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Beim Bau von Brennkraftmaschinen für feste staubförmige Brennstoffe bedürfen die zum Abschliessen und Abmessen dienenden Ventile einer besonderen Ausbildung und Einrichtung. Die zwischen die Dichtflächen der allgemein üblichen Ventile gelangenden Staubteilchen verbinden ein dichtes Auf- sitzen der Ventilkörper auf dem Sitz. Man hat deshalb vorgeschlagen, das Ventil beim Aufsetzen etwas zu drehen, um die Staubteilchen zwischen den Dichtflächen unter dem Aufsetzdruck zu zermahlen.
Die dabei auftretende grosse Reibung, bei der die Staubteilchen als Schmirgelpulver wirken, verursacht naturgemäss eine starke Abnutzung der Mahlsitzfläehen, die bis zu ihrer Ineinanderhineinarbeitung führen kann. Dieser Vorschlag, den Dichtsitz durch Zermahlen und gegebenenfalls damit verbundenem Herausdrücken der Staubkörner herbeizuführen, ist also nicht vorteilhaft und sogar zweifelhaft, weil bei eingearbeiteten Sitzflächen ein Herausdrücken der Staubteilchen nicht mehr vor sich gehen kann.
Die vorliegende Erfindung weist den andern Weg, die Staubteilchen beim Schliessen durch schmalbis scharfkantigen Dichtsitz der Ventile zu zerschneiden, zu zertrümmern und auf jeden Fall unter der schneidenförmigen Abschlusskante seitlich herauszupressen. Da es sich nun aber nicht ganz vermeiden lässt, dass mit dem Brennstaub harte Fremdkörper, z. B. Kieselstuckchen, Sehwefelkieskorner oder kleine abgeriebene Stahlteilchen aus den Zuführungsrohren und Mühlen zwischen die scharfkantigen Sitze gelangen, besteht die Gefahr, dass diese Fremdkörner von grösserer Härte nicht zerschlagen werden, sondern ihrerseits Gruben in diese schmalen Sitze ei ndrücken und in dem Einscl1lagloc h festhaften.
Bei den nächsten Öffnungshüben fällt zwar meist dieses harte Körnchen wieder aus seiner Grube im Sitz heraus, aber im Sitz und Ventilkegel bleiben Gruben zurück, durch die dann oft die Arbeitsgase mit kleiner, t aber heisser Flamme hindurehgeblasen werden und immer tiefer werdende Riefen und Kanäle in Sitz und Kegel einfressen. Dadurch wird das Ventil undicht und bald ganz und gar unbrauchbar.
Dies wird nun gemäss der Erfindung durch eine Einrichtung des sehmal-bis scharfkantigen Ventils verhindert, die Ventilkörper und Sitz während der Offenstellung gegeneinander verdreht. Während ihrer Berührung ruhen die Dichtkanten also ohne Drehung aufeinander, so dass eine Abnutzung durch
Aufeinanderschleifen ausgeschlossen ist. Die Ventile werden vielmehr dadurch wieder dicht, dass sich entstandene Grübehen an den neuen unbeschädigten Sitzstellen immer wieder zuhämmern und eben arbeiten. Schon beim nächsten Schliessen kommen die beiden Grubchen der Sitzflächen nicht wieder aufeinander zu liegen, so dass sie nicht mehr eine so grosse Undiehtheit abgeben, als wenn sie überein- anderstehend ein rundes Loch bilden.
Ventile mit Einrichtungen zur Verdrehung des Ventilkörpers gegenüber dem Sitz in der Offen- stellung bei Brennkraftmaschinen für gasförmige und flüssige Brennstoffe sind zwar bereits bekannt.
