CH632804A5

CH632804A5 - Rotary valve on an internal combustion engine

Info

Publication number: CH632804A5
Application number: CH1229278A
Authority: CH
Inventors: Walter Monn
Original assignee: Walter Monn
Priority date: 1978-02-02
Filing date: 1978-12-01
Publication date: 1982-10-29
Also published as: IT1110722B; IT7919799A0; DE2804432A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehventil an einer Brennkraftmaschine mit in einem Gehäuse angeordnetem scheibenförmigem Drehschieber, der mit Durchgängen versehen ist, die mindestens einen Arbeitszylinderraum mit einem oder mehreren Luftansaugkanälen bzw. einem oder mehreren Abgasausstosskanälen verbinden, wobei zum Kühlen des Gehäuses und des Drehschiebers in Gehäuse und Drehschieber ein mit einer ausserhalb des Drehschiebers liegenden Unterdruckstelle verbundenes Kühlleitungssystem vorgesehen ist, das im Drehschieber Kühlmittelkammern und von einem radial inneren zu einem radial äusseren Teil Kühlmittel führende Kühlkanäle aufweist. The present invention relates to a rotary valve on an internal combustion engine with a disc-shaped rotary valve arranged in a housing, which is provided with passages that connect at least one working cylinder space with one or more air intake channels or one or more exhaust gas discharge channels, whereby for cooling the housing and the rotary valve in the housing and rotary slide valve, a cooling line system is provided which is connected to a vacuum point lying outside the rotary slide valve and has coolant chambers in the rotary slide valve and cooling channels leading from a radially inner part to a radially outer part.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Weiterentwicklung der in der CH-PS 575 071 offenbarten Erfindung dar. Aufgrund dieser vorgenannten Erfindung stellte sich in der Praxis das Problem des einfacheren Aufbaus einer derartigen Steuerung, verbunden mit intensiverer Kühlung, ohne indessen derartige Vorteile durch neuauftretende Nachteile erkaufen zu müssen. The present invention represents a further development of the invention disclosed in CH-PS 575 071. Because of the aforementioned invention, in practice the problem of a simpler construction of such a control system, combined with more intensive cooling, without, however, buying such advantages due to emerging disadvantages have to.

Dieses Problem löst die vorliegende Steuerung, welche sich dadurch auszeichnet, dass weitere, Kühlmittel radial vom äusseren zum inneren Teil führende, aus mindestens einer der Kühlmittelkammern ausmündende Kühlkanäle angeordnet sind. The present control solves this problem, which is characterized in that further cooling channels leading radially from the outer to the inner part and opening out of at least one of the coolant chambers are arranged.

Die erfindungsgemässe Steuerung wird anschliessend beispielsweise anhand einer Zeichnung erläutert. The control system according to the invention is subsequently explained, for example, using a drawing.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 den Oberteil eines im Längsschnitt nach Schnittlinie I-I dargestellten Zylinderkopfes mit aufgesetztem, in einem Gehäuse angeordneten scheibenförmigen Drehschieber mit aus dem Drehschieber weggebrochenen Teilen, 1 shows the upper part of a cylinder head shown in longitudinal section along section line I-I with a disc-shaped rotary valve mounted in a housing with parts broken away from the rotary valve,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Steuerung gemäss Fig. 1, nach Schnittlinie II-II, 2 shows a section through the control according to FIG. 1, along section line II-II,

Fig. 3 einen Schnitt analog desjenigen nach Fig. 2 durch eine andere Ausführungsform einer Steuerung, 3 shows a section analogous to that of FIG. 2 through another embodiment of a control,

Fig. 4 und 5 Ausschnitte aus Radialschnitten durch Drehschieber zur Darstellung der Führung der Kühlkanäle, in zwei unterschiedlichen Ausführungen, 4 and 5 sections of radial sections through rotary slide valve to illustrate the leadership of the cooling channels, in two different versions,

Fig. 6 einen Ausschnitt aus einer Variante analog den Fig. 4 und 5, 6 shows a section of a variant analogous to FIGS. 4 and 5,

Fig. 7 einen Schnitt durch die Ausführung nach Fig. 6, 7 shows a section through the embodiment according to FIG. 6,

nach Linie VII-VII. according to line VII-VII.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Teil eines Zylinderkopfes 2 einer Viertakt-Brennkraftmaschine mit einem Arbeitszylinderraum 4 dargestellt. Auf dem Zylinderkopf 2 ist ein Gehäuse 6 angeordnet, z.B. aufgeschraubt. Dieses umfasst zwei Gehäusehälften 8 und 10, welche, z.B. durch Schrauben, zusammengehalten werden. 1 and 2, part of a cylinder head 2 of a four-stroke internal combustion engine with a working cylinder space 4 is shown. A housing 6 is arranged on the cylinder head 2, e.g. screwed on. This comprises two housing halves 8 and 10 which, e.g. held together by screws.

Zwischen diesen beiden Gebäusehälften 8 und 10 befindet sich ein scheibenförmiger Drehschieber 14. Dessen Welle 16 steckt einerseits in der Gehäusehälfte 10 in einem radiale sowie axiale Kräfte aufnehmenden Lager 19 und andererseits in der Gehäusehälfte 8 in einem nur radiale Kräfte aufnehmenden Gleitlager 21. A disc-shaped rotary slide 14 is located between these two housing halves 8 and 10. Its shaft 16 is located in the housing half 10 in a radial and axial force-absorbing bearing 19 and in the housing half 8 in a radial force-absorbing slide bearing 21.

