DE1550402B1 - Drehschieber,insbesondere fuer Verbrennungsmotore - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Drehschieber, insbe- Arbeitszylindern um den Außenumfang des Drehsondere für Verbrennungsmotore mit mehr als einem Schiebers versetzt sind und eine Ausdehnung haben, Arbeitszylinder, aus einem in einem zylindrischen die sich nur über einen verhältnismäßig kleinen Gehäuse drehbar gelagerten Hohlzylinder mit in der Bogen am Umfang des Drehschiebers erstreckt. Da Außenwand des Hohlzylinders angeordneten Ring- 5 beispielsweise bei einer Verbrennungsmaschine mit kanälen, an deren beiden Seiten Dichtringe ange- vier Zylindern mindestens eine Einlaß- und eine Ausordnet sind, und mit zwei je Arbeitszylinder in der laßtasche auf der gegenüberliegenden Seite des zuAußenwand des Hohlzylinders vorgesehenen und um gehörigen Sammelkanals liegt, dürfte eine Verbinden Außenumfang versetzten Steuertaschen, von dung zwischen dieser Tasche und dem zugehörigen denen jeweils eine je Arbeitszylinder durch einen io Sammelkanal auf nahezu unüberwindliche Schwierigunter der Oberfläche des Hohlzylinders liegenden keiten stoßen.

Längskanal mit einem der Ringkanäle verbunden Die langen und mit U-förmigen Umwegschleifen ist. versehenen Sammelkanäle des bekannten Dreh-Es ist ein Drehschieber für Verbrennungsmotore Schiebers führen zu besonders ungünstigen Strömit mehreren Arbeitszylindern bekannt, der aus 15 mungsverhältnissen und zu erheblichen Druckuntereinem in einem zylindrischen Gehäuse drehbar ge- schieden innerhalb der Kanäle. Diese ungünstigen lagerten Hohlzylinder besteht. Der Hohlzylinder bzw. Strömungsverhältnisse und die beachtlichen Druckder Drehschieber weist in seiner Außenwand zwei unterschiede haben eine ungleichmäßige Beschickung Ringkanäle auf, die dicht nebeneinander liegen. Der und Entleerung der Zylinder zur Folge. Eine untereine Ringkanal ist mit einer Gemischzufuhrleitung 20 schiedliche Beschickung und Entleerung der Zylinder und der andere Ringkanal mit einer Abgasleitung ver- ergibt sowohl einen unterschiedlichen Füllungsgrad bunden. Ferner sind bei dem bekannten Schieber für als auch ein unterschiedliches Gemisch in den einzel- Λ jeweils einen Zylinder zwei sich über einen Teil des nen Zylindern, wodurch nach Zündung des Ge- ™ Außenumfangs erstreckende Taschen in der Außen- misches in jedem Zylinder eine unterschiedliche Leiwand des Hohlzylinders angeordnet. In den Be- 25 stung erbracht wird. Motore, deren Zylinder eine wegungsbahnen der beiden, einem Arbeitszylinder zu- unterschiedliche Leistung erzeugen, haben einen ungeordneten Taschen liegen zwei in die Brennkammer regelmäßigen und unruhigen Lauf. Darüber hinaus des Zylinders führende Öffnungen. Die eine Tasche wird die Kurbelwelle derartiger Motore ungleichmit der in ihrer Bewegungsbahn liegenden Einlaßöff- mäßig beansprucht, was zu Schäden in den Pleuelnung ist für die Brennstoffzufuhr in die Verbren- 30 lagern führen kann und die Lebensdauer eines dernungskammer des Zylinders bestimmt, während die artigen Motors erheblich verkürzt, andere Tasche mit der in ihrer Bewegungsbahn liegen- Da bei dem bekannten Drehschieber die in Längsden Auslaßöffnung zum Abführen des Abgases aus richtung verlaufenden Sammelkanäle für die Brennder Brennkammer des Zylinders dient. Bei diesem stoffzufuhr und die Abgasabfuhr um 135° gegeneinbekannten, für eine Vielzahl von Arbeitszylindern be- 35 ander versetzt sind, gelangt der eine Bereich des stimmten Drehschieber sind alle für die Brennstoff- Drehschiebers ständig mit heißen Abgasen und der zufuhr bestimmte Taschen über einen einzigen Sam- andere Bereich des Drehschiebers ständig mit dem melkanal, ähnlich einer elektrischen Sammelschiene, kalten Brennstoffgemisch in Berührung. Hierdurch mit dem an die Brennstoffzufuhr angeschlossenen wird der Drehschieber an verschiedenen Stellen stän-Ringkanal verbunden. Ebenso sind alle für die Ab- 40 dig auf verschiedenen Temperaturen gehalten, was gasabfuhr bestimmte Taschen über einen einzigen ein Verziehen dieses Schiebers zur Folge haben kann. Sammelkanal mit dem an den Auspuff angesehlos- Wenn sich jedoch einmal der Schieber verzogen hat, senen Ringkanal verbunden. Sowohl der Sammel- ist eine genaue Steuerung der Brennstoffzufuhr und kanal für die Brennstoffzufuhr als auch der Sammel- der Abgasabfuhr nicht mehr gewährleistet. \ kanal für die Abgasabfuhr verlaufen in Längsrich- 45 Da die Sammelkanäle für die Brennstoffzufuhr und tung des Hohlzylinders und liegen innerhalb seiner die Abgasabfuhr unter den Taschen liegen, muß der Außenwand. Die in Längsrichtung verlaufenden bekannte Drehschieber in einer sehr dicken Wand-Sammelkanäle liegen in einer anderen Ebene als die stärke ausgeführt werden, damit die Taschen und die Taschen, d. h., die Sammelkanäle liegen unterhalb Sammelkanäle noch innerhalb der Wand des hohlder Taschen. Diese Sammelkanäle sind an den Kreu- 50 zylindrischen Schiebers untergebracht werden können zungspunkten mit den Taschen zu diesen hin offen, und damit der Schieber die erforderliche Steifigkeit so daß ein Weg für das Ansauggemisch bzw. das Aus- erhält. Darüber hinaus ist die Herstellung dieses puffgas in den oder aus dem Arbeitszylinder freige- Schiebers äußerst schwierig und langwierig und daher geben wird. Da sich die Sammelkanäle in Längsrich- entsprechend teuer.

