich derjenigen, wie sie mit Bezug auf die Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 4 beschrieben worden ist.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Umsteuerung für Vier- oder Mehrtaktexplosionskraftmaschinen, welche unmittelbar von der Kurbelwelle der Maschine angetriebene Steuerhebel besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel durch Umsteuerexzenter angetrieben werden und durch Daumenscheiben, die mittels an einem festen Teil der Maschine angelenkter Klinken (s) gedreht werden, in ihre wirksame oder unwirksame Lage eingestellt werden. '

2. Umsteuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem Daumenrad (k) ein Hilfsdaumenrad (8) zugeschaltet ist und die Daumenräder oder Hebelrollen achsial verschoben werden können, so daß die Hebel entweder durch das eine oder andere Daumenrad beeinflußt werden und, wenn sich die Hebel in Eingriff mit den Hilfsdaumenrädern befinden, das Auspuffventil beim Kompressionshub des Maschinenkolbens geöffnet wird, wodurch die Füllung verkleinert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.