Aus dem Arbeitszylinderraum 4 führt eine in Drehrichtung des Drehschiebers 14 verschobene, bezüglich der Achse der Welle 16 aussermittig angeordnete Bohrung 22 durch den Zylinderkopf 2 zum Gehäuse 6. In dieser Bohrung 22 steckt ein gefederter Dichtschuh 24 mit einem Durchgang 26. Ein zylindrischer Zapfen 28 - Bestandteil des Dichtschuhes 24 -ist mit einem inneren Dichtungsring 30 versehen. Der Zylinderkopf 2 weist radial ausserhalb der Bohrung 22 Versenkungen 33 zur Aufnahme von Schraubenfedern 35 auf. Auf diesen Schraubenfedern 35 ist der Dichtschuh 24, federnd gegen den Drehschieber 14 gedrückt, abgestützt. A bore 22, which is displaced in the direction of rotation of the rotary slide valve 14 and is arranged eccentrically with respect to the axis of the shaft 16, leads from the working cylinder space 4 through the cylinder head 2 to the housing 6. A spring-loaded sealing shoe 24 with a passage 26 is inserted in this bore 22. Part of the sealing shoe 24 is provided with an inner sealing ring 30. The cylinder head 2 has recesses 33 for receiving helical springs 35 radially outside the bore 22. On these coil springs 35, the sealing shoe 24 is resiliently pressed against the rotary valve 14.

Der Drehschieber 14 weist drei Paare (insgesamt sechs) um je 120° versetzte Durchgänge 32,34,36,37,38 und 39 in Form von 90°-Krümmern auf, welche die Stirnfläche 18 und die eine bzw. die andere Mantelfläche 20 des Drehschiebers 14 miteinander verbinden. In entsprechender Lage des Drehschiebers 14 verbindet jeweils einer der Einlass-Durchgänge 32,36 oder 38 eine in der Gehäusehälfte 10 liegende Ansaugbohrung 40 mit dem Durchgang 26 im Dichtschuh 24. Um ca. 40° zu den Luftansaugdurchgängen 32,36,38 versetzt, enthält der Drehschieber 14 ausserdem die drei Auslassdurchgänge 34,37,39, welche den Durchgang 26 mit dem in der Gehäusehälfte 8 liegenden Abgasausstosskanal 42 verbinden. Die Querschnitte der Durchgänge 32,34,36,37,38 und 39 sind auf der Mantelfläche 20 des Drehschiebers 14 an5 The rotary valve 14 has three pairs (a total of six) through 32 °, 32, 34, 36, 37, 38 and 39 in the form of 90 ° elbows, which cover the end face 18 and one or the other lateral surface 20 of the Connect rotary valve 14 to each other. In the corresponding position of the rotary slide valve 14, one of the inlet passages 32, 36 or 38 connects a suction hole 40 in the housing half 10 to the passage 26 in the sealing shoe 24, offset by approximately 40 ° to the air suction passages 32, 36, 38 the rotary slide valve 14 also has the three outlet passages 34, 37, 39, which connect the passage 26 to the exhaust gas discharge duct 42 located in the housing half 8. The cross sections of the passages 32, 34, 36, 37, 38 and 39 are on the lateral surface 20 of the rotary valve 14

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

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nähernd rechteckig, wogegen die entsprechenden Querschnitte auf den Stirnflächen 18 des Drehschiebers 14 angenähert nierenförmig sind. Die Ansaugbohrung 40 und der Abgasauslasskanal 42 haben kreisrunden Querschnitt. approximately rectangular, whereas the corresponding cross sections on the end faces 18 of the rotary slide valve 14 are approximately kidney-shaped. The suction bore 40 and the exhaust gas outlet duct 42 have a circular cross section.

Die erwähnten Verbindungen mittels der Durchgänge 32, 36,38 zwischen der Ansaugbohrung 40 und dem Durchgang 26 einerseits und die Verbindungen mittels der Durchgänge 34,37,39 zwischen dem Durchgang 26 und dem Abgasauslasskanal 42 andererseits sind nur in entsprechenden Stellungen des Drehschiebers 14 gewährleistet. In Fig. 1 ist die Abgasausstosslage des Drehschiebers 14 dargestellt. In allen übrigen Stellungen sorgt der Dichtschuh 24 mit seiner Auflagefläche 46 für die erforderliche Abdichtung des Zylinderraumes 4 nach aussen. The connections mentioned by means of the passages 32, 36, 38 between the suction bore 40 and the passage 26, on the one hand, and the connections, by means of the passages 34, 37, 39 between the passage 26 and the exhaust gas outlet duct 42, on the other hand, are only ensured in the corresponding positions of the rotary valve 14. In Fig. 1, the exhaust gas ejection position of the rotary valve 14 is shown. In all other positions, the sealing shoe 24 with its bearing surface 46 provides the necessary sealing of the cylinder space 4 to the outside.

Zur Kühlung des Drehschiebers 14 sowie des Abgasauslasskanals 42, ist folgendes vorgesehen: The following is provided for cooling the rotary slide valve 14 and the exhaust gas outlet duct 42:

Die Gehäusehälfte 10 ist, wie Fig. 2 zeigt, mit einer Kühlmittelzufuhrbohrung 92 versehen, welche in eine Ringnut 94 mündet. Dieser gegenüber liegt eine analoge Ringnut 51 des Drehschiebers 14. Aus der Ringnut 51 führen - gruppenweise gleichmässig im Schieber 14 verteilt - Kühlmittelkanäle 60 von innen nach aussen. Sie münden in Räume 62, welche z.B., wie Fig. 1 und 2 zeigen, als drehachsenparallele Ausnehmungen bzw. Bohrungen 62 ausgebildet sein können. Die Austritte dieser Bohrungen 62 münden in Kühlmittelkanäle 64, welche radial von aussen nach innen führend, die Ausnehmungen 62 mit einer weiteren Ringnut 66 im achsnahen Bereich des Drehschiebers 14 verbinden. Die Ringnut 66 speist eine andere im Gehäuse 8 vorgesehene Ringnut 53. Die Ringnut 53 ihrerseits speist über einen segmentförmigen Kanal 52 eine Ausnehmung, welche nach dem Einbau des Abgasauslasskanals 42 einen langgestreckten Ringraum 58 bildet. Der Raum 58 ist über einen Durchgang 57 mit einer Unterdruckstelle, vorzugsweise des Motors, verbunden. As shown in FIG. 2, the housing half 10 is provided with a coolant supply bore 92 which opens into an annular groove 94. Opposite this is an analog annular groove 51 of the rotary slide valve 14. From the annular groove 51 - coolant channels 60 lead from the inside to the outside — evenly distributed in groups in the slide valve 14. They open into spaces 62 which, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, can be formed as recesses or bores 62 parallel to the axis of rotation. The outlets of these bores 62 open into coolant channels 64, which lead radially from the outside inwards and connect the recesses 62 to a further annular groove 66 in the region of the rotary slide valve 14 near the axis. The annular groove 66 feeds another annular groove 53 provided in the housing 8. The annular groove 53 in turn feeds a recess via a segment-shaped channel 52, which forms an elongated annular space 58 after the installation of the exhaust gas outlet channel 42. The space 58 is connected via a passage 57 to a vacuum point, preferably the engine.

Es wurde erkannt, dass bei einer mehrzylindrigen Motorkonstruktion die Kühlmittelzufuhr durch die Hauptwelle ungünstig ist. Aus diesem Grunde wurde die in der Fig. 2 ersichtliche Kühlmittelzufuhrbohrung 92 im Gehäuse 10 vorgesehen. Es ist zu vermerken, dass die Ringnut 94 den elastischen Dichtring 96 umgibt und diesen vor Überhitzung bewahrt. It was recognized that the coolant supply through the main shaft is unfavorable for a multi-cylinder engine design. For this reason, the coolant supply bore 92 shown in FIG. 2 was provided in the housing 10. It should be noted that the annular groove 94 surrounds the elastic sealing ring 96 and protects it from overheating.

Aus den Stirnflächen 18 des Drehschiebers 14 vorstehende oder in diese eingelegte Ringe 79,81,82 stehen in entsprechende Nuten der beiden Gehäusehälften 8 und 10 vor und bilden Labyrinth-Dichtungen. Der Drehschieber 14 berührt übrigens keine der beiden ihn umschliessenden Gehäusehälften 8 und 10 metallisch. Rings 79, 81, 82 protruding from or inserted into the end faces 18 of the rotary slide 14 protrude into corresponding grooves in the two housing halves 8 and 10 and form labyrinth seals. Incidentally, the rotary slide valve 14 does not touch any of the two housing halves 8 and 10 surrounding it in a metallic manner.

Eine Bohrung 87 im Gehäuse 8,10 dient der Aufnahme eines als Schmierdocht ausgebildeten Ölsiebes 89. Diese Bohrung 87 tangiert die Gehäuseausnehmung für den Drehschieber 14 derart, dass das Ölsieb 89, welches Öl aus dem Schmiernetz der Brennkraftmaschine erhält, dieses auf einer schmalen Mantellinienfläche an die Mantelfläche 20 des Drehschiebers 14 abgibt. Da der gefederte Dichtschuh 24, zumindest im Bereich seiner Auflagefläche 46, aus selbstschmierendem Metall, beispielsweise einer selbstschmierenden Bronze, bestehen kann, so ist auch hier der Reibungswiderstand bei optimaler Dichtung auf ein Minimum reduziert. A bore 87 in the housing 8, 10 serves to receive an oil screen 89 designed as a lubricating wick. This bore 87 affects the housing recess for the rotary slide valve 14 in such a way that the oil screen 89, which receives oil from the lubrication network of the internal combustion engine, contacts it on a narrow surface area the lateral surface 20 of the rotary valve 14 releases. Since the sprung sealing shoe 24, at least in the area of its support surface 46, can consist of self-lubricating metal, for example a self-lubricating bronze, the frictional resistance is also reduced to a minimum with an optimal seal.

Der beschriebene Drehschieber 14 wird, wenn er mit einer Viertakt-Brennkraftmaschine zu deren Steuerung verwendet wird, mit dieser derart gekuppelt, dass der Drehschieber 14 entsprechend den drei Einlass- und den drei Auslassdurchgängen 32,34,36,37,38 und 39 pro Arbeitsspiel, d.h. bei zwei Kurbelwellenumdrehungen des Motors, 'A Umdrehung ausführt. Das Untersetzungsverhältnis ist mithin 6 zu 1. The rotary valve 14 described, when used with a four-stroke internal combustion engine for controlling it, is coupled to the latter in such a way that the rotary valve 14 corresponds to the three inlet and three outlet passages 32, 34, 36, 37, 38 and 39 per work cycle , ie with two crankshaft revolutions of the engine, 'A revolution executes. The reduction ratio is therefore 6 to 1.

Aus herstellungstechnischen Gründen kann es vorteilhaft sein, den Innenteil des Drehschiebers 14 zu giessen und auf diesen Teil ein Ringband 15 aufzuschrumpfen. Dadurch wird nicht nur die Bearbeitung des Drehschiebers 14 vereinfacht, sondern auch die Möglichkeit geschaffen, für den Innenteil und das Ringband 15 unterschiedliche Materialien zu verwenden. For technical reasons, it may be advantageous to cast the inner part of the rotary valve 14 and to shrink an annular band 15 onto this part. This not only simplifies the processing of the rotary slide valve 14, but also creates the possibility of using different materials for the inner part and the ring band 15.