tung erstrecken und sämtliche Zylinder einer Ver- 55 Es war daher die der Erfindung zugrunde liegende brennungsmaschine versorgen müssen, muß jeweils Aufgabe, einen Drehschieber zu schaffen, mit dessen ein Sammelkanal einen Ringkanal kreuzen und um- Hilfe eine gleichmäßige Beschickung einer Vielzahl gehen. Aus diesem Grund wird daher bei dem be- von Zylindern unter günstigen Strömungsbedingungen kannten Drehschieber jeweils ein Sammelkanal in möglich ist und der keinen Wärmespannungen aus-Form einer U-Schlaufe um einen Ringkanal herum- 60 gesetzt und in sehr leichter Bauweise anzufertigen geführt. und auf einfache Weise rasch, billig und leicht her-Da bei dem bekannten Drehschieber jeweils ein zustellen ist. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch Sammelkanal sämtliche Taschen der gleichen Funk- erreicht, daß jeweils zwei Steuertaschen zwischen tion versorgen muß, müssen alle Taschen der gleichen zwei voneinander in axialem Abstand liegenden Ring-Funktion zumindest teilweise auf der Linie des zu- 65 kanälen angeordnet sind und jeweils eine Steuertasche gehörigen Sammelkanals liegen. Eine derartige An- mit einem der Ringkanäle über einen eigenen, kurzen, Ordnung stößt jedoch auf erhebliche Schwierigkeiten, unter der Oberfläche des Hohlzylinders liegenden da die Taschen zur Versorgung einer Reihe von Längskanal verbunden ist, der in die Seitenwandun-

