DE2323949A1

DE2323949A1 - Rotationsverteilerkopf zur erzielung einer fluidstroemung von einem kanalsystem zu einem anderen, insbesondere fuer verbrennungsmotoren, verdichter und pumpen

Info

Publication number: DE2323949A1
Application number: DE19732323949
Authority: DE
Inventors: Georges Marguerite
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-05-12
Filing date: 1973-05-11
Publication date: 1973-12-06
Also published as: FR2184209A5

Description

Patentanwälte:
Dr. Ing. Waiter Abte

° 11. Mai 1973

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MARGUERITE Georges Rue des Fosse's Mesles, 6I-I50 Ecouciie, Frankreich

Rotationsverteilerkopf zur Erzielung einer Fluidströmung von einem Kanalsystem zu einem anderen, insbesondere für Verbrennungsmotoren, Verdichter

und Pumpen

Die vorliegende Erfindung betrifft Zylinderköpfe für Verbrennungsmotoren und Kompressoren sowie Einlasselemente für den Betrieb von Pumpen.

Bei Vorrichtungen, welche derartige Funktionen erfüllen, bremsen die verwendeten Systeme (Klappen oder durch Nocken-

wellen betätigte Ventile, häufig unter Zwischenschaltung mehrerer Zwischenglieder) die Fluidströmung, indem in den Strömungsweg gegen die Kammer des Zylinderblocks oder gegen den Auslass ein Hindernis eingeführt wird. Darüberhinaus führt die alternative Bewegung dieser Systeme zu erheblichen Trägheitskräften, welche den Wirkungsgrad der Gesamtanordnung verkleinern und die Steuerung begrenzen. Ausserdem stellen die sich ständig wiederholenden Stösse ein Sicherheitsrisiko für diese Elemente dar. Andere Systeme verwenden Ausnehmungen im Zylinder, beispielsweise die

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Zweitaktmotoren, welche abwechselnd den Kolben freigeben und abdecken ο Eine derartig® Anordnung weist den Nachteil einer Begrenzung der Steuerung auf sowie das Auftreten eines Wärmeungleichgewichtes und eines Energieverlustes wahrend der Übertragung, woraus sich ein mittelmässiger Wirkungsgrad der Gesamtanordnung ergibt.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht es, diese Machteile zu vermeiden» Dabei ist es in der Tat möglich, eine Kanalisation freizugeben, ohne dass der Strömung auf ihrem Weg in die Verbrennungskammer oder aus derselben heraus irgendein Hindernis in den Weg gestellt wird. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht es einem einzigen Element, die Freigabe einer.Kanalisation und die Sperrung einer anderen oder beider gleichzeitig zu erzielen* indem eine Rotationsbewegung dieses Elementes vorgenommen wirdο Jedoch kann ein Element pro Kanalisation verwendet werden, wenn die für die Gesamtanordnung erstrebten Eigenschaften eine grössere Unabhängigkeit zwischen den Kanalisationen erfordern» Die Systemelemente, welche den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden, können behandelt werden, um in einem korrosiven Medium zu arbeiten, wobei man auf diese Weise die Umweltverschmutzung der Verbrennungsmotoren begrenzen kann, indem ein weniger reiches Gemisch verwendet wird, um.die Menge des Kohlenoxyds zu verringern.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist eine Eintritts-" kanalisation sowie eine Austrittskanalisation auf, welche beide in eine Kompressionskammer münden. Zwischen den Mündungen der beiden Kanalisationen liegt eine zylindrisch ausgebildete Welle, welche eine derart ausgebildete

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Ausnehmung aufweist, dass bei niedrigem Druck in der Kompressionskammer der Eintrittskanal freigegeben wird und anschliessend, wenn das Fluid in der Kammer komprimiert wurde, diese Kanalisation geschlossen und die Austrittskanalisation geöffnet wird. Dies erfolgt, ohne dass die beiden Kanalisationen direkt miteinander verbunden werden.

Figur 1 zeigt die grundsätzliche Anordnung in ihrer Anwendung auf einen Viertakt-Verbrennungsmotor. Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen als Ausführungsbeispiel zwei Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung.

In der dargestellten Anordnung wird die Vorrichtung in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor verwendet (Einzylinder, Viertakter) und stellt dessen Zylinderkopf dar. Die Vorrichtung besitzt eine Welle 1, in welcher eine Ausnehmung 2 die Verbindung zwischen der Eintrittskanalisation und der Kompressionskammer 5 herstellt. Anschliessend werden gemäss dem Schema der Figur 1 die beiden Kanalisationen von der Kompressionskammer 5 während der Zeitdauer der Kompression und der Explosion isoliert, worauf die Ausnehmung die Verbindung zwischen der Kammer 5 und der Austrittskanalisation 4 herstellt, damit die verbrannten Gase austreten können. Die Bewegung der Welle 1 wird durch die Bewegung des Kolbens 6 unter Zwischenschaltung eines Übertragungssystems J bestimmt.

