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Drehschieber für Brennkraftmaschinen. Vorliegende Erfindung betrifft
einen Drehschieber für Viertaktbrennkraftmaschinen mit wagerechter Drehachse, bei
welchem die Gemischein- und -auslaßkammern zwischen parallelen Stirnwänden angeordnet
sind. Den bisher bekannten Drehschiebern dieser Art haftet der Übelstand an, daß
sie in einem geschlossenen oder zu einem nur sehr geringen Teil mit der Außenluft
in Verbindung stehenden Gehäuse arbeiten und daher nebst ihren Dichtungsteilen stets
den heißen Verbrennungsteilen ausgesetzt sind, wodurch eine schnelle Abnutzung,
ein erheblicher Gasverlust und ein ungenaues und unwirtschaftliches Arbeiten infolge
der zahlreichen Reparaturen eintritt.
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Diese Übelstände sind bei der Maschine gemäß der Erfindung dadurch
vermieden, daß der Drehschieber mit seiner jeweils oberen Hälfte infolge seiner
Lagerung in einem an seinem oberen Ende entsprechend offenen Gehäuse stets in der
freien Außenluft arbeitet und so ständig gekühlt wird. Um einen möglidhst ungehinderten
Durchgang des Gasgemisches und der Auspuffgase zii ermöglichen, sind die seitlichen
mit dem Zylinderinnern in Verbindung stehenden Öffnungen im Schiebergehäuse größer
als die seitlichen öffnungen im Schieber. Ferner sind die sämtlichen Dichtungsorgane
des Schiebers ebenfalls außerhalb des Wirkungsbereiches der Verbrennungsgase angeordnet,
und der Schieber ist in seinen Begrenzungswänden so gestaltet, daß er gleichzeitig
als Ventilator zur Zuführung von Frischluft in das Gehäuseinnere wirkt und die Wärme
der Abgase zur Anwärmung des frischen GasgemiscJhes ausgenutzt wird.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und
zwar zeigt Abb. r einen senkrechten Schnitt durch den Zylinder einer Brennkraftmaschine
mit dem Schieber, Abb. 2 eine Seitenansicht des Schiebergehäuses, Abb. 3 und 4 senkrechte
Schnitte nach Linie3-3 bzw. 4-4 der Abb. i.
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In .dem Zylinder i bewegt sich .der Kolben 2. Zwei Schwungräder 3
und 4 sind auf den Wellen 5 und 6 befestigt. An einem Kurbelzapfen 7 der Schwungräder
3 und 4 greift die Pleuelstange 8 an. Auf der Welle 5 sitzt ein Zähntrieb g, welches
in das Zahnrad io auf Welle z i eingreift. Das auf der Welle i i befestigte Kettenrad
12 treibt die Kette 13,
weldhe ihrerseits wieder ein zweites Kettenrad 14
treibt. Dieses letztere sitzt fest auf der Welle 15, die den Schieber 16
bewegt. Das obere Ende des Zylinders i ist durch eine Haube 17 abgeschlossen und
mit Gewindeöffnungen und Schraubpfropfen 18 versehen, um das Innere der Verbrennungskammer
i9 beobachten zu können.
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Das in der Mitte der Haube 17 angeordnete Schiebergehäuse 2o
ragt zum Teil in die Verbrennungskammer ig hinein. Die Seitenwände
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und 22 sind durch eine kreisbogenförmig gekrümmte Wand 23 verbunden (Abb. 3 und
4.). Das obere Ende des Schiebergehäuses ist bei 24 offen, wodurch der
je-
weils obere Teil des Schiebers, welcher an dieser Öffnung 24 vorbeigeht,
in der Außenluft arbeitet.
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Von dem Schiebergehäuse 2o erstreckt sich ,das Auspuffrohr 25 auf
der Rückseite des Zylinders i nach unten. Ein Ende des Auspuffrohres geht in den
gebogenen Teil 26 über, welcher die Rückwand -des Gehäuses bildet. Die Schiebergehäusewand
22 hat ein Lager 27, das über die Zylinderwand i hinausragt und durch eine Gewindemuffe
28 mit dem Vergaser 29 verbunden ist. Innerhalb des Lagers 27 ist ein Rohr 3o angeordnet,
welches sich von dem äußeren Ende des Rohransatzes bis in den Schieber 16 erstreckt.
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Die Wand 21 hat ein Lager 31 für den Zapfen 15. Eine in die Nut 33
des Zapfens 15 eingreifende Gabel 32 ist mit dem Lager 31 fest verbunden und 'hält
den Zapfen 15 in seiner Lage derart, daß er eine geringe Längsbewegung in rdem Lager
31 haben kann. Das innere Ende 34 des Zapfens 15 ist vierkantig abgesetzt und paßt
in eine vierkantige Öffnung einer Verstärkung 35 der Wand 36 des Schiebers T6.
