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Drehschieber für Verbrennungskraftmaschinen. Die Erfindung bezieht
sich auf einen Drehschieber für Verbrennungskraftmaschinen mit Entlastungskanälen
und seitlichen Steuerkanälen. Das wesentliche Merkmal besteht darin, daß der während
der Explosion entlastete Schieber durch seine obere Lagerschale, die unter der Wirkung
des Explosionsdruckes und einer Feder steht, ständig gegen seinen unteren Lagerspiegel
gedrückt wird.
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Eine weitere Ausbildung erfährt der Erfindungsgegenstand dadurch,
daß die obere Lagerschale mit einem Kanal versehen wird, der den gleichen Flächeninhalt
hat wie der mittlere Kanal der unteren Fläche und ihm genau gegenübersteht, und.
der in eine mit dem Zylinderraum in Verbindung stehende Kammer von gleichem Flächeninhalt
einmündet.
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Weiterhin kann der Schieber drei durchgehende Entlastungskanäle besitzen,
-die den Kanal der Spiegelunterseite mit dem gegenüberstehenden Kanal der Oberseite
.verbinden. Zweck und Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die
Wirksamkeit und einfache Bauart einer solchen Drehschieberanordnung für Verbrennungsmaschinen
gesteigert und die Abnutzung und der Verschleiß im Betrieb verringert wird.
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Zwei Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt; es zeigen
Alb. i einen Schnitt durch eine mehrzylindrige Motoranordnung von der Seite, Abb.
a einen Schnitt der Quere nach, Abb. 3 bis 6 in größerem Maßstab die Stellung des
Drehschiebers beim Ansaugen, Kompression, Zündung und Auspuff unter Voraussetzung
eines Viertaktprozess°s, Abb.7 eine etwas abgeänderte Ausführungsform.
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In dem Zylinderkopf oder den Zylinderköpfen a eines oder mehrerer
Zylinder b ist eine Aussparung c angeordnet, die für jeden Zylinder einen mittleren
Kanal cl besitzt, der unmittelbar in den Zylinder b einmündet. Die seitlich angeordneten
Kanäle c2 und cl verbinden mit ;dem Ein- und Auslaß. Die Aussparung c mündet in
die untere Spiegelfläche für einen Drehschieber e. Der Drehschieber ist aus einem
hohlen Rohr ausgebildet, das lang genug ist, um sich quer über den Zylinderkopf
bei der Anordnung eines Zylinders und die Zylinderköpfe ,bei der Anordnung mehrerer
Zylinder auf einer Linie zu erstrecken. Eine obere Schale f ist über der unteren
Spiegelfläche angeordnet und besitzt ebenfalls einen mittleren Kanal f1, der den
Mittelkanal cl der unteren Spiegelfläche c .genau deckt. Der obere Kanal f1 steht
in Verbindung mit einer Höhlung h in .der oberen Sehale, welcher im wesentlichen
derselbe Flächeninhalt wie dem Kanal cl und dem Kanal f1 gegeben wird. Dieser Höhlung
wird mit Rücksicht auf das leichtere Abdichten ein kreisförmiger Querschnitt gegeben,
so daß ein Vorsprung hl an dem Deckel h in sie eingreifen kann. Der Deckel h hält
die ganze Anordnung zusammen und wind an dem Zylinderkopf durch Schrauben o. dgl.
festgehalten. Eine Feder na o. dgl. ist so angeordnet, daß sie einen konstanten
Druck auf die obere Schale ausübt; diese sitzt nicht fest auf der unteren Schale
auf, sondern läßt einen kleinen Zwischenraum zwischen beiden. Hierdurch wird -der
Druck der Feder in von der oberen Schale f auf den Hahnkörper e übertragen,
so daß dieser auf die untere Spiegelfläche festgedrückt wird.
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Der Schieberkörper besitzt zwei Aussparungen n .und n1 für jeden Zylinder.
Diese Aussparungen stehen einander gegenüber und entsprechen in ihrer Länge den
Kanälen cl und f l in der oberen und unteren Spiegelfläche. Die Höhlung h in der
oberen Schale wird in ständiger leitender Verbindung mit .dem Zylinder b gehalten,
so daß, gleichgültig welcher Druck in dem Zylinder herrscht, immer ider gleiche
Druck in der Höhlung h vorhanden ist. Diese Verbindung kann in beliebiger Weise
hergestellt werden; beispielsweise bei der dargestellten Ausführungsform durch Schlitze
p, p1, p2, die den
Hahnkörper durchsetzen. Unter der Voraussetzung
einer Viertaktmaschine wird der Schieber mit der halben Geschwindigkeit der Hauptwelle
gedreht, und zwar durch beliebige Mittel, beispielsweise einem Schraubengetriebe
n (Abb. i) oder durch einen Kettentrieb von der Hauptwelle der Maschine aus.
