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Steuerdrehschieber, insbesondere für Brennkraftmaschinen Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf einen Steuerdrehschieber, insbesondere für Brennkraftmaschinen,
bei welchem ein hohler, mit Ein- und Auslaßöffnungen versehener Drehzylinder zwischen
einem äußeren. vorzugsweise zweiteiligen Verteilergehäuse und einem inneren, feststehenden,
zweckmäßigerweise wassergekühlten Zentralkörper rotiert.
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Derartige Steuereinrichtungen sind an sich bekannt. Bei den bekannten
Einrichtungen sind jedoch die in dem genannten Zentralkörper vorgesehenen Kanäle
nicht gradlinig, sondern derart gebogen, daß die Austrittsöffnungen der Kanäle---
gegenüber den Eintrittsöffnungen um mindestens eine öffnungsbreite versetzt sind.
Diesen bekannten Einrichtungen haften eine Reihe wesentlicher Nachteile an. Vor
allem bieten die gebogenen Kanäle den ein- und ausströmenden Gasen einen verhältnismäßig
hohen Widerstand, da die Gase aus ihrer ursprünglichen Strömungsrichtung abgelenkt
werden. Ferner ist die Baulänge der bekannten Vorrichtungen außerordentlich groß,
so daß ihre Unterbringung häufig Schwierigkeiten bereitet. Schließlich ist auch
die Drehzahl des Drehschiebers bei den bekannten Einrichtungen verhältnismäßig hoch,
da die Tourenzahl des Drehschiebers gleich der halben Motordrehzahl sein muß.
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Die genannten Nachteile werden durch den Erfindungsgegenstand sämtlich
vermieden, dessen wesentliche Merkmale darin bestehen, daß die der Gaszu- und -abführung
dienenden, im Zentralkörper vorgesehenen Kanäle alle parallel zueinander verlaufen,
während die paarweise diametral gegenüberliegenden Öffnungen des Drehzylinders derart
angeordnet sind, daß die Mittellinien der einzelnen öffnungspaare, gegeneinander
versetzt, in parallelen Ebenen liegen.
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Eine weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin,
das den Schieberzylinder umgebende Gehäuse einerseits und den im Innern des Schiebers
vorgesehenen Zentralkörper andererseits konisch zu gestalten, und zwar derart, daß
die Konizität des äußeren Gehäuses entgegengesetzt der Konizität des inneren Zentralkörpers
verläuft. Dadurch wird zwischen dem Zentralkörper und dem äußeren Gehäuse ein Hohlraum
geschaffen, der an allen Stellen trapezförmigen Querschnitt besitzt. Der Drehschieber
selbst wird hinsichtlich seiner Form dem genannten Hohlraum genau angepaßt, so daß
er einen hohlzylinderarti:genKörper mit trapezförmigem Wandungsquerschnitt darstellt.
Durch diese Gestaltung des äußeren Gehäuses und des inneren Zentralkörpers sowie
des Drehschiebers wird erreicht, daß die Wände des Drehschiebers dauernd dicht sowohl
an der Innenwandung des Gehäuses als auch an der Außenwandung des Zentralkörpers
anliegen. Sobald eine gewisse Abnutzung eingetreten ist, wird der Schieber durch
eine geringe axiale Verschiebung gleichzeitig sowohl an seiner Außenfläche als auch
an seiner Innenfläche abgedichtet.
Der Antrieb des zylindrischen
Steuerdrehschiebers von der Welle aus kann durch jede beliebige, zweckmäßige Übertragung,
wie Kette, Zahnräder usw., erfolgen.
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Zu rein erläuterndem Zwecke ist eine für Verpuffungsmotoren bestimmte
Ausführungsform des Drehschiebers auf den beiliegenden Zeichnungen dargestellt.
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Abb. r ist eine Aufrißansicht eines vertikalen Zylinderschnittes,
normal zur Längsachse des Rotationsschiebers, wobei die untere Hälfte des Gehäuses
im' Zylinderkopf selbst untergebracht ist.
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Abb. a stellt eine Teilansicht eines vertikalen Motorlängsschnittes
dar nach Abhebung des Drehschiebers und des Gehäuseoberteiles.
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Abb. 3 gibt die Grundrißansicht eines horizontalen Axialschnittes
wieder; und Abb. d. endlich zeigt eine achsennormale Ouerschnittsansicht eines Steuerdrehschie--b_ers
mit einteiligem Gehäuse.
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In dem durch die Abb. z, a und 3 erläuterten Beispiele ist das Dr
ehschsebergehäuse a1, a2 wellenparallel über der Zylindergruppe angeordnet, wobei
die untere Hälfte a1 im Zylinderkopf selbst ausgenommen und der Oberteil a2 darüber
befestigt ist.
