DE3743047A1

DE3743047A1 - Selbsttaetig arbeitende grosskanal-ringventile fuer otto-motore

Info

Publication number: DE3743047A1
Application number: DE19873743047
Authority: DE
Inventors: Helmut Schwarz
Original assignee: Individual
Current assignee: Schwarz Guenter Reichert Geb Schwarz Hannelore
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1989-07-06

Description

Bekanntes

Bekannt sind die durch Nocken gesteuerte Teller-Federschaft- Ventile. Ihr Nachteil ist: das die Luft- oder Gasströmungen durch die Schäfte der Ventilteller behindert werden, und die Gasmoleküle praktisch nur gequält den Zylinderraum erreichen bzw. verlassen können. Deshalb wird versucht durch Verdoppe lung der Ventile die Beatmung der Motoren zu verbessern.

Aber mit der Verdoppelung der Ventile werden auch die kräfti gen Ventilfedern mitverdoppelt und müssen durch erhöhten Energieverlust der Motore bezahlt werden.

Abhilfe

Anstelle der Tellerventile empfiehlt der Erfinder der technischen Wirtschat seine neu erdachten Großkanal-Ring ventile einzusetzen, die die Gesamtfläche der Zylinder ab decken und so großräumige Kanäle für den Ein- und Auslaß der Gase quetschungsfrei offenlassen. Zudem werden weder Nocken noch Druckfedern für die Steuerung der Ventile not wendig, weil die Ringventile sich durch die unterschiedlichen Druckverhältnisse im Kolben-Zylinderraum von selbst steuern. Das Einlaß-Ringventil öffnet sich durch den Kolbensog beim Einlaß der Frischgase und schließt im nachfolgenden Ver dichtungstakt durch Pressung der Gase.

Das Auslaß-Ringventil hingegen verhält sich genau umgekehrt, es schließt sich beim Kolbensog.

Während nun das Einlaß-Ringventil völlig selbsttätig ar beitet, bedarf das Auslaß-Ringventil während der Verbren nungsperiode, sowie der Ansaug- und der Verdichtungsphase eine Verriegelung nach dem Motto: Riegel zu, Tür zu und Riegel auf, Tür auf.

Abbildungen

Bevor jedoch das Arbeitsspiel beschrieben werden kann, müssen wir noch die wirksam werdenden Teile kennenlernen.

1 sei der Zylinder, 2/3 die Zylinderabdeckung, geteilt in Oberteil 2 und Unterteil 3. 4 sei der Kolben. Und 5 in 3 der Gewindehals für die Zündkerze oder die Einspritzdüse.

Die besonderen Teile sind analog die Ring-Ventile 6/7.

Während nun das Einlaß-Ringventil 6 ein dünnes, rundes Stahlblättchen mit großer Bohrung ist (ähnlich der Membran des Telefonhörers), besteht das Auslaß-Ringventil aus einem massiven gedrehten Stahlring im Winkelprofil.

Das Einlaß-Ringventil 6 ist mit seiner großen Bohrung über den verlängerten Gewindehals 5 a gestülpt und angenietet, so daß das dünne Stahlblättchen fest (und zweckmäßig einge schliffen) auf die große Kühlmasse 3, planaufliegt und somit eine gute Wärmeableitung besitzt, die es auch sehr in Anbe tracht der extrem großen Explosionswärme im Verbrennungs raum benötigt.

Das Unterteil 3 der Zylinderabdeckung ist zweiteilig aus gelegt und besteht aus dem breiten Innenring 3 und dem schmalen Außenring 3 a. In 3 a ist ein Innenkonus ausgedreht, der auf dem Außenringkonus von 3 aufliegt, und auf diese Weise keine eigene Befestigung benötigt, sondern vom Unter teil gegen das Oberteil der Außenabdeckung 2 gedrückt wird, und so festgeklemmt werden kann (siehe hierzu die Teile 3, 3 a und 2 in der Abb. 2).