Weil aber flüssige und gasförmige Brennstoffe gut ausweichen, sieh viel leichter abteilen lassen und sich nicht einklemmen, ist das Abmessen und Regeln des Brennstoffes dort nicht schwer gewesen. Für pulverförmige Brennstoffe liessen sich jene Ventile aber nicht benutzen, weil sich dafür eine breite Sitz- fläche nicht eignet. Teilweise sind jene Einrichtungen für die Drehung auch nicht von sicherer Wirkung, weil sie nur eine einfache Reibungsschaltvorrichtung haben, die nur in einer Richtung drehend wirkt, aber das Wiederruckwärtsdrehen nicht verhindert ; teilweise wird die Drehung bei jenen Vorschlägen mit völlig andern Konstruktionselementen erreicht, deren Wirkung ebenso unsicher ist, die sich zu schnell abnutzen und deren Herstellung teuer ist.
Die Beispielsfiguren der Zeichnung zeigen eine andere, sichere Art des Drehens und Umsetzens.
Die Fig. 1, 7 und 8 zeigen lotrechte Längsschnitte durch die Zylinderköpfe von Brennkraftmasehinen
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gemäss der Erfindung ausgerüstet. Die Fig. 2-6 veranschaulichen Einzelheiten der Drehsehaltbewegung des Ventils nach Fig. 1. Dabei ist Fig. 6 ein Grundriss der Fig. 5. Sämtliche Figuren stellen ein Abschlussventil dar, welches zum Abmessen und Einlassen einer Brennpulvermenge aus einem vorgelagerten Vorrat in die Beikammer der Brennkraftmaschine benutzt wird. Das Ventil 1 wird durch die Feder 11 geschlossen gehalten und durch Steuerhebel geöffnet, wobei die Feder 11 zusammengedrÜckt wird.
Zum Abschneiden des durch die Öffnung 10 in die Beikammer eingeführten Pulverstromes und zum seitlichen Herausdrücken der Pulverkörner beim Schliessen besitzt das Ventil 1 oder der Ventilsitz 7 eine schmale bis scharfe Dichtkante 8.
Das Schaltwerk gemäss Fig. 1-6 besteht aus einem Gesperre 13, das eine Hülse mit einer schrauben- förmig eingearbeiteten Nut 14 (Fig. 5 und 6) enthält, in welcher ein schräger Ansatz 1'2 (Fig. 4) des Ventilsehaftes 1 auf und ab gleitet. Dabei muss sich die Hülse 13 drehen. An ein oder mehreren Stellen besitzt die Hülse an ihrem äusseren Umfange zur Achse parallele Ausarbeitungen 15 und 16 (Fig. 6), in denen
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Walzen 17 und 18 stets nach aussen an die äussere Umschliessungswand 20. Die Hülse 13 kann sich somit stets in der Pfeilrichtung (Fig. 6) drehen, aber niemals entgegengesetzt, da die Walzen 17, 18 sperrend wirken.
Unter dem Gesperre 13 ist noch ein zweites Sicherungsgesperre 2. 3 angeordnet, das ähnlich ausgebildet ist wie 13, aber statt der Sehraubennut in der Hülse 2 : 3 eine gerade, zum Mantel parallele Nut 24 hat und bei dem die Ausarbeitungen für die Walzen 25, 26 so angeordnet sind, dass das Sieherungsgesperre sich nur nach entgegengesetzter Richtung zu dem Gesperre 13 drehen kann.
Die Einrichtung wirkt wie folgt : Beim Öffnen des Ventils 6 um den Betrag 21 geht der Ventilschaft 1 in der Pfeilrichtung (Fig. 1) lotrecht nach unten. Dabei gleitet der Ansatz 12 in der Nut 14 der Hülse 13 und würde den Ventilsehaft 1 zu einer Drehbewegung im Sinne der Schraubenlinie veranlassen. Diesem Drehsinn entgegen wirkt das Sieherungsgesperre 23, dessen Nut 24 den unteren Ansatz 27 in gerader Richtung lotrecht nach unten führt. Da sich der Schaft 1 somit nicht drehen kann, wird mittels des schrägen Ansatzes 1'2 und der Schraubennut 14 die Hülse 13 in Pfeilrichtung (Fig. 2) in die neue Stellung gedreht. Die Hülse 23 bleibt dabei unverändert stehen.
