DE202012000181U1

DE202012000181U1 - Rückstellvorrichtung für Schiebebüchsen an Gegenkolbenmotoren

Info

Publication number: DE202012000181U1
Application number: DE202012000181U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2022-01-11

Abstract

Rückstellvorrichtung für Schiebebüchsen an Gegenkolbenmotoren, deren im Zylinder gelagerten Schiebebüchsen mittels mechanischer oder hydraulischer Krafteinwirkung in einer Schieberichtung beaufschlagt werden und mittels Federkraft in entgegengesetzter Richtung zurückgestellt werden, gekennzeichnet dadurch, dass die Rückstellvorrichtung so in den Zylinder integriert wird, dass eine komplett voreingestellte, funktionsfähige und vom Anbau anderer Gehäuseteile unabhängige Zylindereinheit entsteht

Description

Zusammenfassung:
Die Erfindung betrifft einen Gegenkolbenmotor, dessen Gaswechseisteuerung über axial verschiebbare Schiebebüchsen erfolgt, welche ringförmige Ein- und Auslasskanäle öffnen und schließen können. Die Schiebebüchse wird dabei mittels einer Nockensteuerung mechanisch oder hydraulisch geöffnet und wie ein klassisches Ventil mittels einer Rückstellkraft wieder geschlossen. Dies geschieht durch ein Federpaket, das so in die Zylindereinheit integriert ist, dass eine komplett vormontierte und vorgespannte Zylindereinheit für den weiteren Zusammenbau zur Verfügung steht, ohne dass eine nachträgliche Federmontage erforderlich ist oder dafür weitere Gehäuseteile angebaut werden müssen.
Beschreibung
Rückstellvorrichtung für Schiebebüchsen an Gegenkolbenmotoren
Gegenkolbenmotoren arbeiten im Allgemeinen nach dem Zweitaktverfahren. Dabei bewegen sich 2 Kolben gegenläufig in einem gemeinsamen Zylinder, an dessen beiden Enden Kurbelwellen angeordnet sind, welche über ein entsprechendes Getriebe synchronisiert sind und welche die Hubbewegungen der Kolben in bekannter Weise über Pleuel und Kurbelwelle in eine Drehbewegung umwandeln.
Bei herkömmlichen Gegenkolbenmotoren erfolgt der Gaswechsel dabei durch die Kolben, welche im Hub-Bereich ihrer unteren Totpunkte Einlass-, bzw. Auslass-Öffnungen freigeben, durch welche das Frischgas vor der Verbrennung in den Zylinder einströmen kann und das Abgas nach der Verbrennung aus dem Zylinder ausströmen kann. Da sich dieser Zyklus mit jeder Umdrehung der Kurbelwelle wiederholt, ist ein Viertaktverfahren nicht zu verwirklichen. Zudem tritt der Nachteil auf, dass der zur Schmierung erforderliche Ölfilm an der Zylinderwand durch die Kolben und deren Kolbenringe beim Überlaufen der Steueröffnungen in diese Schlitze abgestreift wird. Das hat erhöhten Ölverbrauch und schlechte Emissionen zur Folge. Diese Nachteile werden vermieden bei Gegenkolbenmotoren, deren Gaswechsel durch Schiebebüchsen gesteuert wird. Auch ein Viertaktverfahren mit beliebigen Steuerzeiten ist auf diese Weise möglich. Eine Ausführung solcher Gegenkolbenmotoren ist bekannt durch die Offenlegungsschrift DE 10 2004 032 452 A1 und das US-Patent US 2008/0115771 A1 .
Die Bewegung der als Ventil wirkenden Schiebebüchse kann auf verschiedene Weise erfolgen, z. B. mechanisch über einen auf die Schiebebüchse wirkenden Nocken oder hydrostatisch, indem die Schiebebüchse mittels hydrostatischer Betätigung bewegt wird. Dies kann entweder zwangsgesteuert erfolgen, d. h. in beiden Bewegungsrichtungen, oder die Steuerung wirkt nur in einer Richtung gegen eine Federkraft, welche nach Beendigung des Stellweges den Rückstellvorgang übernimmt. Durch die Gebrauchsmusterschrift DE 20 2009 017 700 U1 ist eine solche hydrostatische Büchsensteuerung bekannt. Die Steuerung mit Hilfe von Rückstellfedern wird gegenüber einer Zwangssteuerung im Allgemeinen bevorzugt, da sie weniger aufwändig ist. Die Montage der rückstellenden Federn bei büchsengesteuerten Gegenkolbenmotoren ist dennoch schwierig. Da die Schiebebüchse nur eine Angriffsfläche für die Rückstellfedern an ihrem in den Kurbelraum hineinragenden Ende bietet, wirken die Federn auf dieses Ende und stützen sich dabei auf einer im Kurbelraum angebrachten Halterung ab. Dafür ist es erforderlich, dass Zylinder und Kurbelgehäuse bereits zusammengebaut sind, was die nachträgliche Montage der Federn erheblich erschwert. Auch ist es dadurch schwerer, den Verschiebeweg der Büchsen durch Anschläge in beiden Richtungen zu begrenzen, da eine Einstellung erst nach dem Zusammenbau vorgenommen werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, auch ohne Zusammenbau mit dem Kurbelgehäuse die Montage der Rückstellfedern zu ermöglichen und in die vormontierte Zylindereinheit zu integrieren und gleichzeitig durch Anschläge den Weg der Schiebebüchsen innerhalb der