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gen sowohl der Steuertaschen als auch der Ring- Im Nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel

kanäle mündet. der Erfindung an Hand von Zeichnungen näher er-

Bei dem erfindungsgemäßen Drehschieber ist läutert. In den Zeichnungen zeigt

sichergestellt, daß die einzelnen, mit den Brenn- F i g. 1 einen Teilschnitt durch einen Drehschieber

kammern der Zylinder in Verbindung stehenden 5 gemäß der Erfindung,

Taschen in unmittelbarer Nähe der Ringkanäle liegen, F i g. 2 eine Draufsicht auf den Drehschieber,

die mit der Brennstoffversorgung bzw. mit dem Aus- F i g. 3 einen Schnitt durch eine den Drehschieber

puff verbunden sind. Da die Taschen sehr nahe an aufnehmende Rohrhülse,

den Ringkanälen liegen, ist nur ein ganz kurzer Ver- F i g. 4 eine Darstellung des Drehschiebers in bindungskanal zwischen einer Tasche und einem 10 seinen verschiedenen Arbeitsstellungen und
Ringkanal erforderlich. Auf Grund der kurzen F i g. 5 eine Draufsicht auf eine Abwandlungsform Kanäle treten keine Strömungswiderstände auf, so eines erfindungsgemäßen Drehschiebers,
daß in jeder Steuerstellung des Schiebers vom Ring- Der Drehschieber 1 ist in einer ein zylindrisches kanal bis zur Tasche im wesentlichen die gleichen Gehäuse darstellenden Rohrhülse 2 mit Hilfe von Strömungsverhältnisse herrschen und auf diese Weise 15 zwei Wälzlagern 4 drehbar gelagert, die an beiden immer eine gleichmäßige und rasche Beschickung Enden der Rohrhülse 2 angeordnet sind. Die Rohrbzw. Entleerung der Arbeitszylinder möglich ist. Auf hülse 2 ist in einem Zylinderkopf 3 entfernbar bediese Weise ist ein einwandfreier und ruhiger Lauf festigt. Ein Ende 5 des Drehschiebers erstreckt sich des Motors sichergestellt. so weit, daß es ein geeignetes Kettenrad 6 für einen

Da die kurzen Verbindungskanäle bzw. die kurzen 20 Kettenradantrieb 7 von der Kurbelwelle des Motors

Längskanäle sowohl in die Seitenwandungen der aufnehmen kann, so daß der Drehschieber 1 mit der

Taschen als auch in die Seitenwandungen der Ring- Hälfte der Drehzahl der Kurbelwelle umläuft,

kanäle münden, liegen die Kanäle näher an der Ober- Der Drehschieber besteht aus einem Hohlzylinder,

fläche des Hohlzylinders, so daß der erfindungs- in dessen Bohrung 8 sich in Achsrichtung eine Pum-

gemäße Drehschieber mit einer wesentlich geringeren 25 penschaufel 19 erstreckt. Die Bohrung 8 ist mit ge-

Wandstärke hergestellt werden kann, als es bei dem eigneten Einrichtungen an Kanäle 10, 11 angeschlos-

bekannten Drehschieber der Fall ist. Der erfindungs- sen, die zum Maschinenkühlsystem gehören. Somit

gemäße Drehschieber kann daher wesentlich leichter erhält man in sehr einfacher Weise ein Umwälzen

gebaut werden, ohne daß dabei seine Stabilität dar- des Kühlmittels, bei dem es sich entweder um Wasser

unter leidet. Auch ist der erfindungsgemäße Dreh- 30 oder Luft handeln kann, was sich in der Praxis als

schieber wesentlich einfacher, rascher und billiger besonders wirksam und wirkungsvoll herausgestellt

herzustellen. hat.

Darüber hinaus ist es durch die erfindungsgemäße Die Rohrhülse 2 weist zwei in Axialrichtung

Anordnung der Kanäle und Taschen möglich, jeweils nebeneinanderliegende Durchlässe 12 auf, die über

zwei nebeneinanderliegende Arbeitszylinder von 35 Durchtrittsöffnungen 13 mit der Verbrennungskam-

einem einzigen Ringkanal aus zu speisen bzw. zu ver- mer 14 oberhalb des Kolbens 15 eines Motorzylinders

sorgen. Da jeweils zwei in die Brennkammer eines 16 verbunden sind. Auf beiden Seiten der Durchlässe

Arbeitszylinders führenden Taschen immer zwischen 12 sind in Umfangsrichtung der Rohrhülse gesehen

zwei Ringkanälen liegen, können bei einer Vielzahl Dichtleisten 17 angeordnet, die sich gegen den Dreh-

von Arbeitszylindern die zwischen den Arbeitszylin- 40 schieber 1 federelastisch abstützen, um einen Durch-

dern liegenden Ringkanäle abwechselnd mit der tritt von Gas zu verhindern. Diese Dichtleisten 17

