DE1911617C - Ventilanordnung fur Brennkraftmaschi nen - Google Patents

Description

hohen Umfangsgeschwindigkeiten des Drehschiebers erläutert und beschrieben werden, wobei auf die erheblich ist. Das Zuführen von öl in den Spaltraum Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigt
zwischen dem Drehschieber und der Zylinderkopf- F i g. 1 einen vertikalen Schnitt einer ersten Auswandung gemäß der deutschen Patentschrift 487 136 fühmngsform eines mit der erfindungsgemäßen hat sich hingegen als mehr erfolgversprechend her- 5 Ventilanordnung versehenen Zylinderkopfes für ausgestellt, wobei jedoch bisher die erzielbaren einen Viertakt-Motor,

Resultate noch nicht zufriedenstellend waren. Ins- Fig. 2 einen in der Ebene der Zündkerze geführbesondere war der bei der Vorrichtung gemäß der ten Schnitt des in F i g. 1 dargestellten Zylinderdeutschen Patentschrift 487 136 sich ergebende öl- kopfes,

verbrauch erheoüch, was eine Verschlechterung der io F i g. 3 einen Schnitt entlang der unteren

Verbrennung zur Folge hat. Begrenzungslinie von F i g. 1,

Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, . F i g. 4 eine zweite Ausführungsform eines mit der

eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art zu erfindungsgemäßen Ventilanordnung versehenen

schaffen, welche eine gute Lagerung bzw. Abstützung Zylinderkopfes,

des scheibenförmigen DTehschiebers an den Zylinder- 15 F i g. 5 einen in der Ebene der Zündkerze geführ-

kopfwandungen ergibt, wobei der sich ergebei.de öl- ten vertikalen Schnitt einer 'ritten Ausführungsiorm

verbrauch gering ist und Verschleißerscheinungendes der erfindungsgemäßen Ventilanordnung für einen

Drehschiebers verringert bzw. vermieden sind. Zweitakt-Motor,

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß Fig. 6 eine Teilschnittansicht einer Abwandlung

der Drehschieber auf seiner dem Kolben abgewandten ao des Drehschiebers für die seitliche Anbringung einer

Flache mit um die mittige öffnung, entlang seinem Zündkerze,

oberen Außenrand und um die exzentrisch angeord- Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht einer der Abstüt-

nete öffnung liegenden Abdichtungsringen versehen zung eines Abdichtungsringes dienenden Blattfeder

isi und daß zwischen dem Drehschieber und der und

Wandung des Zylinderkopfes bzw. eines Zylinder- 35 F i g. 8 einen vergrößerten Schnitt eines Teils des kopfeinsatzes ein den vorhandenen Spaltraum füllen- in F i g. 1 dargestellten Zylinderkopfes.
des ölkissen gebildet ist, welches einerseits durch den Im folgenden soll auf F i g. 1 bis 3 Bezug genom-Drehschieber über einen axialen ölzufuhrkanal und men werden, in welchen eine erste Ausführungsform einen radialen, an der Umfangsfläche des Dreh- der Erfindung dargestellt ist. Wie man an Hand von Schiebers mündenden Durchgangskanal und anderer- 30 F i g. 1 erkennen kann, weist der Zylinderkopf 4 eine seits einen innerhalb des Zylinderkopfes bzw. des Ausnehmung 4" auf, in welcher der mit einem Rohr-Zylinderkopfeinsatzes angeordneten, im Bereich der ansatz 4 α versehene Zylinderkopfeinsatz 4' eingesetzt mittigen öffnung mündenden Ablaßkanal mit dem ist. Der durch den Zylinderkopfeinsr'z 4' gebildete unter Druck stehenden ölkreislauf in Verbindung Hohlraum bildet eine Verlängerung des durch den steht. 35 Zylinder 19 gebildeten Hohlraumes, in welchem der