gewünschten Grenzen zu halten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jeweils am dem Kurbelraum zugewandten Ende eines Zylinders ein Stützring für ein Federpaket montiert wird. Die einzelnen Federn sind jeweils in einer Federhülse gelagert, die in einer Bohrung im Zylinder geführt sind. Die Federhülsen weisen eine Nase oder eine Nut auf, mit welcher sie an der Schiebebüchse angreifen und diese verschieben können, wobei ihr Weg einerseits durch Anschlag am Zylinder und andererseits durch Anschlag am Stützring begrenzt ist. Um die Nut oder Nase stets in der richtigen Position zu halten, wo sie auf die Schiebebüchse einwirken kann, muss die Federhülse gegen Verdrehung gesichert sein. Die Schiebebüchse selbst kann sich frei drehen und muss nicht in einer bestimmten Stellung fixiert sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in 1 bis 6 gezeigt:
1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Gegenkolbenmotor. Zwei Kolben 1 und 2 bewegen sich gegenläufig in einem Motorgehäuse bestehend aus zwei Kurbelgehäusen 3 und 4 und den beidseitigen Zylindereinheiten 5 und 6 die durch ein Zylindermittelteil 7 miteinander verbunden sind. Die Kolben werden angetrieben durch zwei Kurbelwellen 8 und 9, sowie die Pleuel 10 und 11. Ihre Bewegung wird durch einen Rädertrieb 12 synchronisiert. Das zentrale Rad dieses Rädertriebes ist in einem am Motorgehäuse Zylindermittelteil 7 befestigten Steuergehäuse 13 gelagert und dreht sich im Viertaktverfahren mit halber Kurbelwellendrehzahl. Es treibt eine Nockenwelle 14 an, welche sowohl einen Nocken für die Betätigung einer Einspritzpumpe 15 aufweist, als auch je einen Nocken zur hydrostatischen Steuerung des Gaswechsels von Einlass und Auslass mittels der Schiebebüchsen 16 und 17 besitzt. Durch deren Verschiebung können die ringförmigen Gaskanäle 18 und 19 unabhängig voneinander geöffnet und geschlossen werden, wodurch beliebige Steuerzeiten möglich sind. An den Zylinderenden sind die Stützringe 20 und 21 für das die Büchsen zurückstellende Federnpaket befestigt.
2 zeigt den Längsschnitt durch eine einzelne komplett montierte Zylindereinheit 6. Der daran befestigte Stützring 20 ist Widerlager für mehrere Druckfedern 22, die sich in Hülsen 23 befinden, die ihrerseits in Bohrungen der Zylindereinheit 7 geführt sind und die Federkraft auf einen in der Schiebebüchse 17 angebrachten Sprengring 24 übertragen. Wird über die Druckzulaufbohrung 28 ein hydraulischer Druck aufgebaut der auf die Druckstufe der Schiebebüchse 17 einwirkt, wird diese gegen die Kraft der Federn 22 verschoben. Lässt der hydraulische Druck nach, schieben die Federn 22 die Schiebebüchse 17 wieder zurück. Deren Hub ist einerseits begrenzt durch den Anschlag des Sprengrings 24 an der Zylindereinheit 6 und andererseits durch den Anschlag der Hülse 23 am Stützring 20.
3 zeigt der Längsschnitt der Hülse 23, in die eine Nut eingebracht 26 ist, in welche der in 3 vorbeschriebene Sprengring 24 hineinpasst und somit die Übertragung der Hülsenbewegung auf die Schiebebüchse ermöglicht.
4 zeigt eine andere Variante einer einzelnen komplett montierten Zylindereinheit 6. Der daran befestigte Stützring 20 ist Widerlager für mehrere Druckfedern 22, die sich in Hülsen 30 befinden, die ihrerseits in Bohrungen der Zylindereinheit 7 geführt sind und die Federkraft auf das freie Ende der Schiebebüchse 17 mittels einer Bundnase 27 übertragen. Wird über die Druckzulaufbohrung 29 ein hydraulischer Druck aufgebaut, wird die Schiebebüchse 17 gegen die Kraft der Federn 22 verschoben. Lässt der hydraulische Druck nach, schieben die Federn 22 die Schiebebüchse 17 wieder zurück. Der mögliche Hub der Schiebebüchse 17 ist dabei einerseits begrenzt durch den Anschlag der Bundnase 27 an der Zylindereinheit 6 und andererseits durch den Anschlag der Hülse 30 am Stützring 20.
5 zeigt Draufsicht und Längsschnitt der Hülse 30, welche mit einer Bundnase 27 versehen ist.
6 zeigt die Draufsicht auf einen Stützring, der örtlich mit Aussparungen 31 versehen ist, um den Freigang der Hülse 30 zu gewährleisten. Die Hülse 30 ist hier so positioniert, wie es ihrer Betriebsposition entsprechen würde. Man erkennt, dass sie wegen der Ausgestaltung des Bundes in der Aussparung 31 geführt wird und nicht verdreht werden kann. In dieser Position ergibt sich eine ausreichende – hier schraffierte – Überdeckungsfläche 25 mit der angedeutet gezeigten Schiebebüchse 17. Die Bohrungen 32 sind für die Durchführung von Schrauben zur Befestigung des Stützringes 20.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004032452 A1 [0003]
US 2008/0115771 A1 [0003]
DE 202009017700 U1 [0004]

