DE3720082A1 - Dichtungsanordnung fuer einen drehschieber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Bei einer aus der DE-PS 5 18 098 bekannten, diese Merkmale aufweisenden Dichtungsanordnung für einen Dreh- oder Walzenschieber, der zur Ladungswechselsteuerung dem Zylinder einer Kolben-Brennkraftmaschine vorge­ schaltet ist, bildet die Profildichtung einen verschiebbaren Zylinderboden, der mit einer zylindrischen Gleitfläche auf dem Umfang des Drehschiebers auf­ liegt. Der Zylinderboden besitzt eine große dem Brennraum zugekehrte Schulter, so daß er durch die zwischen Ansaug- und Expansionstakt stark schwankenden Drücke im Brennraum gegen den Drehschieber gedrückt wird. Die Folge ist eine in Höhe und Schwankungsbreite große Belastung der zusammenwirkenden Flächen von Zylinderboden und Drehschieber, wodurch die Standzeit und der Wirkungsgrad der Maschine nachteilig beeinflußt werden.

Dem wird in der bekannten Konstruktion dadurch entgegengewirkt, daß über Mem­ brane Schwenkhebel derart vom Zylinderdruck beaufschlagt werden, daß sie bei einer Vergrößerung dieses Drucks auf den Zylinderboden eine ihn in Richtung Ab­ heben von dem Drehschieber beaufschlagende Kraft ausüben. Zwar wird durch diese Maßnahme eine Kompensation der auf den Zylinderdruck zurückzuführenden Anpreß­ kräfte zwischen Zylinderboden und Drehschieber erzeugt, jedoch nur in begrenz­ tem Maße und mit einem fertigungs- und kostenmäßig nicht vertretbaren Aufwand; hinzu kommt eine unerwünschte Trägheit der Membran-Schwenkhebel-Anordnungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die ohne Zeitverzug und mit vernachlässig­ barem konstruktiven Aufwand unerwünschte Vergrößerungen der Anpreßkräfte zwi­ schen Profildichtung und Schieber, hervorgerufen durch die Drücke des vom Schieber gesteuerten Mediums, zumindest weitgehend vermeidet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung be­ schreiben die Unteransprüche.

Ein großer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie die gestellte Aufgabe mit einfachsten Mitteln, nämlich lediglich unter Vorsehen einer Gegen­ druckfläche, beispielsweise in Gestalt einer Schulter, auf der Innenseite der Profildichtung löst. Es genügt auch, wenn diese Vergrößerung der lichten Weite der Profildichtung durch eine Schräge oder dergleichen gewonnen wird, die dem Schieber zugekehrt ist.

Unter einem Drehschieber im Sinne der Erfindung ist auch ein Kugel- oder ein Flachschieber zu verstehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren

Fig. 1 einen Axialschnitt durch den hier interessierenden Bereich einer Brennkraftmaschine wiedergibt, während

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Dichtungsanordnung zeigt.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, so ist im Zylinderkopf 1 eine Bohrung 2 vor­ gesehen, die in Richtung nach unten zu einem Brennraum einer Brennkraftmaschi­ ne, also bei einer Hubkolben-Maschine zu einem Zylinder, führt. In Richtung nach oben mündet die Bohrung 2 in den bei 3 mit seinem Umriß angedeuteten Dreh- oder Walzenschieber, der in an sich bekannter und daher nicht dargestell­ ter Weise mit Kanälen versehen ist, so daß er bei bestimmten Winkelstellungen eine Verbindung zwischen einem Vergaser oder einem Abgassystem einerseits und der Bohrung 2 andererseits herstellt. Wie bekannt, wird der Drehschieber 3 von der Kurbelwelle der Maschine her angetrieben.

Die Dichtungsanordnung enthält als wesentlichen Bestandteil die Profildichtung 4, die sich aus den beiden in Achsrichtung gegeneinander etwas versetzten, sich in dieser Richtung teilweise überlappenden Bereichen 5 und 6 einstückig zusammensetzt. Betrachtet man zunächst den dem Drehschieber 3 näheren Bereich 5, so trägt er die umlaufend geschlossene Gleitfläche 7, die demgemäß dicht auf der Gegenfläche 8 auf dem Umfang des Drehschiebers 3 aufliegt. Der Bereich 5 bildet auf seiner dem Drehschieber 3 abgekehrten Seite die äußere Schulter 9, die zur Abstützung der Feder 10 dient, die ihrerseits auf einer Schulter 11 des Gehäuses 1 aufliegt und demgemäß die Profildichtung 4 in Richtung Drehschieber 3 belastet.