Es wird somit ein von einem ölkissen gefüllter Kolben 18 hin- und herbewegt ist. Im Bereich des Spaltraum geoildet, welcher zur Üoertragung der durch den Zylinderkopfeinsatz 4' gebildeten Hohlinnerhalb des Zylinders auftretenden Druckkräfte raumes rotiert ein Drehschieber I, der mit seiner dient. Da die verwendeten Al dichtungsringe die ver- Welle 3 innerhalb des Rohransatzes 4 α gelagert ist. schiedeaen öffnungen des Drehschiebers um- 40 Die Welle 3 ist auf Kugellagern 5,14 gelagert, von schließen, ergibt sich wunschgemäß ein relativ denen eines in der oberen Wandung 20 des Zylindergerin£..· Ölverbrauch Auf Grund der Tatsache, daß kopfes 4 angeordnet ist. Zwischen den beiden Kugeldas Schmieröl in radialer Richtung durch den Dreh- lagern 5 und 14 ist auf der Welle 3 das die Drehschieber bis zu dein peripheren Bereich zugeführt bewegung des Drehschiebers 1 übertragende Antriebswird, ergibt es sich, daß das zugeführte öl relativ 45 zahnrad 7 aufgesetzt. Das Antriebszahnrad 7 weist in hohen Zentrifugalkräften ausgesetzt wird, wodurch seinem unteren Bereich einen Rohransatz 7' auf, um die Pumpwirkung des Öls erhöht wird. Die Ableitung welchen eine Druckfeder 22 angeordnet ist. des Öles erfolgt dann im Bereich der Mitte des Zwischen dem Rohransatz T des Antriebszahnrades 7 Drehschieber, was jenem Punkt des ölkissens ent- und dem unieren Kugellagers ist ferner ein Abstandsspricht, an welchem ein Druckminimum vorliegt. 50 haltering 21 angeordnet. Während das untere Kugel-Durch die Rotation des Drehschiebers wird das öl- lager 5 aui der oberen Seite mittels eines Sprengringes kissen selbst Zentrifugalkräften ausgesetzt, so daß 23 gehalten ist, ist unterhalb desselben ein Ring 24 entlang der Peripherie des Drehschiebers der größte vorgesehen, der eine Justierung des Abstandes zwistatische Druck vorhanden ist. Dies wiederum ergibt sehen dem Drehschieber 1 und dem Zylinderkopfeincine gute Zentrierung des Drehschiebers, so daß 55 satz 4' ermöglicht. Zwischen dem Aiitriebszahnrad 7 Vibrationen bzw. dadurch hervorgerufenen Ver- und dem Kugellager5 ist die Druckfeder22 eingesetzt, Schleißerscheinungen des Drehschiebers soweit wie die allerdings durch ein starres Element ersetzt werden möglich ausgeschaltet sind. Durch das Vorhandensein kann. Diese Feder 22 dient dazu, den Drehschieber 1 von sowohl ölzufuhr- als auch ölablaßkanälen wird in einem ganz bestimmten Abstand von dem ferner erreicht, daii das den Spaltraum füllende öl- 60 Zylinderkopfeinsatz 4' zu halten, wobei die unterhalb kissen kontinuierlich gewechselt wird, so daß selbst von Abdichtungsringen 26' η Nuten der Stirnfläche bei hochtourigen Brennkraftmaschinen eine zu- des Drehschiebers liegenden Blattfedern 26 in gefriedenstellendt Arbeitsweise derartiger Ven-ilanord- wünschtem Maße verformt werden,
nungen gewährleistet ist. Demzufolge wird oberhalb des Drehschichers 1

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung er- 65 ein dünner Spaltraum 27 gebildet, in welchen über

geben sich an Hand der Unteransprüche 2 bis 7. pine innerhalb der Welle 3 angeordnete Bohrung 28

Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen im und einen innerhalb des Drehschiebers 1 radial ange-

folucncün an Hand von Ausführungsbeispielen naher ordneten Kanal 28' von der ölpumpe des Motors her

5 6

Ol zugeleitet wird, so daß beim Erreichen des oberen nommen werden, die auf das freie Ende des Gewinde-Totpunktes des Zylinders 19 durch den Kolben 18 Stiftes 39 aufgeschraubt ist.

während des Kompressionstaktes innerhalb des Fig. 5 zeigt den Zylinderkopf eines Zweitakl-

Spaltraumcs 27 ein gleichmäßiges ölkissen vorhanden Motors, bei welchem die exzentrische Öffnung 2 mit

ist. Die Fixierung der Einstellung des Drehschiebers 1 5 der Einlaßöffnung 10 fluchtet. Die Auslaßöffnung 43'

erfolgt mittels einer am oberen Ende der Welle 3 befindet sich im Bereich der Zylinderwandung. Mit

aufgeschraubten Kronenmutter 34". Während der 43 ist die Zündkerze, mit 42 die Zündkerzenöffnung

anderen Takte des Motors — d. h. während des bezeichnet.