Claims

Rückstellvorrichtung für Schiebebüchsen an Gegenkolbenmotoren, deren im Zylinder gelagerten Schiebebüchsen mittels mechanischer oder hydraulischer Krafteinwirkung in einer Schieberichtung beaufschlagt werden und mittels Federkraft in entgegengesetzter Richtung zurückgestellt werden, gekennzeichnet dadurch, dass die Rückstellvorrichtung so in den Zylinder integriert wird, dass eine komplett voreingestellte, funktionsfähige und vom Anbau anderer Gehäuseteile unabhängige Zylindereinheit entsteht
Rückstellvorrichtung, nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass der Öffnungshub der Schiebebüchsen durch hydrostatische Druckbeaufschlagung erfolgt und der Schließhub mittels der auf die Schiebebüchsen wirkenden Federkraft der integrierten Rückstellvorrichtung vorgenommen wird.
Rückstellvorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet dadurch, dass diese aus einem Stützring besteht, der an der, dem Kurbelraum zugewandten Zylinderseite befestigt ist und der ein gegen die Schiebebüchse wirkendes Federpaket abstützt, wobei die Federn mittels im Zylinder in Bohrungen geführter Feder-Hülsen auf die Schiebebüchsen einwirken.
Rückstellvorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet dadurch, dass die Federhülsen eine Nut aufweisen, die in einen an der Schiebebüchse angebrachten Kragen oder Sprengring eingreifen und so die Übertragung der Federkräfte ermöglichen.
Rückstellvorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet dadurch, dass die Federhülsen eine Nase oder einen Bund aufweisen, wodurch eine Einwirkung auf die Schiebebüchse ermöglicht wird.
Rückstellvorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet dadurch, dass die Ausgestaltung von Stützring und Federhülsen so aufeinander abgestimmt ist, dass die Federhülsen verdrehungsfrei im Stützring geführt sind.