Brennstoffversorgung und dem Auspuff verbunden bestehen aus einem geeigneten schmiermittelabsor-

werden, so daß jeweils ein zwischen zwei Arbeits- bierenden Material, beispielsweise Filtermetall oder

zylindern liegender Ringkanal gleichzeitig zwei anderen bekannten Metalleisten, welche die gleichen

Arbeitszylinder versorgt. Bei einer Verbrennungs- 45 absorbierenden Eigenschaften aufweisen,

maschine mit beispielsweise 8 in einer Reihe liegenden Die Rohrhülse 2 weist zwei weitere voneinander

Zylindern braucht ein nach der Erfindung gestalteter in Abstand stehende Durchlässe 18, 19 auf. Der eine

Drehschieber insgesamt nur mit 9 Ringkanälen ver- Durchlaß 18 ist an die Brennstoffversorgung über

sehen zu werden, wobei entweder 5 Ringkanäle mit einen geeigneten Kanal 20 angeschlossen. Der Durch-

dem Auspuff und 4 Ringkanäle mit der Brennstoff- 50 laß 19 ist an den Auspuff des Motors angeschlossen,

zufuhr bzw. 4 Ringkanäle mit dem Auspuff und Der Drehschieber ist so angeordnet, daß er die

5 Ringkanäle mit der Brennstoffzufuhr verbunden Zufuhr des Brennstoffs und den Auspuff des Ma-

werden, je nachdem, ob die zu beiden Enden der schinenzylinders 16 steuert.

Zylinderreihe liegenden Ringkanäle mit dem Auspuff In der Außenwand des Drehschiebers 1 sind zwei oder der Brennstoffzufuhr verbunden werden. Wenn« 55 voneinander in Abstand stehende Ringkanäle 21, 22 die Zahl der in einer Reihe liegenden Zylinder einer angeordnet. Diese Ringkanäle stehen in unmittel-Verbrennungsmaschine ist, so sind bei dem erfin- barer Verbindung mit den entsprechenden Durchdungsgemäßen Drehschieber insgesamt nur n+1 Ring- lassen 18 und 19 in der Rohrhülse 2. Der Ringkanal kanäle erforderlich, während bei dem bekannten 21 steht mit dem Durchlaß 18 für die Brennstoff-Drehschieber für jeden Zylinder ein eigener Ansaug- 60 zufuhr in Verbindung und weist Schaufeln 23 auf und Auspuffkanal und somit insgesamt 2 η Kanäle oder ist an seinen Wandungen aufgerauht, um eine notwendig sind. günstige Turbulenz des dem Motorzylinder 16 zu-

Eine weitere Verbesserung der Strömungsverhält- zuführenden Brennstoffgemisches zu erreichen, wo-

nisse und der Füllung der Arbeitszylinder wird da- durch man einen besonders wirkungsvollen Betrieb

durch erreicht, daß in einem der Ringkanäle Schau- 65 erhalten kann. Unter entsprechenden Bedingungen

fein angeordnet sind. Das Vorsehen von Schaufeln kann man auch durch diese Schaufeln einen Gebläse-

zur Verbesserung des Füllungsgrades ist an sich bei effekt und damit eine Überladung der Maschine in

Drehschiebern bekannt. sehr einfacher und wirkungsvoller Weise erzielen.

Die Wandungen des mit dem Auspuff verbundenen Ringkanals 22 sind glatt.

Auf beiden Seiten eines jeden Ringkanals 21, 22 sind Dichtringe 24 angeordnet, die in Umfangsnuten

25 eingesetzt sind. In der Außenwand des Drehschieber 1 sind zwischen den beiden voneinander in Abstand stehenden Ringkanälen 21 und 22 zwei Steuertaschen 26 ausgebildet, von denen jede mit einem der Ringkanäle 21 und 22 in Verbindung steht. Diese Steuertaschen

26 erstrecken sich im wesentlichen jeweils über ein Viertel des Umfangs des Drehschiebers. Außerdem sind die beiden Steuertaschen 26 in Umf angsrichtung gegeneinander um 90° versetzt.

