DE10232816A1 - Kegelförmiger Drehschieber für den Gaswechsel im Verbrennungsmotor mit innerer Ölkühlung - Google Patents

Abstract

Die Außenkühlung und Abdichtung eines Drehschiebers im Verbrennungsmotor ist problematisch beim Zusammentreffen von Öl und Kühlflüssigkeit. DOLLAR A In der Erfindung ist der kegelförmige Drehschieber innen hohl und wird vom Öl aus dem Ölkreislauf der Motorschmierung von innen gekühlt. Die Dichtleisten werden auf der Gleitfläche geschmiert. DOLLAR A Dadurch wird es möglich, einen Vier-Takt-Motor ohne Ventilbetrieb und mit einem höheren Wirkungsgrad zu konstruieren.

Description

• Für den Gaswechsel im Verbrennungsmotor sind flache Drehschieber schon lange bekannt. Sie drehen direkt über dem Kolben und verschließen den Zylinder nach oben. Ebenso die walzenförmigen Schieber, die über mehrere Zylinder waagerecht gelagert verlaufen.
• Die Erfindung und Ihre Vorteile
• Die für den Ventilantrieb benötigten Kräfte sind groß. Seine Bauteile sind kompliziert und erfordern hochwertige Materialien. Der Drehschieber braucht wenig Kraft zum Antrieb und läuft geräuschlos und läßt höhere Drehzahlen zu. Sein Einsatz ergäbe einen deutlich höheren Wirkungsgrad des Motors.
• Das Problem beim Betrieb mit Drehschieber liegt in allen Fällen in der Abdichtung des Brennraums, der Kühlung des Drehschiebers und der Schmierung.
• Die Probleme werden durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Die in der Erfindung erzielten Vorteile sind hauptsächlich in einer ausreichenden Kühlung und Abdichtung des kegelförmigen Drehschiebers zu sehen.
• In der Erfindung ist der Drehschieber (1) innen hohl und wird vom Motorenschmieröl durchströmt. Durch die Fliehkraft wird das Öl nach außen geschleudert. Damit alle Bereiche des Drehschiebers (1) gleichmäßig mit Öl gekühlt werden, sind im Hohlraum des Drehschiebers (1) Leitstege (10) angeordnet 3. Durch die Massenträgheit drückt der Ölstrom im Drehschieber (1) in die Gegenrichtung zur Drehrichtung dem Ölrücklauf (9) zu 3. Die Ölzufuhr (2) und der Ölablauf (3) 1 erfolgt im doppelwandigen Antriebsrohr (4) des Drehschiebers (1). Es besteht aus dem inneren Rohr (5) und dem äußeren Rohr (6). Zwischen dem Außendurchmesser des inneren Rohres (5) und dem Innendurchmesser des äußeren Rohres (6) ist ein Zwischenraum (7). Er ist in zwei Hohlräume ((8 und 9) 2 und 3 aufgeteilt. Aus dem einen Hohlraum (8) wird das Öl dem Drehschieber (1) zur Kühlung zugeführt, aus der anderen Hohlraumhälfte (9) wird das Öl abgeleitet zu den Ölablaufbohrungen (3) im doppelwandigen Antriebsrohr (4). Zur ausreichenden Kühlung des Drehschiebers (1) ist eine größere Ölmenge und ein schneller Durchlauf notwendig. Zur Druckumlaufschmierung im Motor ist daher ein zweiter Ölförderkreis erforderlich, der nur den Drehschieber (1) mit Öl für die Kühlung versorgt. Wenn der Motor abgestellt ist, sorgt ein elektrischer Antrieb über einen Freilauf für den weiteren Antrieb der Ölförderpumpe, bis Öl und Drehschieber (1) auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt sind, so daß im Drehschieber (1) keine Ablagerungen entstehen können. Durch den offenen Schlitz (23) im Drehschieber (1) wird beim Verbrennungsvorgang ein Teil der Wärme direkt an den Zylinderkopf (12) abgegeben. Der Ansaugstrom kühlt zusätzlich den Drehschieber (1) im Bereich des Schlitzes (23). Eine gesamte Ölkühlung des Motors ist überlegungswert.
• Der axiale Arbeitsdruck auf den Drehschieber (1) wird von einem Schrägrollenlager (11) aufgenommen. Mit der Einstellung des Schrägrollenlagers (11) wird auch der Abstand des Drehschiebers (1) zum Zylinderkopf (12) eingestellt. Dies geschieht mit einem Spannung (13) mit unterschiedlicher Stärke oder mit einem Gewindering (14), der die äußere Lagerschale des Schrägrollenlagers (11) hält. Das doppelwandige Antriebsrohr (4) ist in seiner Längsachse in einem Gleitlager (16) geführt. Das Gleitlager (16) leitet ebenfalls Wärme ab. In der Mitte des Drehschiebers (1) sitzt eine Zündkerze (17) oder eine Einspritzdüse mit kleinem Durchmesser. Für die Spannungszuleitung sorgt ein Schleifkontakt (18) am oberen Ende des doppelwandigen Antriebsrohrs (4).
• Der Drehschieber (1) dreht sich mit halber Kurbelwellendrehzahl berührungsfrei zwischen dem Zylinderkopf (12) und der Zylinderoberkante (19). Den erforderlichen Abstand bestimmen das Schrägrollenlager (11) und die Anlaufscheibe (20), oder ein Nadellager an der Stelle. Die Dichtleisten (21) zwischen Drehschieber (1) und Zylinderkopf (12) bestehen aus einem selbstschmierenden und hitzebeständigen Material. Sie werden von einer Drahtfeder (22) leicht angedrückt. Die Dichtleisten (21) können aber auch mit einem Schmierfilz (32) im Drehschieber (1) geschmiert werden. 3. Wegen der Wärmedehnung bestehen die Dichtleisten (21) aus mehreren Einzelteilen. 8 zeigt die Anordnung der Einzelteile. Zwischen Einlaßkanal (24} und Auslaßkanal (25) im Zylinderkopf (12) ist keine Dichtleiste vorgesehen. Ein oder mehrere rechtwinklige Profile (31) am aüßersten Durchmesser des Drehschiebers (1) bilden eine zusätzliche Labyrinthdichtung.
• Die Kegelform des Drehschiebers (1) hat mehrere Vorteile. Zum einen begünstigt sie die Brennraumform. Er kann auf die günstigste Form gerundet werden. Zum anderen vergrößert die Kegelform die Oberfläche des Drehschiebers (1) im Verhältnis zur Kolbenbodenfläche. Dadurch kann der Schlitz (23) im Drehschieber (1) in der Länge (im Radius) vergrößert werden. Ebenso Einlaßkanal (24) und Auslaßkanal (25) im Zylinderkopf (12). Die Größenverhältnisse in den Zeichnungen 4, 5, 6, 7 und 8 stimmen daher nicht genau, da sie einen flachen Drehschieber zeigen. Der Drehschieber (1) kann einseitig oder beidseitig unterschiedlich beschichtet werden.
• Sind die Zylinder in Reihe angebracht, werden die Drehschieber mit einer einfachen Rollenkette miteinander verbunden und angetrieben. Ein Kegelradantrieb treibt den ersten Drehschieber an. Der Schlitz (23) im Drehschieber (1) hat eine Öffnung von 45 Winkelgrad. Überschneidungen von Ein- (26) und Auslaßzeiten (27) sind in der Zeichnung 8 gestrichelt dargestellt.
• Die vier Takte sind in den 4, 5, 6 und 7 zu sehen. Der 90 Grad Drehwinkel liegt für einen Takt zwischen den beiden Punkten. In der Zeichnung würde der Kolben immer in der Mitte des Hubes stehen. Es zeigen 4 ansaugen, S verdichten, 6 arbeiten und 7 ausstoßen.
• In den Zeichnungen ist dargestellt:
• 1 : Drehschieber eingebaut im Längsschnitt
• 2 : doppelwandiges Antriebsrohr im Schnitt: C-D
• 3 : Drehschieber im Querschnitt: A-B
• 4 : Saugtakt
• S : Verdichtung
• 6 : Arbeitstakt
• 7 : Auspufftakt
• 8 : Lage der Dichtleisten im Zylinderkopf