Praktisch auf dem Rücken von 3 a gleitet das Auslaß-Ringventil 7 zwischen Öffnen und Schließen.

Wie bereits gesagt ist in der Phase der Verbrennung, dem Ansaug- und Verdichtungstakt, das Auslaß-Ringventil geschlos sen und verriegelt. Nur in der Ausstoßphase ist das Auslaß- Ringventil 7 geöffnet (siehe hierzu die Teilbilder 4 a, 4 c und 4 d in der Abb. 4, die das Auslaß-Ringventil ge schlossen und verriegelt zeigen, während in Teilbild 4 b, 7 geöffnet ist).

Den Riegel, den Öldruckstempel und das Zwischenglied, die Druck- und Zugstange benennen wir gemeinsam als Ver riegelungseinheit 8. Und da insgesamt 4 Ver- und Entriegeler auf dem Rund der Innenabdeckung 3/3 a im 90° Abstand vorhan den sind, mit 8, 9, 10 und 11 und die zugehörigen Riegel kanäle mit 12, 13, 14 und 15 (siehe Abb. 3).

16 ist dann der gemeinsame Speicher-Ringkanal für Frisch luft oder Frischgas, mit den Versorgungsbohrungen 17, 18, 19 und 20, zu dem Vergaser bzw. Luftfilter bei Einspritz motoren. 21 sind eine Vielzahl von Ablaßkanälen (Bohrungen) für den Ausstoß der verbrauchten Gase im Oberteil 2 der Zylinderabdeckung. (Zu beachten ist, daß der gesamte Quer schnitt aller Auslaßbohrungen 21 nicht geringer sein darf, als der gesamte Querschnitt des Ringschlitzes des geöffneten Auslaß-Ringventiles 7.) Und 22 sei schließlich die gemein same Abgas-Abfangsabdeckung aller Zylinder eines Motoren blockes mit einem gemeinsamen Abgaskanal (Rohr) zum Aus puff (nicht dargestellt).

Nachzutragen bleibt aber noch der Durchlaß 23 für Frisch luft oder Frischgas durch die Zylinder-Innenabdeckung 3. Da für das Einlaß-Ringventil 6 nur ein dünnes Stahlblätt chen vorgesehen ist, kommt es sehr auf eine Vielzahl mikros kopisch kleiner Einlaß-Durchlässe in 3 an. Denn die im Ver brennungstakt auftretenden Druck- und Hitzewellen würden auf das dünne Stahlringblättchen Abdrücke hinterlassen, die es schnell unbrauchbar machen würden, wenn die Durchlässe 23 zu groß ausfallen.

Deshalb hat der Erfinder in weiser Voraussicht die Zylinder- Innenabdeckung in 3 und 3 a geplant, denn nur durch diese Maßnahme wird es mögich, mittels einer dünnstblättrigen Kreissäge, vom Rande her eine Vielzahl von Kleinstschlitzen durch den Außenrandkonus von 3 zu sägen.

Es kann also erwartet werden, daß die Druck- und Hitzewellen der Verbrennungsexplosionen dem dünnen Stahlblättchen 6 nicht schaden, noch dazu wo diese (gut abgesichert) plan und ein geschliffen auf der großen Kühlmasse von 3 aufliegt.

Erwähnt sei auch noch ein Wort zur Befestigung der Zy linderabdeckung auf dem Flansch des Zylinders 1 a.

Für die mechanische Verbindung von Ober- und Unterteil der Zylinderabdeckung 2/3 haben die Zündkerzen bzw. Ein spritzdüsen dadurch Sorge zu tragen, daß ihre Auflagen mit einem Außenringkonus zu versehen sind, die beide Teile nach dem Einschrauben zusammenpressen. Außerdem sind auch noch die 4 Senkkopfschrauben 26, 27, 28 und 29 vorhanden. Für die Randbefestigung der Flansche von 1 a und 2 a sind eine Vielzahl von Schrauben vorzusehen (nicht dargestellt). Dargestellt wurden nur die Bohrlöcher 24/25 in den Flanschen von 1 a und 2 a (siehe hierzu die Abb. 2).