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Die untere Hälfte a1 dieses Schiebergehäuses steht mit jedem Zylinderraum
durch eine Einlaßöffnung b1 und einen Auspuffkanal cl in Verbindung, währenddem
der Oberteil a2 durch eine Öffnung b2 mit der an den Vergaser g angeschlossenen
Saugleitung f und durch eine Bohrung c2 mit der Auspuffsammelleitung 1a verbunden
ist.
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Im Innern des Schiebergehäuses a1, a2 ist in konzentrischer Lage ein
feststehender, rohrförmiger Körper i untergebracht, welcher vertikale Kanäle j,
k (Abb. 3) aufweist, deren Mündungen gegenüber den Admissionsöffnungen b1, b2 bzw.
gegenüber den Auspufföffnungen cl, c2 des Gehäuses liegen.
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Wasserumlauf in Längsrichtung ist im Hohlraum des besagten Körpers
vorgesehen. Zwischen diesem festen Zentralkörper und der Gehäuseschale verbleibt
ein Raum von kreisringförmigem Querschnitt, worin der Steuerzylinder l mit sachter
Reibung rotieren kann, angetrieben von der Motorwelle aus durch irgendwelches passendes
Übertragungsmittel. Die Winkelgeschwindigkeit des Steuerzylinders ist im Falle eines
Viertaktmotors gleich dem vierten Teil der Winkelgeschwindigkeit der Motorwelle.
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Dieser Verteilzylinder Z weist auf seinem Mantel paarweise einander
diametral gegenüberliegende öffnungen m, n auf, welche zur gegebenen Zeit
die Verbindung jedes Zylinders des Motors mit der Saugleitung und dem Abgasstutzen
herstellen. Diese Öffnungen besitzen größeren Querschnitt als die zugehörigen Einlaß-
und Auspuffkanäle b1, b2, cl, c2 des Schiebergehäuses, um eine passende Regulierung
der Steuerung mit angemessener Verspätung der Einlaßeröffnung und gewünschtem Vorausströmen
zu ermöglichen.
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Wie in Abb. 3 gezeigt, kann die Bohrung des Drehschiebergehäuses schwach
konisch sein. Die äußere Oberfläche des festen Zentralkörpers weist gleichfalls
eine gewisse Konizität, jedoch in umgekehrtem Sinne, wie die Gehäusebohrung auf,
so daß zwischen Gehäuse und innerem Hohlkörper ein leerer Raum entsteht, dessen
Längsschnitt ein stark verlängertes Trapez darstellt.
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Der zwischen den vorgenannten Bauteilen a und i rotierende Drehschieber
schmiegt sich der Form des erwähnten leeren Raumes an. Dank dieser Konizitäten kann
das Spiel zwischen steuerndem Drehzylinder und den benachbarten festen Oberflächen
sehr leicht eingestellt werden.
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Eine solche Regulierung kann stattfinden beispielsweise mit Hilfe
eines anziehbaren Bügels o von Trapezquerschnitt, der sich einerseits gegen das
Ende des Drehscbiebergehäuses stützt und andererseits gegen einen dem Steuerzylinderende
nahen Bund oder zweckmäßig gegen die Nabe des Zahnrades p, welches auf den Zylinder
l gekeilt ist zum Antrieb von der Welle aus durch Kette u. dgl.
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Zwei oder mehr elastische Ringe q werden vorzugsweise zwischen den
Bügel o und die Nabe des Zahnrades p eingelagert, um selbsttätig die Abdichtung
zu sichern.
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Der Bügel o kann auf seinen beiden Seitenflächen mit (nicht dargestellten)
Zähnen, welche mit wenig Spiel in entsprechende Einschnitte am Ende des Drehschiebergehäuses
und des anliegenden Dichtungsringes eingreifen, ausgestattet sein, um diesen Bügel
zu verhindern, die Rotation des Drehschieberzylinders mitzumachen.
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Der zentrale, feststehende Körper i zeigt an seinen beiden Enden zwei
Flanschen r und s zum Anschluß an das Rohrnetz des Kühlwasserurnlaufes, wobei die
Flansche r außerdem mit der einseitig vorgesehenen Flanschet des Schiebergehäuses
zusammengeschraubt wird.
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Natürlich könnte das Drehschiebergehäuse vollständig unabhängig vom
Zylinderkopf oder Zylinder selbst bestehen und so ausgebildet sein, daß es, seitlich
der Zylindergruppe angebracht, zwischen den Zylindern und der Saug- und Auspuffleitung
eingeschaltet werden kann.
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Ein auf letzterem Grundgedanken aufgebauter Drehschieber mit Gehäuse
ist in Abb. 4 schematisch im Querschnitt dargestellt.
Dabei sind
die Einlaßöffnungen des rotierenden Steuerorgans mit vollen Strichen begrenzt, währenddem
die gegenüber den Einlaßlichtern passend versetzten Auspufföffnungen mit punktierten
Strichen angedeutet sind.