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Der Zapfen 15 erstreckt sich durch eine Mittelöffnung in der Dichtungsscheibe
37, welche in einem Abstand von einem knappen Millimeter von der Innenseite der
Gehäusewand 21 gegen Drehung durchfedernde Bolzen 38 geschützt ist, welche durch
Öffnungen in der Seitenwand 21 greifen und in Vertiefungen in der Außenseite der
Dichtungsscheibe 37 eintreten. An der Außenseite der Wand 21 befestigte Federn 39
haben Bohrungen, welche über die äußeren abgesetzten Enden 4o der Bolzen 38 greifen
(Abb. 2).
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Der im Querschnitt rechteckige Schieber 16 hat die Wand 36 mit Öffnungen
43 und 44 (Abb.3) und eine zweite schwächere Wand 41 mit Öffnungen 45 und 46 (Abb.
i und 4): Die mittlere Längskammer 47 wird von den Seitenwänden 36 und 41, zwei
Querwänden 48 und einer oberen und unteren Wand 42 gebildet. Diese Wände bilden
die Einlaßkammer 47 des Schiebers, welcher mit der Muffe 30 und dem Vergaser
29 in Verbindung steht. Mit .den Querwänden 48 und den Seitenwänden 36 und 41 aus
einem Stück sind Rippen 49 hergestellt, idie sich radial nach außen im Schieber
16 erstrecken. Diese Rippen 49 sind unter spitzen Winkeln zur Längsachse der mittleren
Kammer 47 angeordnet und teilen den Schieber in zwei die Austrittskammern des Schiebers
bildende Teile. Die Seitenwand 36 des Schiebers 16 in dem unteren Teil der Auspuffkammer
ist mit einer Öffnung 50, der obere Teil mit einer Öffnung 51 versehen. Die Seitenwand
41 des Schiebers 'besitzt im oberen Teil eine Austrittsöffnung 52.
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Die Eintrittsöffnungen 46 und 45 und Austrittsöffnungen 52 und 53
in der Seitenwand 41 sind so angeordnet, daß sie mit einer Öffnung 54 in der Seitenwand
22. des Schiebergehäuses 2o sich decken können, während die Eintrittsöffnungen 43
und 44 und die Austrittsöffnungen 5o und 51 so angeordnet sind, daß sie zu gewissen
Zeiten mit der Öffnung 56 indem unteren Teil der Seitenwand 2i des Schiebergehäuses
sich decken können. Die Öffnungen 55 und 56 der Scheibe 37 und der Seitenwand 21
des Gehäuses stehen dauernd einander gegenüber.
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Die Scheibe 37 und die Seitenwand 21 des Gehäuses 2o sind mit gleichen
kreisförmigen Nuten versehen, welche die Öffnungen 55 und 56 umgeben und in welchen
ein Paar Dichtungsringe 57 angeordnet sind, um die Öffnungen gegen Entweichen des
Brennstoffes zu schützen: An die Öffnung 54 der Seitenwand 22 des Schiebergehäuses
schließt sich ein Kanal 58 von ovalem Querschnitt an. Ein zweiter ähnlicher Kanal
59 steht mit den öffnungen-56 und 55 und dem Zyllnderinnenraum in Verbindung.
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Die Pfropfen 18 werden in die Kanalwände 58 und 59 eingeschraubt und
sind an ihren inneren Enden ausgehöhlt, um einen genügend freien Durchgang in den
Kanälen 58 und 59 zu lassen, so daß ein leichtes Ausströmen der Auspuffgase aus
der Verbrennungskammer und ein leichter Zufluß des Gasgemisches zu dieser Kammer
gewährleistet wird. Die ausgehöhlten Teile 6o der Pfropfen leiten das Gasgemisch
beim Eintritt in die Maschine gegen die Mitte .der Verbrennungskammer an dem unteren
Ende des Schiebergehäuses 2o.
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Der Querschnitt der Öffnungen 44, 43 und 55 ist größer als der der
Gehäuseöffnungen 54 und 56 und der Schieberöffnungen 45 und 46. Der Unterschied
in den Querschnitten bewirkt eine Verminderung der Saugwirkung auf Schieber 16 nach
links während :des Eintritts- oder Ansaugehubes, da eine größere Querschnittfläche
der Seite 41 der Öffnung 54 zugewendet wird als der Fläche der Wand 36 des Schiebers
durch die Öffnung 56. Der negative Druck auf die Wand 41 ist bestrebt, die Innenseite
der Wand 22 des Gehäuses festzuhalten, während in der Kompressionsperiode der beschränkte
Raum zwischen der Wand 21 des Gehäuses und -der durch die Ringe 57 umfaßten Scheibe
37 der Kompressionskammer eine größere Fläche der Scheibe 36 darbietet, wodurch
bewirkt
wird, daß die Dichtungsscheibe 37 in eine innige Berührung
mit der Wand 41 des Schiebers und gleichzeitig die Wand 41 des Schiebers in eine
innige Berührung mit der Innenseite der Wand 22 des Gehäuses gebracht wird. Während
der neutralen Periode, innerhalb deren weder der Kompressionsnoch der Ansaugehub
in Erscheinung treten, werden die Federn 39 die Bolzen 38 nach innen drücken und
die Dichtungsscheibe 37 mit der Wand 36 des Schiebers in Berührung bringen. Es ist
ersichtlich, daß durch die verschieden große Bemessung der Querschnitte der verschiedenen
Öffnungen und der durch die Ringe 57 umfaßten Fläche der Scheibe 37, welche dem
Drucke in der Verbrennungskammer ausgesetzt ist, eine unausgeglichene Lage des Schiebers
erreicht wird, um eine geeignete Arbeitsweise desselben zu erzielen.