Zwischen den beiden voneinander in axialem Abstand liegenden Steuertaschen 26 sind zwei weitere Dichtringe 27 angeordnet, die in Umf angsnuten 28 eingesetzt sind.

Jeweils eine Steuertasche 26 ist mit einem der Ringkanäle 21, 22 über einen eigenen kurzen und unter der Oberfläche des Drehschiebers 1 liegenden Längskanal 29, 30 verbunden, der in die Seitenwandungen sowohl der Steuertaschen 26 als auch der Ringkanäle 21, 22 mündet. Somit ist jede Steuertasche 26 zum benachbarten Ringkanal 21, 22 offen.

Der beispielhaft dargestellte Drehschieber ist für einen nach dem Viertaktprinzip arbeitenden Zylinder 16 ausgelegt. In F i g. 4 ist der Drehschieber in verschiedenen Arbeitsstellungen gezeigt.

Die erste Stellung zeigt den Ansaugtakt, bei welchem der Zylinder 16 mit der Brennstoffversorgung über einen der Durchlässe 12, eine Steuertasche 26, den Ringkanal 21 und den Durchlaß 18 in Verbindung steht. Die nächsten beiden Stellungen zeigen den Verdichtungs- und Arbeitshub, der halb beendet ist, wenn der Zylinder von einer der Taschen 26 und den Ringkanälen 21, 22 abgedichtet ist.

Die letzte Stellung zeigt den Auspufftakt, bei welchem die Auspuffgase durch den Durchlaß 12, eine Steuertasche 26, den Ringkanal 22 und den Durchlaß 19 in die Atmosphäre austreten.

Der dargestellte Drehschieber ergibt eine ausgezeichnete Kühlung und Abdichtung. Der Drehschieber ist so ausgelegt, daß man ein scharfes Öffnen und Abschalten erhält und außerdem hohe Verdientungsverhältnisse erreichen kann, da es keine Schieberöffnung in dem Zylinder 16 gibt.

Wenn der erfindungsgemäße Drehschieber für Motore mit mehr als einem Zylinder verwendet wird, können die einzelnen Ringkanäle für die Brennstoffzufuhr und den Auspuff für jeweils zwei benachbarte Zylinder Verwendung finden.

Der Drehschieber läuft glatt und läßt sich leicht mit oder ohne der im Zylinderkopf angeordneten Rohrhülse entfernen und ersetzen.

In F i g. 5 ist eine Abwandlungsform des erfindungsgemäßen Drehschiebers wiedergegeben, bei welchem die Steuertaschen 26 nur über den Umfang und nicht gleichzeitig auch in Längsrichtung versetzt sind, wie es bei dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Drehschieber der Fall ist. Der Drehschieber nach Fig. 5 gibt eine kompaktere Konstruktion und bringt nur geringe praktische Begrenzungen gegenüber der anderen Ausführungsform im Hinblick auf die Ventilabstimmung.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Drehschieber, insbesondere für Verbrennungsmotore mit mehr als einem Arbeitszylinder, aus einem in einem zylindrischen Gehäuse drehbar gelagerten Hohlzylinder mit in der Außenwand des Hohlzylinders angeordneten Ringkanälen, an deren beiden Seiten Dichtringe angeordnet sind, und mit zwei je Arbeitszylinder in der Außenwand des Hohlzylinders vorgesehenen und um den Außenumfang versetzten Steuertaschen, von denen jeweils eine je Arbeitszylinder durch einen unter der Oberfläche des Hohlzylinders liegenden Längskanal mit einem der Ringkanäle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Steuertaschen (26) zwischen zwei voneinander in axialem Abstand liegenden Ringkanälen (21, 22) angeordnet sind und jeweils eine Steuertasche (26) mit einem der Ringkanäle (21, 22) über einen eigenen, kurzen, unter der Oberfläche des Hohlzylinders (1) liegenden Längskanal (29, 30) verbunden ist, der in die Seitenwandungen sowohl der Steuertaschen (26) als auch der Ringkanäle (21,22) mündet. \

2. Drehschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Ringkanäle (21, 22) Schaufeln (23) angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen