DE641845C

DE641845C - Steuerung fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE641845C
Application number: DEP71841D
Authority: DE
Original assignee: PHAENOMEN WERKE GUSTAV HILLER
Current assignee: PHAENOMEN WERKE GUSTAV HILLER
Priority date: 1935-09-21
Filing date: 1935-09-21
Publication date: 1937-02-15

Description

Steuerung für Brennkraftmaschinen Bei ventilgesteuerten Brennkraftmaschinen führt die verschiedene Wärmedehnung der Teile zu einer Änderung des an der kalten Maschine eingestellten Ventilspieles. Zylinder und Zylinderkopf werden stärker erwärmt als der Ventilantrieb, so daß insbesondere bei kopfgesteuerten Metoren, bei welchen der Ventilantrieb im allgemeinen eine langgestreckte Stoßstange enthält, eine erhebliche Vergrößerung des Ventilspieles stattfindet, wenn sich die Maschine .erwärmt. Die Nachteile dieser Erscheinung sind bekannt. Sie bestehen vor allem darin, daß durch die Vergrößerung des Spieles einerseits das Ventilgeräusch .stark anwächst -Lind anderseits die Ventile später geöffnet und früher geschlossen werden als bei kalter Maschine, so: daß die öffnungsdauer kleiner wird und: die Leistung der Maschine sinkt. Ferner schlagen sich die Ventile leichter in ihren Sitz ein, so daß die Betriebssicherheit darunter leidet. Es ist aber nicht möglich, diese Mängel dadurch zu beseitigen, daß man die Einstellung des richtigen Spieles an der warmen Maschine vornimmt, weil dann bei der kalten Maschine ein negatives Spiel sich einstellt, was bedeutet, daß die Ventile nicht vollständig geschlossen werden.
Man hat zahlreiche Mittel vorgeschlagen, die durch entstehende Änderung des Ventilspieles zu beseitigen. So hat man z. B. eine hydraulisch wirkende Einrichtung vorgesehen, bei der mit Hilfe von öldruck der Stößel gegen seine beiden Druckflächen (Nockenbahnen und Stoßstange oder Ventil) dauernd gedrückt wird. Man hat ferner versucht, die zu geringe Dehnung des Ventilantriebes durch Beheiztmg zu erhöhen, indem man z. B, das Auspuffrohr in der Nähe der Stoßstange entlang führte. Diese Mittel ,erfordern. meist erhebliche bauliche Änderungen und sind zudem teuer. Man hat ferner versucht, die Vergrößerung des Spieles dadurch zu beseitigen, daß man die Stoßstange aus ,einem Metall hoher Wärmedehnung, beispielsweise aus Leichtmetall, fertigte. Diese Möglichkeit ist auf die Anwendung kopfgesteuerter Motoren beschränkt. Zudem erhält man auch .damit keine völlige Gleichhaltung des Ventilspieles, sondern nur eine Minderung des Fehlers, weil der Ausdehnungskoeffizient des Leichtm.etalles, der 22 # 1o-6 bis 27 # i o-6 beträgt, nicht so groß ist, um :die -Dehnung des um einige hundert Grad Celsius höher erwärmten Zylinders und Zylinderkopfes zu kompensieren. Denn man erhält nur eine Verdoppelung der Dehnung gegenüber Stahl, dessen Ausdehnungskoeffizient i i # 10-6 ist. Hat der Motor im übrigen einen Leichtmetallkopf, so versagt dieses Mittel praktisch vollständig, weil der Ausdehnungskoeffizient des Leichtmetalls von dem der Aluminiumlegierungen nicht wesentlich- verschieden ist.
Die Erfindung schafft einen Ausgleich der verschiedenen Wärmedehnungen durch ein Mittel, das keinerlei bauliche Änderungen. am Motor erfordert, das außerordentlich billig ist und das vor allem den Fehler nicht nur mindert, sondern vollkommen zu beseitigen vermag. Sie besteht darin, daß in den Ventilantrieb ein Teil aus nichtmetallischem Werkstoff eingeschaltet ist, dessen Ausdel-. nungskoeffizient höher ist als der der 1VI-taue. Derartige Stoffe sind z. B. Hartgummi oder Kunstharz. Ihr -Ausdehnungskoeffizient ist etwa siebenmal so groß wie der des Stahls und beträgt etwa 64 # 10-6 bis 77 # 10-'- Durch geeignete Bemessung der Länge dieses Teiles kann man trotz der erheblichen Tem= peraturunterschiede die gesamte Längendehnung des Ventilantriebes .so groß machen, daß sie der Längendehnung des Zylinders und Zylinderkopfes entspricht, so da.ß das Ventilspiel in dem eingestellten Mindestwert konstant bleibt. Man kann, wenn nötig, @es auch so einrichten, daß das Spiel bei Erwärmung kleiner wird.