Die durch die Anordnung der Figur 2 hindurchtretende Strömungsmenge hängt von den folgenden Parametern ab:

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1 Breite der Ausnehmung d Höhe der Ausnehmung t Öffnungszeit

w Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle

R Radius der Verteilerwelle

V Durchtrittsgeschwindigkeit des Fluids

D = V.l.d.t t = -2

D = 2d²

W.R

Die von der Anordnung gemäss Figur 4 erreichte Strömungsmenge D¹ hat folgenden Wert:

D¹ = V.l.d'.t* T^! = I^

w „»

τ ^R

D¹ = 4d' ■■■ ■ R¹ scheinbarer Durchmesser = R

Bei gleicher Strömungsmenge D¹ = D beträgt die Höhe der

Ausnehmung d' = —

Es sei R" der tatsächliche Durchmesser der Verteilerwelle; dabei ergibt sich

τι« - ² * l80° _n ,, ~ 3,14.x 45

= ^{8 d}*

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Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann in allen Fällen verwendet werden, in denen ein Fluid von einer Kanalisation zu einer anderen zirkulieren muss, nachdem es eine Kompression erfahren hat, sei es um sein Ausströmen zu erzwingen oder um eine Transformation der potentiellen Energie des Fluids in mechanische Engerie vorzunehmen. Die Einfachheit der Vorrichtung, ihre geringe Trägheit, ihre kontinuierliche Bewegung und ihr geringer Platzbedarf ermöglichen es der Vorrichtung, in vielen Fällen die bisherigen Systeme zu ersetzen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann auch bei der Herstellung von Pumpen (oder Kanalisationswählern) und Verdichtern verwendet werden. Die Anwendung der Vorrichtung in der Kraftfahrzeugindustrie beider Herstellung von Motoren könnte von besonderem Interesse sein.

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Claims

72.16952 11. Mai 1975

Patentansprüche

Iy Vorrichtung zur Ermöglichung einer Zwangszirkulation

^ eines Fluids von einer Kanalisation in eine andere unter Verwendung einer mit einer Ausnehmung versehenen Welle, welche während ihrer gleichmässigen Drehung gleichzeitig die Verbindung zwischen der Kompressionskammer mit jeweils nur einer Kanalisation herstellt, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziges Element, welches einem System zugeordnet ist, das abwechselnd eine Verdichtung und einen Druckabfall liefert, die Zirkulation des Fluids von der Eintrittskanalisation zur Austrittskanalisation unter Zwischenschaltung der Kompressionskammer durchführt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Element durch eine Welle gebildet wird, die mit einer Ausnehmung versehen ist, deren Abmessungen und Formgebung von den Abmessungen der Verteilerwelle und erstrebten Merkmalen des Systems, in welcher die erfindungsgemässe Vorrichtung verwendet wird, abhängen.
5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Mündung des Eintrittskanals und des Austrittskanals bezüglich, der Verteilerwelle symmetrisch gegenüber der Achse der Mündung der Kompressionskammer angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung zu keiner Zeit den Mündungen

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beider Kanalisationen gegenüber liegt, es sei denn, dass eine Verbesserung des Betriebs der Anordnung erwartet wird.
5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle eine Drehbewegung ausführt, welche an den Betrieb des Systems zur Erzielung der Druckänderungen in der Druckkammer mittels einer beliebigen mechanischen Verbindungsanordnung gekoppelt ist, die eine vollkommene Synchronisation gewährleistet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verteilerwelle ebenfalls für eine einzige Kanalisation verwendet wird, die in eine Kompressionskammer mündet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerwelle eine tangential oder diametral angeordnete Ausnehmung aufweisen kann.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerwelle mit diametral angeordneter Ausnehmung mit einer zweifach kleineren Drehgeschwindigkeit angetrieben wird und mindestens bei vollständiger öffnung nicht den Strömungsweg des Fluids während der Zufuhr oder Ableitung umlenkt.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3* dadurch gekennzeichnet, dass die Lage und die Abmessungen der Mündungen der Kanalisationen im Bezug auf die Verteilerwelle die Punktionsmerkmale der Anordnung be-

. stimmen.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der in eine Verbrennungskammer mündenden Kanalisationen mittels ebenso vielen, mit einer Ausnehmung versehenen Wellen vorgenommen werden kann, die abhängig vom Betrieb des Systems, welches die Druckschwankungen erzeugt, zur Drehung miteinander verbunden sind.

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