Die beschriebene Steuerung arbeitet in Verbindung mit einer Viertakt-Brennkraftmaschine in folgender Weise: The control described works in connection with a four-stroke internal combustion engine in the following way:

In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Lage befindet sich der Kolben der Brennkraftmaschine im Ausstosstakt, in welchem die Explosionsgase nach Abgabe ihrer druckbedingten Energie an den Kolben der Brennkraftmaschine aus dem Arbeitszylinderraum 4 ausgestossen werden. In the position shown in FIGS. 1 and 2, the piston of the internal combustion engine is in the exhaust stroke, in which the explosion gases are expelled from the working cylinder space 4 after their pressure-related energy has been released to the piston of the internal combustion engine.

Dieses Ausstossen erfolgt durch den Durchgang 26 und den Auslassdurchgang 34 in den Abgasausstosskanal 42, von wo die Abgase ins Freie strömen. This discharge takes place through the passage 26 and the outlet passage 34 into the exhaust gas discharge duct 42, from where the exhaust gases flow into the open.

Beim anschliessenden Ansaugtakt geht der Arbeitskolben aus seiner oberen Totpunktlage im Zylinderraum 4 nach unten. Der Drehschieber 14 hat sich weiter gedreht (in Pfeilrichtung gemäss Fig. 1), wobei nun der Ansaugdurchgang 32 im Drehschieber 14 einen sich immer vergrössernden Durchgang zum Durchgang 26 sowie zur Ansaugbohrung 40 freigibt. Durch die Bildung eines Unterdruckes im Arbeitszylinderraum 4, z.B. durch den Motorkolben, wird daher die Aus-senluft durch die Ansaugbohrung 40 in den Luftansaugdurchgang 32 und von diesem durch den Durchgang 26 in den Arbeitszylinderraum 4 gesaugt. Dies dauert so lange, bis die hintere Kante des Ansaugdurchganges 32 die vordere Kante der Ansaugbohrung 40 oder diejenige des Durchganges 26 überstreicht und daher der Arbeitszylinderraum 4 nach aussen geschlossen ist, worauf der Füll vorgang des Arbeitszylinderraumes 4 beendet ist. During the subsequent intake stroke, the working piston goes down from its top dead center position in the cylinder chamber 4. The rotary slide valve 14 has rotated further (in the direction of the arrow according to FIG. 1), the suction passage 32 in the rotary slide valve 14 now opening an ever-increasing passage to the passage 26 and to the suction bore 40. By forming a negative pressure in the working cylinder space 4, e.g. through the engine piston, the outside air is therefore sucked through the intake bore 40 into the air intake passage 32 and from there through the passage 26 into the working cylinder space 4. This takes so long until the rear edge of the intake passage 32 passes over the front edge of the intake bore 40 or that of the passage 26 and therefore the working cylinder space 4 is closed to the outside, whereupon the filling process of the working cylinder space 4 is ended.

Im anschliessenden Verdichtungstakt komprimiert der Kolben die eingesaugte Verbrennungsluft im Arbeitszylinderraum 4, wobei im entsprechenden Moment eine Kraftstoffeinspritzung in die komprimierte Luft erfolgt, so dass ein explosionsfähiges Gemisch entsteht. In the subsequent compression stroke, the piston compresses the sucked-in combustion air in the working cylinder space 4, fuel being injected into the compressed air at the appropriate moment, so that an explosive mixture is produced.

Es ist natürlich auch möglich, der Ansaugbohrung 40 einen entsprechenden Vergaser vorzuschalten, so dass nicht mehr reine Luft durch die vorbeschriebenen Kanäle in den Arbeitszylinderraum 4 gelangt, sondern ein Benzindampf-Luftge-misch. It is of course also possible to connect a corresponding carburetor to the intake bore 40, so that no longer pure air reaches the working cylinder space 4 through the channels described above, but a gasoline vapor-air mixture.

Kurz vor Erreichen des oberen Totpunktes des Kolbens wird dieses Gemisch mittels einer Zündkerze gezündet und verpufft, wobei der entstehende Druck den Kolben nach unten stösst, währenddem er Leistung an die Kurbelwelle abgibt. Dies ist der Arbeitstakt. Während dieser Zeit muss der Drehschieber 14 den Arbeitszylinderraum 4 abdichten, damit nicht die Verpuffungsgase unter ihrem hohen Druck über den Zylinderkopf und dem Gehäuse 6 nutzlos nach aussen verpuffen. Aus diesem Grunde ist der Dichtschuh 4 federnd im Zylinderkopf 2 angeordnet, so dass er die Möglichkeit hat, unter dem Druck im Arbeitszylinderraum 4 und dem zusätzlichen Druck der Schraubenfedern 35 mit seiner Dichtfläche 46 am Drehschieber 14 dicht anzuliegen. Dabei sorgt das selbstschmierende Metall, aus welchem zumindest der Bereich der Dichtfläche 46 des Dichtschuhes 24 hergestellt ist, dafür, die Reibung und damit den Verschleiss und die verlorene Leistung möglichst gering zu halten. Das Abdichten erfolgt mittels des Dichtungsringes 30. Shortly before the top dead center of the piston is reached, this mixture is ignited and deflagrated by means of a spark plug, the resulting pressure pushing the piston down while it is delivering power to the crankshaft. This is the work cycle. During this time, the rotary slide valve 14 must seal the working cylinder chamber 4, so that the deflagration gases do not fizzle outwards under their high pressure via the cylinder head and the housing 6. For this reason, the sealing shoe 4 is resiliently arranged in the cylinder head 2, so that it has the possibility of tightly fitting its sealing surface 46 on the rotary slide valve 14 under the pressure in the working cylinder space 4 and the additional pressure of the coil springs 35. The self-lubricating metal, from which at least the area of the sealing surface 46 of the sealing shoe 24 is made, ensures that the friction and thus the wear and the lost power are kept as low as possible. Sealing takes place by means of the sealing ring 30.