Arbcits- und Abgasausstoßtaktes — strömt das in Eine Abwandlung des Drehschiebers 1 ist in

der Bohrung28 und dem Kanal 28' vorhandene öl ίο Fig. 6 dargestellt. Der mit einem zylindrischen

über einen Auslaßkanal 28" ab, so daß das öl für Flansch Γ versehene Drehschieber 1 ist mit Abdich-

den darauffolgenden Arbeitszyklus erneuert wird. tungsringen 26' und 41 versehen. Die Höhe dieses

Das innerhalb des Spaltraumcs 27 vorhandene öl- Flansches Γ ist derart gewählt, daß seitlich daran

kissen überträgt die während des Arbeitstaktes auf- eine öffnung 44 angeordnet ist, die in etwa dem

tretenden Druckkräfte, ohne daß der Drehschieber 1 »5 Durchmesser der Zündkerzenöffnung 11" entspricht,

direkt in Berührung mit dem Zylinderkopfeinsatz 4' in welcher die Zündkerze 43 eingeschraubt ist. In

gelangt. Demzufolge ist der Drehschieber 1 nur sehr diesem Fall wird der Verbrennungsraum durch den

kleinen Reibungskräften und geringem Verschleiß von dem Drehschieber 1 umschlossenen Raum 45

ausgesetzt. gebildet.

Fig. 2 zeigt den Drehschieber 1 in der Position, ao Gemäß Fig. 8 erfolgt die Schmierung des Drehin welcher die exzentrische Öffnung 2 mit der Zünd- Schiebers 1 über eine innerhalb der Welle 3 angeordkerzenbohrung 11 fluchtet. nete Bohrung 28 und einen in radialer Richtung

Im folgenden soll auf Fig. 4 und 5 Bezug ge- innerhalb des Drehschiebers 1 angeordneten Kanal nommen werden, in welchen die in Fig. 1 darge- 28', der bis zu Ringkanälen 4Γ führt, in welchen stellte Druckfeder 22 durch eine Tellerfeder 29 ersetzt 25 Abdichtungsringe 26' eingesetzt sind, die gemäß ist. Bei diesen Ausführungsformen der Erfindung er- F i g. 7 auf wellenförmig ausgebildeten Blattfedern 26 folgt die Halterung des Drehschiebers 1 in vertikaler aufliegen. Die Abdiehtungsringe 26' sind vorzugs-Richtimg auf andere Weise: Das auf der Welle 3 weise mit verchromten Oberflächen versehen. Wie aufgesetzte Antriebszahnrad 7 liegt gegen ein inner- man an Hand von Fig. 1 bis 3 erkennen kann, ist halb der zylindrischen Verbreiterung 36 des Zylinder- 30 im Bereich der exzentrischen Öffnung 2 ebenfalls ein kopfes 4 angeordnetes Drucklager 35 an, welches derartiger Abdichtungsring 26' vorgesehen. Um eine seinerseits auf der Tellerfeder 29 aufliegt. Das obere bessere Abdichtung der Verteilerscheibe 1 zu er-Endc der Welle 3 ist mit einem Gewinde versehen, reichen, weist dieselbe seitlich entlang ihres Umfangs auf welchem eine Ringmutter 34 aufgeschraubt ist. eine Nut auf, in welcher ein einen L-förmigen Quer-Dicsc Ringmutter 34 drückt seitlich derart gegen das 35 schnitt aufweisender Abdichtungsring 41 eingesetzt Antriebsrad 7, daß einerseits die Tellerfeder 29 ver- ist, der auf Grund seiner Formgebung durch den formt wird, andererseits die Abdiehtungsringe 26' innerhalb des Verbrennungsraumes herrschenden gegen den Zylinderkopfeinsatz 4' gedrückt werden. Druck gegen die Außenwandung des Zylinderkopf-Die Arretierung der Ringmullcr34 erfolgt mittels einsatzes 4' gedrückt wird. Wie man schließlich an eines Arrcticrclemcnts37. Anschließend wird auf 40 Hand von Fig. 8 erkennen kann, wird dieser Abelen Zylinderkopf 4 ein Einsatz 20' aufgesetzt, in dichtungsring 41' ebenfalls über einen Kanal 42' mit welchen eine Kappe 38 eingesetzt ist, die den Hals 34' öl versorgt. Es sei bemerkt, daß die genaue Anzahl der Ringmuttcr 34 umschließt. Innerhalb der Kappe der verwendeten Abdichtungsringe 26', 41 in Abhän-38 wird ein mit einem Feingcwinde versehener gigkeit von den Eigenschaften des Motors gewählt Gewindebolzen 39 eingeschraubt, der gegen das 45 werden muß.