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Die Arbeitsweise des Schiebers ist folgende: Wenn der Kolben 2 in
dem Zylinder i zum Saughub zurückgeht, wird das Gemisch von dem Vergaser 29 durch
Rohr 30 in das Innere des Schiebers angesaugt, dessen Strömung in der Längskammer
47 verlangsamt wird. Der Schieber wird durch die Kette 13 und die Welle 15 im Verhältnis
von i : 4 gedreht. Wenn Öffnung 44 mit den Öffnungen 55 und 56 in der Scheibe sich
deckt und gleichzeitig Öffnung 46 mit der Öffnung 54 in dem Gehäuse sich deckt,
wird das Gemisch in die Verbrennungskammer i9 beim Niedergang des Kolbens 2 strömen.
Beim Aufwärtshub des Kolbens hat die Drehung des Schiebers die Öffnungen 54 und
46 geschlossen und .das Gemisch ist zusamm-engepreßt. Am Ende des Kompressionshubes
wird das Gemisch mittels der üblichen Zündkerze 6i entzündet, welche in die Öffnung
62 geschraubt ist. Im Anschluß an das Ende der Zündung deckt sich Öffnung 53 mit
Öffnung 54, während Öffnung 5i mit den öffnungen 55 und 56 in Übereinstimmung gelangt;
beim Aufwärtsgang des Kolbens .2 werden die verbrannten Gase aufwärts durch die
Kanäle 58 und 59 durch die entsprechenden Öffnungen und die Auspufföffnungen der
Kammer in dem Schieber 16 getrieben. Die Seitenwände 48 und die Rippen 49, welche
bei dem Ansaughub mit der freien Luft in Verbindung stehen, werden von dieser gekühlt.
Sobald die untere Rippe 49 das Ende 63 des unteren Teiles 23 des Schiebergehäuses
passiert, versucht die untere Rippe 49 und die Seitenwand 48 frische Luft in das
Schiebergehäuse zu saugen, welche mit den verbrannten Gasen gemischt wird, wenn
die untere Rippe 49 sich auf die .Auspuffleitung zu bewegt. Die Rippen 49 und die
Seitenwände 48 der Kammer 47 wirken als Gebläse zur ständigen Zufuhr frischer Luft
in die Auspuffleitung 25, damit dieselbe mit verbrannten Gasen gemischt wird und
dadurch das Geräusch während .der Auspuffperiode ausschließt. Des weiteren wirkt
der Schieber mit seinen verschiedenen Teilen nicht allein als ein Gebläse zur Zufuhr
frischer Luft in die Auspuffleitung 25, sondern wird auch gleichzeitig gekühlt.
Der obere Teil des Schiebergehäuses ist bei 64 abgeschnitten (Abb.4), so daß zum
mindesten die eine Hälfte des Schiebers stets der Außenluft zwischen den Punkten
63 und 64 des Gehäuses ausgesetzt ist.
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Jede Ventilöffnung hat die Gestalt eines Kreisausschnittes und umfaßt
einen Winkel von im wesentlichen etwa 25°, so daß bei der Drehung des Schiebers
dieser sich um etwa 25° drehen .muß, um die Eintrittsöffnung ganz freizugeben, während
sich der Schieber um weitere 25° drehen muß, um die Öffnungen zu schließen. Jedes
Paar der zur Übereinstimmung zu bringenden Auspufföffnungen 52 und 53, 5o und 51
erfordert eine Drehung von 57°, um dieselben zu öffnen und zu schließen. Der Kompressionshub
erstreckt sich über eine Drehung von 37°, während der Krafthub sich über 34° erstreckt.
Die an-,deren Paare der zur Übereinstimmung zu bringenden Auspuff- und Saugöffnungen
erfordern eine ähnliche Winkelbildung zum Öffnen und Schließen, zusammen mit dem
Kompressions- und Krafthub, um die zweite Hälfte der Schieberumdrehung zu vervollständigen.
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Ein unmittelbares Schmierungssystem ist durch die Anwendung von Graphiteinlagen
71 und 70 und durch die Anordnung der Tragflächen zur Schmierung der Antriebswelle
des Schiebers in üblicher Weise unnötig, und es wird unter normalen Verhältnissen
die Lebensdauer des Schiebers die der Maschine überdauern.