Und nun zurück zu den Abbildungen. Die Abb. 2 ist zur Abb. 1 um 45° versetzt dargestellt. Der Grund ist, um die Zylinderabdeckung 2/3 aus zwei versetzten Winkeln darstellen zu können. Einmal mit den Riegelkanälen 12 bis 15 und den eingelagerten Ver- und Entrieglern 8 bis 11 im Längstschnitt in der Abb. 1, und ein andermal um 45° versetzt dazu, also zwischen den Riegelkanälen in der Abb. 2 (siehe hierzu die Winkellagen 0/180° für den Längsschnitt der Abb. 1, und die Winkellage 45/225° für die Abb. 2, in der Abb. 3).

Wie bereits gesagt, zeigen die Abb. 1, 2 und 3 den technischen Aufbau, während die Abb. 4 die Ar beitsweise eines Viertakters in vier Teilbildern in allen vier Arbeitsphasen darstellen.

Zu Bild 4a in der Abb. 4 Arbeitstakt

Die Explosion im Verbrennungstakt ist erfolgt und treibt den Teilkolben 4 a in Pfeilrichtung nach unten. Beide Ring ventile sind geschlossen und das Auslaß-Ringventil 7 zudem verriegelt.

Zu Bild 4b: Auslaßtakt

Der Teilkolben 4 b treibt in Pfeilrichtung nach oben und preßt die verbrauchten Gase aus dem Ringschlitz des ge öffneten Ringventiles durch eines der vielen Auslaßbohrungen 21 nach außen, siehe gekrümmten Pfeil. Das Einlaß-Blattring ventil 6 ist geschlossen.

Zu Bild 4c: Einsaugtakt

Der Teilkolben 4 c treibt wieder in Pfeilrichtung nach unten und saugt Frischgas oder bei Einspritzmotoren Frischluft an. Das Einlaß-Blattringventil 6 wird durch den Kolbensog ge öffnet und das Auslaß-Ringventil geschlossen und sofort ver riegelt (siehe auch gekrümmten Einsaugpfeil in 4 c).

Zu Bild 4d: Verdichtungstakt

Der Teilkolben 4 d treibt nach oben und preßt das angesaugte (Frischgas oder Frischluft) in den Verbrennungsraum zur nach folgenden Verbrennung. Beide Ventile sind geschlossen.

Claims

1. Der Patentanspruch 1, der als selbsttätig arbeitendes Großkanal-Ringventil benannt wird, ist dadurch gekenn zeichnet, daß:

1. ein dünner Stahlblechring mit großer Bohrung fast den gesamten Umfang des Zylinders abdeckt und lediglich einen schmalen Spalt zur freien Passage der Frischgase am äußeren Rand freiläßt,
2. das Blattring-Ventil völlig selbsttätig arbeitet, sich beim Sog des Kolbens durch die einströmenden Frisch gase öffnet und sich im Arbeitstakt durch den Verbrennungs druck, sowie in der Verdichtungs- und Ausstoßphase wieder von selbst schließt.

2. Der Patentanspruch 2, der als selbsttätig arbeitendes Großkanal-Ringventil bekannt wird, ist dadurch gekenn zeichnet, daß:

1. das Auslaß-Ringventil ein einfach herstellbarer, gedreh ter Stahlring mit Winkelprofil ist, der den gesamten Umfang des Zylinders abdeckt und so den verbrauchten Gasen beim Auslaß den denkbar größtmöglichen Kanal durch das Ventil zur freien Passage offenhält,
2. das Auslaß-Ringventil völlig selbsttätig arbeitet, indem es den Kolbensog beim Einlaß der frischen Gase zum Schließen nutzt, zum Öffnen hingegen den Verdichtungsdruck der vom Kolbenhub zusammenpressenden, verbrauchten Gase.