Am Ende des Arbeitstaktes, wenn sich der Kolben in seiner unteren Totpunktlage befindet, hat sich der Drehschieber 14 derart weitergedreht, dass nun beim anschliessenden Ausstosstakt, der eingangs beschrieben wurde, die Verbindung des Arbeitszylinderraumes 4 über den Durchgang 26 mit dem Auslassdurchgang 34 und dem Abgasauslasskanal 42 wieder hergestellt wird. At the end of the work cycle, when the piston is in its bottom dead center position, the rotary slide valve 14 has rotated further in such a way that in the subsequent exhaust cycle, which was described at the beginning, the connection of the working cylinder space 4 via the passage 26 to the exhaust passage 34 and the exhaust gas outlet duct 42 is restored.

Es ist offensichtlich, dass die erläuterte Steuerung sehr It is obvious that the control explained very much

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

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«0 «0

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4 4th

hohen thermischen Spannungen unterworfen wird, was insbesondere für den in den Gehäusehälften 8,10 drehenden Drehschieber 14 mit der Welle 16 und den Dichtschuh 24 sowie den Abgasauslasskanal 42 zutrifft. Daher müssen diese Teile speziell gut, d.h. intensiv und derart sicher gekühlt werden, dass tunlichst keine Temperaturspitzen entstehen. Zu diesem Zweck gelangt, durch den Unterdruck im Kurbelwellengehäuse oder eine andere Pumpquelle, Kühlluft durch die Kanäle 60,62 und 64 in die Ringnut 66 des Drehschiebers 14, welcher die andere Ringnut 53 im Gehäuse 8 gegenübersteht. subject to high thermal stresses, which is particularly true for the rotary slide valve 14 rotating in the housing halves 8, 10 with the shaft 16 and the sealing shoe 24 and the exhaust gas outlet duct 42. Therefore, these parts must be particularly good, i.e. be cooled intensively and with such certainty that temperature peaks do not occur. For this purpose, due to the negative pressure in the crankshaft housing or another pump source, cooling air passes through the channels 60, 62 and 64 into the annular groove 66 of the rotary slide valve 14, which faces the other annular groove 53 in the housing 8.

Die Kühlluft verlässt diese Kammer 53 durch den Kanal 52, von wo sie in den Ringraum 58 strömt. The cooling air leaves this chamber 53 through the channel 52, from where it flows into the annular space 58.

Die Mantelfläche 20 des Drehschiebers 14 wird mittels des aus einem Sieb 89 hergestellten Schmierdochtes entsprechend geschmiert, während zwischen der Innenwand der Gehäusehälfte 8 und dem Drehschieber 14 bzw. dessen entsprechender Stirnfläche 18 durch die Auspuffgase eine dichtende Russchicht gebildet wird, welche das ganze System auf natürliche Weise noch besser abdichtet. The outer surface 20 of the rotary slide valve 14 is lubricated accordingly by means of the lubricating wick made from a sieve 89, while between the inner wall of the housing half 8 and the rotary slide valve 14 or its corresponding end face 18, a sealing sealing layer is formed by the exhaust gases, which naturally seals the whole system Seals even better.

Eine weitere Ausführung einer derartigen Steuerung ist in Fig. 3 ersichtlich. Another embodiment of such a control can be seen in FIG. 3.

Hier ist ein Teil eines Zylinderkopfes 101 einer Viertakt-Brennkraftmaschine mit einem Arbeits-Zylinderraum 103 dargestellt. Auf dem Zylinderkopf 101 ist ein Gehäuse 107 angeordnet, z.B. aufgeschraubt. Dieses umfasst zwei Gehäusehälften 109 und 111, welche, z.B. durch Schrauben, zusammengehalten werden. A part of a cylinder head 101 of a four-stroke internal combustion engine with a working cylinder space 103 is shown here. A housing 107 is arranged on the cylinder head 101, e.g. screwed on. This comprises two housing halves 109 and 111 which, e.g. held together by screws.

Zwischen diesen beiden Gehäusehälften 109 und 111 befindet sich ein scheibenförmiger Drehschieber 115. Dessen Welle 117 ist in den Gehäusehälften 109 und 111 gelagert. A disc-shaped rotary valve 115 is located between these two housing halves 109 and 111. Its shaft 117 is supported in the housing halves 109 and 111.

Aus dem Arbeitszylinderraum 103 führt eine bezüglich der Achse der Welle 117 aussermittig angeordnete Bohrung 123 durch den Zylinderkopf 101 zum Gehäuse 107. In dieser Bohrung 123 steckt ein gefederter Dichtschuh 125 mit einem Durchgang 127. Er ist von bekannter Beschaffenheit. A bore 123, which is arranged eccentrically with respect to the axis of the shaft 117, leads from the working cylinder chamber 103 through the cylinder head 101 to the housing 107. A spring-loaded sealing shoe 125 with a passage 127 is inserted in this bore 123. It is of a known nature.