obere Ende der Welle 3 drückt. Durch Einstellen des Der Antri'.b der Antriebszahnräder 7 bei ein- oder

Gewindestiftes 39 kann eine Feineinstellung der mehrzylindrigen Motoren kann über Wellen, Ketten,

Tellerfeder 29 und damit des Spaltraumcs 27 vorgc- eine Serie von Zahnrädern oder Zahnriemen erfolgen,

nommen werden. Eine endgültige Fixierung der Ein- wobei bei einem Viertakt-Motor ein Übersctzungs-

stellung kann mittels einer Arretiermutter 40 vorgc- 50 verhältnis von 1 : 2 aufrechterhalten werden muß.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

6. Ventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Spaltraumes (27) durch Einsetzen von Zwischenlegscheiben (24) einstellbar ist, weiche auf einem Absatz oder einer Schulter der Welle (3) des Drehschieber (1) zur Auflage gelangen. 7. Ventilanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (3) des Drehschiebers (1) zusätzlich der Wirkung einer Druckfeder (22) bzw. einer Tellerfeder (29) ausgesetzt ist. Patentansprüche:

1. Ventilanordnung für Brennkraftmaschinen
mit zylindrischen Kolben, mit wenigstens einer 5
oberhalb des Zylinders innerhalb des Zylinderkopfes exzentrisch zur Zylinderwandungsachse
angeordneten Ein- bzw. Auslaßöffnung für den
Einlaß der Verbrennungsgase bzw. Auslaß der
Abgase, wobei im Bereich des Zylinderkopfes io
oberhalb des Zylinders gleichachsig zu diesem ein
im wesentlichen scheibenförmiger, zentral gelagerter und mit einer exzentrisch angeordneten "

öffnung versehener Drehschieber vorgesehen ist,
welcher mittelba. in einem vorgegebenen Dreh- 15

Zahlverhältnis von der Kurbelwelle über eine mit- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine

tige öffnung im Zylinderkopf angetrieben ist und Ventilanordnung für Brennkraftmaschinen mit zylinder mit seiner dem Kolben abgewandten Fläche drischen Kolben, mit wenigstens einer oberhalb des mit einer Arbeitsfläche an dem Zylinderkopf und Zylinders innerhalb des Zylinderkopfes exzentrisch mit seiner Umfangsfläche über mindestens einen ao zur Zylinderwandungsachse angeordneten Ein- bzw. Abdichtungsring mit dem Zylinder bzw. dessen Auslaßöffnung für den Einlaß der Verbrennungsgase Verlängerung zusammenwirkt, dadurch ge- bzw. Auslaß der Abgase, wöbe« im Bereich des Zykennzeichnet, daß der Drehschieber (1) auf linderkonfes oberhalb des Zylinders gleichachsig zu seiner dem Kolben abgewandten Fläche mit um diesem ein im wesentlichen scheibenförmiger, zentral die mittige Öffnung, entlang seinem oberen 35 gelagerter und mit einer exzentrisch angeordneten Außenrand und um die exzentrisch angeordnete Öffnung versehener Drehschieber vorgesehen ist, öfnung (2) liegenden Abdich.angsringen (26') welcher mittelbar in einem vorgegebenen Drehzahlvtrsehen ist und daß zwischen dem Drehschieber verhältnis von der Kurbelwelle über eine mittige öff-(1) und der Wandung des Zylinderkopfes (4) bzw. nung ein Zylinderkopf angetrieben ist und der mit eines Zylinderkopfeinsatzes (4') ein den vor- 30 seiner dem Kolben abgewandten Fläche mit einer handene.i Spaltraum (27) füllendes ölkissen ge- Arbeitsfläche an dem Zylinderkopf und mit seiner

Umfangsfläche über mindestens einen Abdichtungsring mit dem Zylinder bzw. dessen Verlängerung zusammenwirkt.