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Die Wirkungsweise der neuen Anordnung ist unter Voraussetzung eines
Viertaktkreisprozesses folgende: Beginnend mit demSaughub, wenn derKolben zunächst
dem Zylinderkopf steht, ist die Stellung des Drehschiebers die gemäß Abb. ), wobei
eine der Aussparungen des Schiebers, beispielsweise n, den Einlaßkanal c2 in der
unteren Spiegelfläche mit dem mittleren Kanal cl verbindet, während die andere Aussparung
W sich nach dem Kanal f l- öffnet, der nach dem Hohlraum h führt. Am Ende
des Saughubes ist der Schieber weit genug umgelaufen, um nahezu den Einlaßkanal
abzuschließen. Kurz vor dem Beginn des Rückhubs beginnt die Kompression. Der Kompressionsdruck
aber hat keine Neigung, den Drehschieber von der unteren Spiegelfläche abzuheben,
weil der Druck in der Höhlung h derselbe ist wie in dem Zylinder; er wirkt auf den
Schieber durch den oberen Kanal, so daß er genau den Druck von unten ausgleicht;
dies ergibt sich aus der Verbindung der Oberseite mit der Unterseite durch :den
Schlitz p1.
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Der nächste Abwärtshub ist der Verbrennungshub, bei welchem der Schieber,
der geschlossen bleibt, in genau der gleichen Weise ins Gleichgewicht gebracht wird,
weil der Druck in dem Zylinder der gleiche ist wie in der Höhlung h, .welche durch
den Schlitz p2 mit ihm in Verbindung steht. Kurz vor dem Ende des Verbrennungshubes
bringt .die Aussparung n' des Schiebers den mittleren Kanal cl in der unteren Spiegelfläche
in Verbindung mit dem Kanal f1 der oberen Spiegelfläche, und die Verbindung zwischen
den Aussparungen n und n1 wird durch den Schlitz f hergestellt. Nach der Zurücklegung,des
Auspuffhubes ist der Kreisprozeß vollendet, und der Schieber geht in die Anfangsstellung
zurück, um den Einlaßkanal für den nächsten Saughub zu öffnen.
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Es ergibt sich, daß die Kanäle voll geöffnet sind, wenn der Kolben
ungefähr seine Höchstgeschwindigkeit erreicht hat, und @daß während des ganzen aus
Ansaugen, Kompression, Verbrennung und Auspuff bestehenden Kreisprozesses der Schieber
bezüglich :dieser wechselnden Drücke im Gleichgewicht gehalten wird, weil der Druck
in der oberen Höhlung der gleiche ist wie im Zylinder, gleichgültig welcher Zylinderdruck
herrscht; es besteht deshab keine Neigung, den Schieber von der einen Spiegelfläche
abzuheben und gegen die andere zu drücken. Anderseits hält die bereits erwähnte
Feder m den Schieber in ,dichter Berührung mit seiner Spiegelfläche, so daß in Verbindung
mit,der -Drehbewegung .des Schiebers eine mehr und mehr vollständig gas,dichteVerbindung
der arbeitendenFlächen entsteht.
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Der Schieber wird: vorzugsweise .mit Wasser gekühlt, indem man dieses
idurch die Mitte des einen Schieberendes eintreten und am anderen Ende austreten
läßt. Rippen v können an dem Austrittsende des Schiebers angeordnet sein, um den
Umlauf zu begünstigen.
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In Abb. 7 ist eine kleine Verbesserung der Verbindungsschlitze p1,
p= aufgezeigt. Diese sind :durch einen einzigen ,Schlitz p3 ersetzt, der an den
Enden so erweitert ist, daß er anfängt, den Hohlraum hin Verbindung mit dem Zylinder
zu bringen, kurz nachdem die Kompression begonnen hat; die Verbindung wird dann
aufrechterhalten während des Auspuffhubes, bis kurz bevor der Auspuff geöffnet wird.