Der Drehschieber 115 weist auch hier drei Paare (insgesamt sechs) um je 120° versetzte Durchgänge 137, 139 in Form von 90°-Krümmern auf, welche die Mantelfläche 118 und die eine bzw. die andere Stirnfläche 113 bzw. 114 des Drehschiebers 115 miteinander verbinden. Die drei, um je 120° zueinander versetzten Luftansaugdurchgänge 137 verbinden jeweils eine in der Gehäusehälfte 111 liegende Ausaugbohrung 141 mit dem Durchgang 127 im Dichtschuh 125. Um ca. 40° zu den Luftansaugdurchgängen 137 versetzt, enthält der Drehschieber 115 ausserdem die drei Auslassdurchgänge 139, welche den Durchgang 127 mit dem in der Gehäusehälfte 109 liegenden Abgasausstosskanal 143 verbinden. Die Querschnitte der Durchgänge 137 und 139 sind auf der Mantelfläche des Drehschiebers 115 annähernd rechteckig, wogegen die entsprechenden Querschnitte auf den Stirnflächen 113 bzw. 114 des Drehschiebers 115 angenähert nie-renförmig sind. Die Ansaugbohrung 141 und der Abgasauslasskanal 143 haben annähernd kreisrunden Querschnitt. Here, too, the rotary slide valve 115 has three pairs (a total of six), passages 137, 139 offset by 120 ° in the form of 90 ° elbows, which connect the lateral surface 118 and one or the other end surface 113 or 114 of the rotary slide valve 115 to one another connect. The three air intake passages 137, each offset by 120 °, connect a suction hole 141 in the housing half 111 to the passage 127 in the sealing shoe 125. Offset by approximately 40 ° to the air intake passages 137, the rotary valve 115 also contains the three outlet passages 139, which connect the passage 127 with the exhaust gas discharge duct 143 located in the housing half 109. The cross sections of the passages 137 and 139 are approximately rectangular on the lateral surface of the rotary valve 115, whereas the corresponding cross sections on the end surfaces 113 and 114 of the rotary valve 115 are approximately non-renal. The suction bore 141 and the exhaust gas outlet duct 143 have an approximately circular cross section.

Die erwähnten Verbindungen mittels der Durchgänge 137 zwischen der Ansaugbohrung 141 und dem Durchgang 127 einerseits und die Verbindungen mittels der Durchgänge 139 zwischen dem Durchgang 127 und dem Abgasauslasskanal 143 andererseits sind nur in entsprechenden Stellungen des Drehschiebers 115 gewährleistet. The connections mentioned by means of the passages 137 between the suction bore 141 and the passage 127 on the one hand and the connections by means of the passages 139 between the passage 127 and the exhaust gas outlet duct 143 on the other hand are only ensured in the corresponding positions of the rotary valve 115.

In Fig. 3 befindet sich der Schieber 115 im Arbeitstakt, d.h. vor der Abgasausstosslage des Drehschiebers 115. In Fig. 3 the slider 115 is in the work cycle, i.e. in front of the exhaust position of the rotary valve 115.

Zur Kühlung des Drehschiebers 115 sowie des Abgasauslasskanals 143 ist folgendes vorgesehen: The following is provided for cooling the rotary slide valve 115 and the exhaust gas outlet duct 143:

Die Welle 117 ist mit einer zentralen, axialen Kühlmittel-Zufuhrbohrung 145 und einer Abflussbohrung 148 versehen, welche durch einen Quersteg voneinander getrennt sind. Entsprechend den zwischen den sechs Durchgängen 137,139 angeordneten Kühlmittelkanälen 161,162 und 164 sind in der Welle 117 seitliche Anschlussbohrungen zu den Bohrungen 145 und 148 vorgesehen, welche den Kühlmittelfluss im Schieber 115 sicherstellen. Die Kanäle 161 und 164 können, wie die Kanäle 60 und 64, im Schieber 115 durch-flussfördernd angeordnet sein. Die Kühlung kann hier durch Wasser, Öl o. dgl. erfolgen. Sie ist, abgesehen von den Wellenanschlüssen, völlig leckfrei. The shaft 117 is provided with a central, axial coolant supply bore 145 and a drain bore 148, which are separated from one another by a crosspiece. Corresponding to the coolant channels 161, 162 and 164 arranged between the six passages 137, 139, lateral connection bores to the bores 145 and 148 are provided in the shaft 117, which ensure the coolant flow in the slide 115. The channels 161 and 164, like the channels 60 and 64, can be arranged in the slide 115 to promote flow. The cooling can be done here by water, oil or the like. Apart from the shaft connections, it is completely leak-free.

Bei dieser Ausführung ist ein zweites Kühlsystem vorgesehen, welches einen Nabenteil des Drehschiebers 115 und anschliessend den Abgasausstosskanal 143 bzw. den diesen Kanal festlegenden Einsatz kühlt. Die Anspeisung des Kühlmittels erfolgt hier über eine Gehäusebohrung 192, welche in eine Ringkammer 194 mündet. Diese setzt sich in einer Ringkammer 151, wie Fig. 3 klar zeigt, fort. Von der Kammer 194 gelangt das Kühlmittel durch mindestens eine, z.B. ringseg-mentförmige, Bohrung in einen Ringraum 152, welcher die Wand des Kanals 143 direkt umfasst und deren intensive Kühlung bewirkt. Das Kühlmittel gelangt anschliessend durch einen Kanal 157 im Zylinderkopf 101 zu einer Saugstelle, z.B. ins Motorengehäuse. In this embodiment, a second cooling system is provided, which cools a hub part of the rotary valve 115 and then the exhaust gas discharge duct 143 or the insert defining this duct. The coolant is supplied here via a housing bore 192 which opens into an annular chamber 194. This continues in an annular chamber 151, as FIG. 3 clearly shows. From the chamber 194, the coolant passes through at least one, e.g. ring segment-shaped, bore in an annular space 152, which directly surrounds the wall of the channel 143 and causes its intensive cooling. The coolant then passes through a channel 157 in the cylinder head 101 to a suction point, e.g. into the motor housing.

Durch die Anordnung dieses Kühlsystems erfolgt eine derart intensive Kühlung, dass die beiden Dichtungsringe 196 als sog. Kaltmotor-Dichtungsringe aus nur bis ca. 110°C beständigem Material herstellbar sind. The arrangement of this cooling system results in such intensive cooling that the two sealing rings 196, as so-called cold motor sealing rings, can be produced from material that is only resistant to approx. 110 ° C.

Um die Erhitzung des Drehschiebers 115 auf ein Minimum zu beschränken, ist die von den Auspuffgasen bestrichene Fläche im Schieber 115 durch dessen Profllgebung minimal gestaltet, wie dessen Querschnitt mit der dreieckförmigen Ringnut 113 klar erkennen lässt. Die obgenannte Fläche im Schieber 115 wird dadurch um ungefähr einen Drittel verringert. In order to limit the heating of the rotary valve 115 to a minimum, the area in the valve 115 which is swept by the exhaust gases is designed to be minimal due to its profile, as can be clearly seen in its cross section with the triangular annular groove 113. The above-mentioned area in the slide 115 is thereby reduced by approximately one third.

Aus den Stirnflächen 113 und 114des Drehschiebers 115 vorstehende Ringe 179 und 181 stehen in entsprechende Nuten der beiden Gehäusehälften 109 und 111 vor und bilden Labyrinth-Dichtungen. Der Drehschieber 115 berührt übrigens keine der beiden ihn umschliessenden Gehäusehälften 109 und 111. Rings 179 and 181 protruding from the end faces 113 and 114 of the rotary slide valve 115 protrude into corresponding grooves in the two housing halves 109 and 111 and form labyrinth seals. Incidentally, the rotary valve 115 does not touch either of the two housing halves 109 and 111 surrounding it.

Auch hier kann eine Bohrung im Gehäuse 109,111 der Aufnahme eines als Schmierdocht ausgebildeten Ölsiebes dienen. Diese Bohrung tangiert die Gehäuseausnehmung für den Drehschieber 115, wie zur Fig. 1 eingehend erläutert. Da der gefederte Dichtschuh 125, zumindest im Bereich seiner Auflagefläche 144, aus selbstschmierendem Metall, beispielsweise einer selbstschmierenden Bronze, besteht, so ist auch hier der Reibungswiderstand bei optimaler Dichtung auf ein Minimum reduziert. Here, too, a bore in the housing 109, 111 can serve to receive an oil strainer designed as a lubricating wick. This bore affects the housing recess for the rotary valve 115, as explained in detail for FIG. 1. Since the sprung sealing shoe 125, at least in the area of its bearing surface 144, consists of self-lubricating metal, for example a self-lubricating bronze, the frictional resistance is reduced to a minimum here with an optimal seal.

Der beschriebene Drehschieber 115 wird, wenn er mit einer Viertakt-Brennkraftmaschine zu deren Steuerung verwendet wird, mit dieser derart gekoppelt, dass der Drehschieber 115 entsprechend den drei Einlass- und den drei Auslassdurchgängen 137 und 139 pro Arbeitsspiel, d.h. bei zwei Kurbelwellenumdrehungen des Motors, Vi Umdrehungen ausführt. Das Untersetzungs Verhältnis ist mithin 6 zu 1. The rotary valve 115 described, when used with a four-stroke internal combustion engine to control it, is coupled to it in such a way that the rotary valve 115 corresponds to the three intake and three exhaust passages 137 and 139 per work cycle, i.e. with two crankshaft revolutions of the engine, Vi executes revolutions. The reduction ratio is therefore 6 to 1.

Die beschriebene Steuerung arbeitet in Verbindung mit einer Viertakt-Brennkraftmaschine grundsätzlich analog, wie dies zur Ausführung gemäss den Fig. 1 und 2 erläutert ist. The control described works in principle in analogy in connection with a four-stroke internal combustion engine, as is explained for the embodiment according to FIGS. 1 and 2.

In den Fig. 4 und 5 sind zwei weitere Möglichkeiten ersichtlich, wie das Einführen von Kühlmittel in einen Drehschieber vorgenommen werden kann. 4 and 5 show two further possibilities of how coolant can be introduced into a rotary valve.

So zeigt Fig. 4 eine Welle 217, mit einer das Kühlmittel zuführenden axialen Bohrung 245 und einer analogen wegführenden, axialen Bohrung 248. Durch entsprechende seitliche Öffnungen in der Welle gelangt das Kühlmittel über die Kühlmittelkanäle 261,262 und 264 in die Abflussbohrung 248. Auch hier ist auf den Innenkörper des Drehschiebers 215 ein Ring 150 aufgezogen, z.B. aufgeschrumpft 4 shows a shaft 217 with an axial bore 245 that supplies the coolant and an analog axial bore 248 that leads away. Appropriate lateral openings in the shaft allow the coolant to pass into the drain bore 248 via the coolant channels 261, 262 and 264 a ring 150 is pulled onto the inner body of the rotary valve 215, for example shrunk

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

Eine weitere Möglichkeit der Kühlmittelführung zeigt Fig. 5, mit einer Welle 317 des Drehschiebers 315. Hier ist eine axiale Zuführbohrung 345 für das Kühlmittel vorgesehen, welches über seitliche Durchgänge in entsprechend im Innenkörper des Drehschiebers 315 geführte Kanäle 361,362 und 364 gelangt. Als Abflussöffnung im Drehschieber 315 ist hier eine Teilringnut 366 vorgesehen, welcher im Stator eine Ringnut gegenüberliegt (nicht dargestellt). 5, with a shaft 317 of the rotary slide valve 315, shows an additional possibility for the coolant guide. Here, an axial feed bore 345 is provided for the coolant, which passes through lateral passages into channels 361, 362 and 364 which are guided in the inner body of the rotary slide valve 315. A partial annular groove 366 is provided as the drain opening in the rotary slide valve 315, which is opposite an annular groove in the stator (not shown).