Da die Temperatur, die der Ventilantrieb höchstens annimmt, selbst bei luftgekühlten Maschinen meist unterhalb von 15o° C liegt, so steht @es der Anwendung nichtmetallischer Baustoffe, z. B. von -Hartgummi, nicht entgegen, daß diese Stoffe bei höheren Temperaturen ihren festen Zusammenhalt verlieren. Im Übrigen kann man diese Erscheinung unschädlich machen, indem man den nichtmetallischen Teil so anordnet, daß er nur Druckkräfte überträgt, auf Biegung und Knickeng aber nicht beansprucht wird. Z. B. kann man den Teil im Innern der Stoßstange oder des Stößels anordnen, die dann beispielsweise aus zwei teleskopartig ineinandergesteckten Teilen hergestellt werden.
Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele, und zwar zeigt Abb. i die Anwendung der Erfindung an einer kopfgesteuerten Maschine, Abb.2 einen Längsschnitt durch die Stoßstange der Abb. i in vergrößertem Maßtabe, Abb.3 die Anwendung der Erfindung an einer seitengesteuerten Maschine und Abb.4 einen Längsschnitt durch den Stößel der Abb. 3 in vergrößertem Maßstabe. In Abb. i wirkt der Nocken i in üblicher Weise auf einen bei 2 geführten Stößel 3, der seinerseits ,eine Stoßstange 4 antreibt, deren Bewegung über einen Kipphebel s auf das Ventil 6 übertragen wird, dessen Sitz in dem z. B. aus Leichtmetall bestehenden Kopf 7 des Zylinders 8 angeordnet ist. Die Stoßstange 4 besteht in der aus Abb. 2 ersichtlichen Weise aus einem Rohr 9, in dem eine Einlage 1o aus nichtmetallischem Baustoff untergebracht ist, deren Ausdehnungskoeffizient höher ist als der der Metalle. Sie besteht z. B. aus Hartgummi oder Kunstharz. In die Enden des Rohres 9 sind zwei Kolben i i eingesteckt, deren äußere Stirnflächen 12 die Anschlagflächen für den Stößel 3 und den Kipphebels bilden, während die inneren Stirnflächen an der nichtmetallischen Ein-Jage 1o anliegen. Einer der Kolben 11 kann ,zach durch den Boden des Mantelrohres er-'_.,%etzt werden.
Idas Ventilspiel wird bei kalter Maschine z.- B. bei 13 auf den für den Betrieb gewünschten Wert eingestellt. Erwärmt sich die Maschine, so ist die Längenausdehnung der Teile 6, 7 und 8 infolge der höheren Temperaturen zwar größer als die cler metallischen Teile des Ventilantriebes. Durch die erheblich stärkere Dehnung der Einlage i o verschieben sich aber die Kolben 11 in dem Rohr 9, so daß der Abstand der Anschlagflächen 12 der Stoßstange ,. in höherem Maße wächst, als es der einfachen Dehnung des Rohres q entspricht. Die Länge der Einlage i o ist :so bemessen, daß ihre Dehnung einer Änderung des Ventilspieles entgegenwirkt und sie ganz .oder nahezu aufhebt.
Bei der seitengesteuerten Maschine der Abb.3 wirkt der Stößel 3 unmittelbar auf das stehend angeordnete Ventil 6'. Die nichtmetallische Einlage ist im Stößel untergebracht, der zu diesem Zweck aus zwei teleskopartig ineinandergesteckten Hohlteilen. 1 ¢ und 15 besteht. Bei zunehmender Temperatur dehnt sich die nichtmetallische Einlage i o stärker als die metallischen Teile des Ventilantriebes, so daß Teil 14 aus dem Teil 15 etwas herausgeschoben wird. Die Länge der Einlage 1o ist wieder so bemessen, als es dem gewünschten Ausgleich des Ventilspieles entspricht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Steuerung für Brennkraftmaschinen mit in den Ventilantrieb eingeschalteten Ausdehnungskörpern, die zur Gleichhaltung des Ventilspieles durch Ausgleich der Unterschiede der Wärmedehnung dienen, gekennzeichnet durch die Anwendung nichtmetallischer Ausdehnungskörper (z. B. aus Hartgummi oder Kunstharz), deren Ausdehnungskoeffizient größer ist als der der Metalle.
2. Steuerung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung des nichtmetallischen Teiles (i o), daß er lediglich Druckbeanspruchungen ausge-, setzt ist.
3. Steuerung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmetallische Teil (i o) im Innern eines hohl ausgebildeten Teiles des Ventilantriebes angeordnet ist und sich gegen einen oder zwei längs verschiebbare Teile ausdehnt.
4. Steuerung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmetallische Teil (io) im Innern der als Rohr (9) ausgebildeten Stoßstange (q.) zwischen zwei Stirnflächen angeordnet ist, von denen mindestens eine an einem in das Rohr gesteckten Kolben (r r) ausgebildet ist (Abb. r und a).
5. Steuerung nach Anspruch i bis 3, dadurch- gekennzeichnet, daß der nichtmetallische Teil (r o) - im Innern des aus zwei releskopartig ineinandergesteckten Teilen (14, 15) bestehenden Stößels (3) angeordnet ist (Abb.3 und q.).