Viertakt-Brennkraftmaschinen mit zylindrischen Kolben werden praktisch durchwegs mit im Zylinderkopf angeordneten Ein- und Auslaßve;u.!en verseilen, welche im Arbeitstakt der Brennkraftmaschine über Nockenwellen betätigt werden. Derartige Ventil

bildet ist, welches einerseits durch den Drehschieber (1) über einen axialen ölzufuhrkanal
(28) und einen radialen, an der Umfangsfläche
des Drehschiebers (1) mündenden Durchgangs- 35
kanal (28') und andererseits einen innerhalb des
Zylinderkopfes (4) bzw. des Zylinderkopfeinsatzes
(4') angeordneten, im Bereich der niittigen öffnung mündenden Ablaßkanal (28") mit dem unter
Druck stehenden ölkreislauf in Verbindung steht. 40 anordnungen haben "jedoch den Nachteil, daß sie

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch durch die Verwendung von Nockenwellengestängen, gekennzeichnet, daß die in axialei und radialer Kipphebeln und Ventilen relativ kompliziert sind und Richtung wirkenden Abdichtungsringe (26', 41) daß sie einen relativ hohen Kraftaufwand benötigen, unter der Wirkung von Federn (26) stehen, Durch das Vorhandensein von translatorische Bewelche sie gegen Wandung des Zylinderkopf- 45 wegungen ausführenden Elementen werden ferner einsatzes (4') drücken. dynamische Unwuchten erzeugt. Schließlich müssen

3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch derartige Ventilanordnungen sehr genau eingestellt gekennzeichnet, daß die Federn (26) gewellt sind. werden, damit einerseits die Geräuschentwicklung

4. Ventilanordnung nach einem der An- nicht zu groß wird, andererseits die Ventile bei zu sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der 50 kleinem Vcntilspiel nicht ausbrennen.

in die Umfangsfläche des Drehschiebers (1) ein- Es ist demzufolge bereits bekannt, oberhalb der

gesetzte Abdichtungsring (41) einen L-förmigen einzelnen Zylinder im wesentlichen scheibenförmige Querschnitt aufweist. mit einer exzentrisch angeordneten öffnung ver-

5. Ventilanordnung nach einem der An- sehene Drehschieber vorzusehen, welche mittelbar in sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der 55 einem vorgegebenen Drehzahlverhältnis von der zwischen dem Drehschieber (1) und dem Zylinder Kurbelwelle angetrieben sind. Da derartige Dreh-(4) bzw. dem Zylinderkopfeinsatz (4') vorhandene schieber auf Grund der innerhalb der Zylinder auf-Spaltraum (27) mittels einer Schraube (39) grob tretenden Explosionsdrücke erheblichen Dru<-keingestellt und mittels einer Mutter (34) fixierbar kräften ausgesetzt sind, ist es bereits bekannt, zwiist und daß an der Außenwandung (20) des 60 sehen den Drehschieber und Zylinderkopf Kugellager Zylinderkopfes (4) eine Kappe (38) eingesetzt ist, vorzusehen (USA.-Patentschrift I 212 488) oder ein in. welcher eine mit einem Feingewinde versehene, Schmiermittel in den zwischen diesen Elementen vormittels einer Arretiermutter (40) feststellbare handenen Spaltraum zuzuführen (deutsche Patent-Schraube (39) eingeschraubt ist, die durch Druck- schrift 487 136). Das Vorsehen von Kugellagern be» ifschlugung auf eine Welle (3) eine Fcinein- 65 direkt oberhalb des Drehschiebers hat sich jedoch stellung des zwischen dem Drehschieber (I) iuul nicht als zweckmäßig erwiesen, weil der Verschleiß dem Zylinder (4) bzw. dem /.ylinderkopfeinsat/ an den einzelneu Kugeln einerseits wegen der relativ (4Ί vorhandenen Spaltraiimcs (27) ermöglicht. hohen Temperaturen und andererseits den relativ