Eine konstruktiv einfachere Ausführung zeigen die Fig. 6 und 7. Hier gelangt der Kühlstrom aus einer Ringnut 453 durch eine radiale Bohrung 485 direkt zum Hauptsaugkanal 457. Das Auspuffrohr 442 liegt nämlich frei zugänglich und wird einzig von aussen her gekühlt. Die Ringnut 453 ist im Querschnitt grösser, um den Dichtring besser zu kühlen. 6 and 7 show a structurally simpler embodiment. Here, the cooling stream passes from an annular groove 453 through a radial bore 485 directly to the main intake duct 457. The exhaust pipe 442 is in fact freely accessible and is only cooled from the outside. The annular groove 453 is larger in cross-section in order to cool the sealing ring better.

Diese Beispiele zeigen, dass das Anordnen der Kühlmittelkanäle in Drehschiebern zu einer derartigen Steuerung auf vielfältige Weise erfolgen kann, wobei wohl letztendlich entsprechende Versuche die in jeder Beziehung, d.h. sowohl herstellungstechnisch als auch kühlungstechnisch, optimale Lösung erkennen lassen müssen. These examples show that the arrangement of the coolant channels in rotary valves for such a control can be carried out in a variety of ways, and in the end corresponding experiments will probably be carried out in every respect, i.e. both in terms of manufacturing technology and cooling technology, have to identify the optimal solution.

In diesem Sinne haben eingehende Versuche gezeigt, dass die erläuterte Art der Kühlmittelführung, insbesondere das In this sense, in-depth tests have shown that the type of coolant guidance explained, in particular that

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Herumführen des Kühlmittels im Drehschieber 14 mit von innen nach aussen und wieder nach innen führenden Kühlmittelkanälen oder Ausnehmungen nicht nur eine wesentliche Vereinfachung in der Herstellung, sondern auch eine s bessere Kühlung der massgebenden Teile mit sich bringt. Die Figuren zeigen beispielsweise Möglichkeiten der Kühlmittelführung in Drehschiebern. Diese Kanäle bilden (zwischen den Durchgängen für Ein- und Auslass der Motorgase) Kanalgruppen, welche im Drehschieber symmetrisch liegen io und daher, entsprechend der Gruppenzahl, eine gleichmässi-gere thermisch wenig ortsabhängige Temperatur sicherzustellen vermögen. Dies wiederum erlaubt eine höhere thermische Belastbarkeit des Drehschiebers, welche, zumindest theoretisch, mit der Anzahl von Durchgängen im Dreh-15 Schieber steigt. Je nach der Zahl der Durchgangsgruppen muss natürlich der Durchmesser des Drehschiebers entsprechend vergrössert werden. Guiding the coolant in the rotary valve 14 with coolant channels or recesses leading from the inside out and back inward not only brings about a significant simplification in production, but also brings about better cooling of the relevant parts. The figures show, for example, possibilities of coolant guidance in rotary valves. These channels form (between the passages for the inlet and outlet of the engine gases) channel groups, which lie symmetrically in the rotary valve and therefore, depending on the number of groups, can ensure a more uniform, thermally less location-dependent temperature. This in turn allows a higher thermal load capacity of the rotary valve, which increases, at least theoretically, with the number of passes in the rotary valve. Depending on the number of passage groups, the diameter of the rotary valve must of course be increased accordingly.

Das Kühlsystem kann mit Flüssigkeit, Luft oder irgend einem anderen Medium beaufschlagt werden. Der Über- oder 20 Unterdruck, der nötig ist, um das Fluidum in Bewegung zu setzen, kann vorzugsweise vom Motor selbst oder von einem am Motor angeschlossenen Aggregat erzeugt werden. Liquid, air or any other medium can be applied to the cooling system. The overpressure or underpressure which is required to set the fluid in motion can preferably be generated by the engine itself or by an assembly connected to the engine.

B B

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

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1. Rotary valve on an internal combustion engine with a disc-shaped rotary valve arranged in a housing, which is provided with passages that connect at least one working cylinder chamber with one or more air intake channels or one or more exhaust gas discharge channels, whereby for cooling the housing and the rotary valve in the housing and rotary valve is provided with a cooling line system connected outside the rotary slide valve, which has coolant chambers in the rotary slide valve and cooling channels leading from a radially inner part to a radially outer part, characterized in that further coolants leading radially from the outer part to the inner part consist of at least one of the Cooling chambers (62,162,262,362) opening cooling channels (64,164,264,364) are arranged.

2. Rotary valve according to claim 1, characterized by at least one in the housing (8, 10) extending coolant supply (92) and discharge channel (52), each in an annular chamber (51 or 66) of the rotary valve (14) - or discharge.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Rotary valve according to claim 1, characterized in that the coolant channels leading from the outer to the inner part of the rotary valve (14) are connected to an open groove (66) on one end of the rotary valve.

4. Rotary valve according to claim 1, characterized in that the coolant-carrying channels are arranged in a U, V, W or X-shaped rotary valve.

5. Rotary valve according to claim 1, characterized in that coolant channels are provided in the rotary valve, such that coolant flows from the hollow shaft into the rotary valve and from this back into the hollow shaft (Fig. 3,4).

6. Rotary valve according to claim 3, characterized in that the annular chambers (51,66) of the rotary valve (14) are opposite annular grooves (53,94) of the housing (8,10).

7. Rotary valve according to claim 1, characterized in that the rotary slide valve (115) has a groove (113) formed in one end face in order to reduce the area of the rotary slide valve (115) covered by the exhaust gases (FIG. 3).

8. Rotary valve according to claim 7, characterized in that the exhaust duct (442) is largely free within the outer engine contours to be cooled by the outside air, and that a radial cooling air bore (485) past the exhaust duct (442) and directly into one Main suction channel (457) leads.

9. Rotary valve according to claim 1 or claim 7, characterized in that elastic sealing rings (96, 196) are completely surrounded by the coolant chambers (51, 53, 194) in order to protect them from overheating.