Beim Schliessen des Ventils 6
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und so muss sich jetzt der Ventilschaft 1 in der Pfeilrichtung (Fig. 2) drehen, indem der schräge Ansatz 12 in der Nut 14 hinaufgleitet. Diesem Drehsinn in Pfeilrichtung (Fig. 2) wirkt das Sieherungsgesperre 23 nicht mehr entgegen, sondern nimmt infolge des unteren Ansatzes 27 an der Drehung des Ventilsehaftes
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Ventilsehluss veränderte Lage ein.
Beim nächsten Öffnen wiederholt sieh das Spiel. So dreht sich das Ventil dauernd absatzweise um seine Achse und sichert einen dichten Schluss und lange Brauchbarkeit. Die beiden Sperreinrichtungen 13, 2.' ; wirken also so zusammen, dass immer eine Sperreinriehtung sieh dreht, während die andere gegen die Drehung gesichert ist. Hiebei wird bei der einen Hubbewegung, z. B. wie erläutert beim Öffnen, das Ventil durch die eine Sperrvorrichtung, z. B. 23, an der Drehung verhindert, wobei sich aber die zweite Sperreinrichtung 13 dreht, und bei der andern Hubbewegung, z. B. wie erläutert beim Schliessen, das Ventil mit der einen Sperreinrichtung 23 durch die andere sich nicht drehende 1.' ; gedreht. Diese Drehbewegungen erfolgen im gleichen Sinn.
Bei Fig. 7 wird die Drehsehaltbewegung ebenfalls wie bei Fig. 1 durch das Sehaltwerk 1 : 3 von
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Vierkant 37 vorgesehen sein zum Zweck, den Ventilsehaft namentlich nach längerem Betriebsstillstand von Hand aus um ein grösseres Stück weiterdrehen zu können.
Eine weitere Anwendung der Erfindung ist in Fig. 8 dargestellt. Die Drehbewegung wird der Ventilspindel über eine Kupplung 29, 30 erteilt. Der eine Kupplungsteil 30 ist auf der Spindel 1 befestigt, der zweite Kupplungsteil 29 ist im Ventilgehäuse 20 vorteilhaft mit Kugellagern drehbar gelagert und erhält dauernden Antrieb von der Steuerwelle 31, beispielsweise durch einen Schnurtrieb oder gegebenenfalls durch eine besondere Antriebsmaschine.
Naeh Öffnen des Ventils 1 um das Spiel ; 6 der Kupplungsteile 29, 30 kommt der Kupplungs- teil 30 in Eingriff mit dem sieh drehenden Kupplungsteil 29 und nimmt mit der Ventilspindel an der Drehung teil. Beim weiteren Aufstossen des Ventils 1 durch den Nocken 35 und Steuerhebel'28 wird die Feder 34 zusammengedrückt. Der Kupplungsteil 30 legt sich dadurch fest und unverrutschbar auf den Kupplungsteil 29 auf. Solange die Kupplungsteile 29 und 30 in Eingriff stehen, wird das Ventil 1 gedreht. Seine Drehung hört auf, sobald sich der Kupplungsteil 30 vom Kupplungsteil 29 abhebt. Die ganze Öffnungszeit des Ventiles 1 ist mit 32 bezeichnet, die Drehzeit mit 33.
In Umkehrung der Arbeitsweise kann aber auch nach Öffnen des Ventils 1 der Sitzring 7 (Fig. l, 7 und 8) jedesmal ein Stück verdreht werden, während das Ventil 1 beim Öffnen sich nicht dreht oder in gegenüber der Sitzdrehung entgegengesetztem Sinne gedreht wird. Zu solchem absatzweisen Schalten des Sitzringes können alle bekannten Gesperre benutzt werden, die vom Ventilhebel oder einer Maschinenwelle oder einer besonderen Maschine angetrieben werden.