Auf der dem Drehschieber 3 abgekehrten Stirnfläche 12 des drehschieberferne­ ren Bereichs 6 der Profildichtung 4 lastet der Zylinderdruck. Diese Stirnflä­ che 12 kann nicht beliebig schmal gemacht werden, da der Bereich 6 außen den Gasdichtring 13 mit einer Nut teilweise aufnimmt, der zur Abdichtung des äuße­ ren Spalts (der auch die Feder 10 aufnimmt) zwischen Profildichtung 4 einer­ seits und Gehäuse 1 andererseits dient.

Zur Kompensation der auf den Gasdruck zurückzuführenden Kräfte zwischen Gleit­ fläche 7 einerseits und Gegenfläche 8 des Drehschiebers 3 andererseits ist die Profildichtung 4 mit der schulterförmigen Erweiterung 14 der lichten Weite des von ihr umschlossenen Strömungsquerschnitts versehen, die dem Drehschieber 3 zugekehrt ist und demgemäß von dem jeweiligen Zylinderdruck in Fig. 1 in Richtung nach unten beaufschlagt wird. Damit ist die vom jeweiligen Zylinder­ druck bewirkte Anpreßkraft zwischen Profildichtung 4 und Drehschieber 3 pro­ portional der Differenz zwischen den Flächen 12 und 14; bei der hier gewählten Unterbringung des Dichtrings 13 in einer profildichtungsseitigen Nut muß die druckbeaufschlagte Fläche des Dichtrings, also der Spaltquerschnitt zur Fläche 12 addiert werden. Die Flächen 5′ und 6′ der beiden Bereiche verlaufen daher mit geringem Querversatz, so daß die Fläche der Schulter 14 gleich der Summe von Stirnfläche 12 und Spaltquerschnitt ist. Die Profildichtung 4 unterliegt somit einer praktisch konstanten, durch die Feder 10 erzeugten Anpreßkraft.

Wie insbesondere Fig. 2 erkennen läßt, wird die Dichtfläche 7 außen von der durch Gasdruckentlastungsnuten 15 unterbrochenen sowie durch diese Nuten und die Ringnut 16 gasdruckentlasteten weiteren Dichtgleitfläche 17 umschlossen.

Mit der Erfindung ist also eine Dichtungsanordnung für einen Drehschieber geschaffen, bei der auf einfachste Weise einem unzulässigen Ansteigen der Anpreßkraft entgegengewirkt wird.

Claims (7)

1. Dichtungsanordnung für einen Drehschieber, der schwankenden Drücken in einem ihm benachbarten Druckraum, insbesondere einem Brennraum einer Brennkraftmaschine, ausgesetzt ist, mit einer Profildichtung, die mit einer umlaufenden Gleitfläche auf einer Gegenfläche des Schiebers aufliegt, der ferner ein Dichtring zur Abdichtung eines Spalts zwischen ihrer Außenfläche und einem Schiebergehäuse zugeordnet ist und die zumindest eine von den Drücken in Richtung auf den Schieber druckbeaufschlagte erste Fläche be­ sitzt, sowie mit Mitteln zur Verringerung und Vergleichmäßigung der Dicht­ kräfte zwischen Gleitfläche und Gegenfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profildichtung (4) zumindest eine von den Drücken in Richtung Abheben vom Schieber (3) unmittelbar druckbeaufschlagte weitere Fläche (14) besitzt, die erste Fläche (12) und die weitere Fläche (14) bzw. ihre Axialprojek­ tionen zumindest annähernd gleich groß sind und zur Erzeugung der Dicht­ kräfte an der Profildichtung (4) zumindest eine Feder (10) angreift.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weite­ re Fläche durch eine dem Schieber (3) zugekehrte Schulter (14) gebildet ist.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profil­ dichtung (4) zwei sich in Achsrichtung etwas überlappende Bereiche (5, 6) aufweist, von denen der dem Schieber (3) fernere Bereich (6) die Schulter (14) bildet, während der dem Schieber (3) nähere Bereich (5) stirnseitig die Gleitfläche (7) bildet.

4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen­ fläche des dem Schieber näheren Bereichs (5) und die Außenfläche des dem Schieber (3) ferneren Bereichs (6) mit allenfalls geringem relativen Quer­ versatz verlaufen.

5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Schieber (3) nähere Bereich (5) eine äußere Schulter (9) zur Auf­ lage der Feder (10) bildet.

6. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Dichtring (13) in einer von der Außenfläche der Profildich­ tung (4) ausgehenden Nut axial festgelegt und die Querschnittsfläche des Spalts als in Richtung auf den Schieber (3) druckbeaufschlagte Fläche be­ rücksichtigt ist.

7. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Profildichtung (4) außerhalb der Gleitfläche (7) zumindest eine durch Nuten (15, 16) druckentlastete Gleitfläche (17) besitzt.