1

Drehschieber

2

Ringnut für Ölzufuhr

3

Ölablaufbohrungen

4

doppelwandiges Antriebsrohr

5

inneres Rohr

6

äußeres Rohr

7

Zwischenraum

8

Hohlraum für Ölzufuhr

9

Hohlraum für Ölauslauf

10

Leitstege

11

Schrägrollenlager

12

Zylinderkopf

13

Spannung

14

Gewindering

15

Trägerhülse für Gleitlager

16

Gleitlager

17

Zündkerze

18

Schleifkontakt

19

Zylinderoberkante

20

Anlaufscheibe Nadellager

21

Dichtleisten

22

Drahtfeder

23

Schlitz im Drehschieber

24

Einlaßkanal im Zylinderkopf

25

Auslaßkanal im Zylinderkopf

26

Überschneidung Einlaßzeit

27

Überschneidung Auslaßzeit

28

Ausgleichgewichte im

Drehschieber

29

Kettenrad

30

Radial-Wellendichtring

31

rechtwinklige Profile

32

Schmierfilz für Dichtleisten

33

Festschmierstoff-Einlage

Claims (5)

1. Patentanspruch auf kegelförmigen Drehschieber (1) für den Gaswechsel im Verbrennungsmotor oder Kompressor mit innerer Flüssigkeitskühlung, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelförmige Drehschieber (1) innen hohl ist, mit dem doppelwandigen Antriebsrohr (4) eine Einheit bildet, die Form eines Trichters hat und daß durch das doppelwandige Antriebsrohr (4) das Öl, oder eine andere Kühlflüssigkeit, zu- und abgeleitet wird.
2. Patentschutz nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (1) auf der Zylinderkopfseite eine Kegelform hat und daß die Zündkerze (17) oder eine Einspritzdüse in der Mitte der Kegelspitze und des doppelwandigen Antriebsrohrs (4) sitzt.
3. Patentschutz nach Anspruch 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (1) von dem doppelwandigen Antriebsrohr (4) angetrieben wird und daß der Zwischenraum (7) zwischen dem inneren Rohr (5) und dem äußeren Rohr (6) so abgeteilt ist, daß in einem Hohlraum (8) das Öl, oder eine andere Kühlflüssigkeit, zugeführt und in dem anderen Hohlraum (9) wieder abgeleitet wird. (2 und 3)
4. Patentschutz nach Anspruch 1., 2. und 3., dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (1) auf der Kreisfläche einen Schlitz (23) hat, der zwischen 43 und 47 Winkelgrad liegt und daß die Kanten am Schlitz (23) radial verlaufen.
5. Patentschutz nach Anspruch 1., 2., 3. und 4., dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (1) mit dem doppelwandigen Antriebsrohr (4) gegossen oder aus Einzelteilen zu einer Einheit zusammen gesetzt ist und nur auf der beschichteten Zylinderkopfseite mit Dichtleisten (21) abgedichtet ist.