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Entlasteter Drehschieber für Verbrennungskraftmaschinen. Die Erfindung
betrifft einen entlasteten Drehschieber für Verbrennungskraftmaschinen, dessen Umdrehzahl
weniger als die Hälfte der Kurbehvellenumdrehzahl beträgt und bei dem die äußeren
Ein- und Auslaßschlitze nebeneinander und die mit den Arbeitszylindern in Verbindung
stehenden inneren Ein- und Auslaßschlitze einander diametral gegenüberliegend im
Schiebergehäuse angeordnet sind.
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Gemäß der Erfindung ist der Drehschieber finit mehreren untereinander
in Verbindung stehenden radialen Kanälen versehen, die zu den Schlitzen im Schiebergehäuse
so angeordnet sind, daß die Frischgase durch einen einzigen langen Schlitz im Schiebergehäuse
in den wassergekühlten Drehschieber eintreten und aus diesem gleichzeitig durch
zwei oder mehrere kürzere Schlitze in die Zylinder gelangen, während der Auspuff
in umgekehrter Reihenfolge durch die kurzen Schlitze, die Drehschieberkanäle und
den langen Schlitz erfolgt, wodurch ein großer Durchtrittsquerschnitt bei kleinem
Durchmesser des Drehschiebers erreicht wird.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. r eine Schnittansicht einer stehenden Vierzylinder-Verbrennungskraftmaschine,
die mit einem Drehschieber gemäß der Erfindung ausgestattet ist. Fig. 2 ist ein
Querschnitt nach 1-i der Fig. i, Fig. 3 ein Querschnitt, der eine andere Anordnung
des Drehschiebers veranschaulicht. Fig. ¢ und 5 zeigen entsprechende Querschnitte
bei anderen Ausführungsformen des Drehschiebers. Fig. d ist ein senkrechter Schnitt
durch das Schiebergehäuse eines Zweizylindermotors bei herausgenommenem Schieber
und zeigt die Anordnung der mit den Arbeitszylindern und den äußeren Ein- und Auslaßrohren
in Verbindung stehenden Kanäle. Fig. 7 bis 9 zeigen ähnliche Ansichten wie Fig.2
bis und veranschaulichen die Stellung des Drehschiebers während des Auspuffhubes
des .Totors.
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A sind die Zylinder, die mit Kanälen A'>' .für die Aufnahme von Zündkerzen
oder Brennstoffeinspritzventilen versehen sind. .3X sind Wassermäntel, welche die
Zylinder umgeben. A° ist das Gehäuse, in dem der zylindrische Drehschieber B angeordnet
ist.
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In den Fig. z, 2 und 3 ist der Drehschieber B quer zu den Achsen der
Arbeitszylinder und in einem Stück im Gehäuse A° angeordnet. Das Gehäuse erstreckt
sich in den Fig. 1,:2 und 6 horizontal über die Verbrennungskammern der Zylinder
und in Fig. 3 horizontal längs einer Seite der Zylinder. Der Drehschieber B ist
mit vier Sätzen Schlitzen versehen, einem Satz für jeden Zylinder. Jeder Satz enthält
vier Kanäle bi, b°, b3, b¢, die sich quer durch den Drehschieber hindurch
erstrecken. d, a= und a3, a4 sind zwei Paare Schlitze im Gehäuse, und zwar sind
&, a2 die inneren, mit dem Arbeitszylinder in Verbindung stehenden, a3, a- die
mit den äußeren Ein- und Auslaßkanälen in Verbindung stehenden Schlitze. Die Kanäle
b1, b=, b3, b4 im Drehschieber wirken mit den Schlitzen a1, a2, a3, 0 zusammen.
Die Schlitzsätze
im Drehschieber sind in verschiedenen Winkellagen
zueinander angeordnet, um die richtige Einstellung des Einlasses und Auspuffs bei
den verschiedenen Zylindern zu ermöglichen. Die Schlitze a1, a2 sind einander diametral
gegenüberliegend angeordnet und stehen durch Kanäle alx, a2x mit den Arbeitszylindern
in Verbindung. Diese Schlitze geben an jeder Seite des Schiebers gleiche Flächen
frei, so daß, wenn eine Explosion im Zylinder stattfindet, die auf den Schieber
wirkenden Kräfte ausgeglichen werden. Die Schlitze a$, a4 liegen nebeneinander und
mehr oder weniger im rechten Winkel zu der durch die Schlitze a1, ca2 gehenden Ebene.
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In Fig i und 2 stehen die Kanäle 0', a2x in getrennter Verbindung
mit dem Zylinder, aber in Fig. 3 sind sie durch eine beiden Kanälen gemeinsame Öffnung
a° mit ihm verbunden. Die Schlitze a', a4 stehen durch die Kanäle asx, Ox mit den
Ein- und Auslaßrohren As, A4 in Verbindung (Fig. :2).
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b5 sind Längskanäle oder Aussparungen im Drehschieber für den Kreislauf
des Kühlwassers (Fig. i). An den Enden des Gehäuses sind Stopfbüchsen be vorgesehen,
die die Enden des Rohres b' aufnehmen, das einen Teil der Zylinderkühlleitung bildet.
Am Schieber können Dichtungsringe h111 in Abständen zwischen den verschiedenen Zylindern
vorgesehen werden, um einen gasdichten Abschluß -des Schiebers in seinem Gehäuse
zu erreichen. Bei dem dargestellten Beispiel wird dem Drehschieber eine fortlaufende
Drehbewegung durch ein Schneckenrad b8 erteilt, das auf seinem Ende aufgekeilt ist
und in Eingriff mit einer Schnecke steht, die an einer von der Kurbelwelle der Maschine
durch ein geeignetes Getriebe angetriebenen Welle b9 sitzt.
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In der Stellung, in der der Schieber und der Kolben in Fig. 2 und
3 dargestellt sind, ist der Kolben im Begriff, seinen abwärts gerichteten Arbeitshub
auszuführen, und der Schieber hat das Schlitzpaar a1, a2, das mit dem Zylinder in
Verbindung steht, und das Schlitzpaar a3, a4, das mit den Ein- und Auslaßrohren
in Verbindung steht, vollständig geschlossen. Der Schieber dreht sich in der durch
einen Pfeil angedeuteten Uhrzeigerrichtung. Wenn der Kolben das Ende seines Arbeitshubes
vollständig oder annähernd erreicht hat, hat sich der Schieber in die Stellung nach
Fig. 7 gedreht., so daß der Kanal b4 mit dem Auspuffschlitz a.4 und die Kanäle b1,
b3 mit den Zylinderschlitzen ä2,& in Verbindung gekommen sind, während der Kanal
b2 geschlossen bleibt. Der Kolben kann also die Auspuffgase durch die mit den Schlitzen
d, d2 zusammenfallenden Teile der Öffnungen der Kanäle b1, b3 ins Innere des Drehschiebers
und aus diesem durch den Schlitz b4, der auf der ganzen Länge mit dem Auspuffschlitz
a4 zusammenfällt, ins Auspuffrohr treiben. Da der durch den Schieber gehende Gasstrom
in mehrere Teile zerlegt wird, braucht die Länge -der Schlitze dl, a=
nur
einen Bruchteil, z. B. die Hälfte von der Länge der äußeren Schlitze a$, a4
zu betragen, um gleiche Durchtrittsquerschnitte zu erhalten. Die Länge der
äußeren Schlitze a3, ex4 ist hierbei nicht durch den Durchmesser der Arbeitszylinder
begrenzt (vgl. Fig. 6). Auf diese Weise wird ein großer Durchtrittsquerschnitt bei
kleinem Durchmesser des Drehschiebers erreicht.
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Beim nächsten Niedergange oder Saug= hube des Kolbens bringt der Drehschieber
den Kanal b4 dem Einlaßschlitz a3 gegenüber, während die Kanäle b1, b9 mit den Zylinderschlitzen
a2, a1 in Verbindung bleiben und der Kanal b2 geschlossen bleibt. Die Brennstoffladung
kann also vom Einlaßschlitz a3 durch die Zylinderschlitze a1, a= in den Zylinder
eintreten. Auch hierbei ist der Durchtrittsquerschnitt groß. Wenn der .Kolben das
Ende seines Saughubes vollständig oder annähernd erreicht hat, so sind alle Kanäle
im Schieber in eine solche Lage gekommen,- daß sie durch das Gehäuse geschlossen
sind, so daß beim Rückgange des Kolbens die Ladung innerhalb des Zylinders verdichtet
wird, die dann entzündet wird und einen weiteren Arbeitshub des Kolbens bewirkt.
Diese Arbeitsvorgänge wiederholen sich beständig. Der Schieber dreht sich während
jedes Arbeitszyklus um einen Winkel von 9o11, und zwar mit einer Geschwindigkeit,
die ein Achtel derjenigen der Kurbelwelle beträgt.
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In der obigen Beschreibung ist die Tätigkeit des Drehschiebers in
Verbindung mit nur einem Zylinder beschrieben worden. Selbstverständlich findet
ein ähnlicher Arbeitszyklus bei jedem der anderen Zylinder statt. Die bezüglichen
Winkellagen der verschiedenen Schlitzsätze im Schieber sind so gewählt, daß eine
richtige Aufeinanderfolge der Arbeiten in den verschiedenen Zylindern erfolgt.
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Anstatt den Drehschieber und sein Gehäuse quer zur Achse des Zylinders
anzuordnen, wie oben beschrieben, so daß nur ein Drehschieber zum Regeln aller Zylinder
dient, kann auch jeder Zylinder mit einem besonderen Drehschieber versehen sein.
In diesem Falle kann der Drehschieber mit seiner Achse senkrecht neben oder über
dem Zylinder angeordnet werden.
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Wenn der Drehschieber. die in Fig. i dargestellte längliche Form besitzt,
so braucht er nicht notwendigerweise aus einem einzigen Stück bestehen, sondern
kann aus mehreren
Teilen zusammengesetzt sein, von denen jeder einen
Satz Schlitze besitzt, und die durch Verschrauben oder auf andere Weise miteinander
verbunden sind. Eine solche Bauart ermöglicht auch eine gewisse Verstellung der
verschiedenen Schlitzsätze gegeneinander und damit eine leichte Einstellung der
Schlitze in die richtige Lage.
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Beim Beschreiben des Arbeitsganges des Drehschiebers nach den Fig.
z bis 3 ist angenommen worden, daß jeder Schlitzsatz im Schieber aus vier Schlitzen
besteht, was im allgemeinen vorteilhaft sein wird. Die Anzahl der Schlitze jedes
Satzes kann jedoch beliebig sein, vorausgesetzt, daß die Schlitze immer in gleichen
Abständen und in derselben oder annähernd derselben Querebene angeordnet sind. Ebenso
können die Kanäle in anderer Weise als oben beschrieben angeordnet werden.
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Bei einem Drehschieber mit vier oder mehr Schlitzen können die Ein-
und Auslaßkanäle 0, a4 gegebenenfalls in größerem Ab-Stande angeordnet sein
als bei den Schiebern nach Fig. r bis 3, wodurch eine größere Sitzfläche zwischen
den Schlitzen erreicht wird. Eine derartige Anordnung ist in Fig. q. und 8 veranschaulicht.
Der Schieber dreht sich hier mit derselben Geschwindigkeit, wie bei den oben erläuterten
Beispielen, also mit 11$ der Kurbelwellengeschwindigkeit. In der Lage, in der der
Schieber in Fig. q. dargestellt ist, sind die Ein- und Auslaßschlitze im Gehäuse
geschlossen, und der Kolben befindet sich im abwärtsgerichteten Arbeitshube. Fig.
8 zeigt die Stellung des Schiebers beim Auspuffhub. Der Arbeitszyklus des Drehschiebers
ist im übrigen hier der gleiche wie bei dem Beispiel nach Fig. a und 3.
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Fig. 5 und 9 zeigen eine Ausführungsform, bei der der Drehschieber
nur drei Schlitze und radial angeordnete Kanäle b1, b2, b3 besitzt. Seine Umlaufgeschwindigkeit
beträgt hier nur ein Sechstel anstatt ein Achtel der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle,
wie bei den anderen Ausführungsformen. In der Lage, in der der Schieber in Fig.
5 dargestellt ist, sind die Ein- und Auslaßschlitze im Gehäus@e geschlossen, und
der Kolben befindet sich im abwärtsgerichteten Arbeitshube. Bei Vollendung des Arbeitshubes
und während des aufwärtsgerichteten Auspuffhubes kommt der Schieber in die Stellung
nach Fig. 9.