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Kühleinrichtung für rohrförmige Steuerdrehschieber von Brennkraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung für rohrförmige Steuerdrehschieber
von Brennkraftmaschinen, und zwar für Zylinder mit getrennter Ein- und Auslaßöffnung.
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Zur Steuerung von Brennkraftmaschinen, deren Zylinder nur eine Öffnung
enthält, die abwechselnd zum Ein- und Auslaß dient, ist die Anordnung von Drehschiebern
bekannt, bei welchen die Auspuffgase durch einen Schutzeinsatz von der Wandung des
Schiebers ferngehahen werden und bei denen Kühlluft durch den Zwischenraum zwischen
Einsatz und Schieberwandung hindurchgeleitet wird. Zu diesem Zweck ist die Auspuffleitung
gleichachsig zur Schieberachse geführt, während die Einströmgase an der Schieberwandung
entlang ,geführt - werden. Der Auspuffkanal wird dabei von einer doppelten Wandung
umgeben, und durch den Zwischenraum zwischen beiden Wandungen wird Kühlluft auf
der ganzen Länge des Schiebers hindurchgeführt, die schließlich am Ende in die Auspuffleitung
tritt und sich mit den Auspuffgasen mischt. Die Zuführung der Kühlluft bereitet
aber Schwierigkeiten, wenn für Ein- und Auslaß getrennte Öffnungen im Zylinder vorgesehen
sind und die eine Hälfte des Drehschiebers- zur Steuerung und Zuführung des Einlaßgemisches
dient, die andere, durch eine Querwand davon getrennte Hälfte zur Steuerung und
Abführung der Auspuffgase. Eine solche Anordnung hat an sich den Vorteil, daß der
für die Gasströmung zur Verfügung stehende Querschnitt größer ist, weil ja die beiden
Leitungen nicht ineinandergeführt zu werden brauchen. Obgleich in diesem Falle keine
große Berührungsfläche zwischen Ein- und Auslaßkanal besteht, ist es doch unerwünscht,
daß die Auspuffgase zuviel von ihrer Wärme an die vorzugsweise geschmierte Dichtungsfläche
des Schiebers abgeben, weshalb auch gemäß der Erfindung die Auspuffgase durch einen
Schutzeinsatz von der Wandung des Schiebers ferngehalten werden und Kühlluft durch
den Zwischenraum zwischen Einsatz- und Schieberwandung hindurchgeleitet werden soll.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, - daß in den Zwischenräumen
zwischen dem- Schutzeinsatz und der Schieberwand ein paar gegenüberliegende Leitrippen
vorgesehen sind, welche nicht ganz bis zu der in der Mitte des Schiebers angeordneten
Ein-und Auslaßteil trennenden Wand reichen und den Zwischenraum zwischen dem Schutzeinsatz
und der Schieberwand in zwei Räume trennen, durch welche Kühlluft geleitet wird;
die
zunächst die der Auslaßöffnung benachbarte Seite und danach die entgegengesetzte
Seite des Schutzeinsatzes umspült. Außer diesen Leitrippen können naturgemäß noch
Kühlrippen in dem Zwischenraum angeordnet sein.
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Die Schutzeinlage, welche gemeinsam mit dem umlaufenden Schiebermantel
zur Führung der Kühlluft dient, kann, wie bei Einrichtungen mit Wasserkühlung bekannt,
feststehend angeordnet und außerhalb des Drehschiebers befestigt sein. Dabei ergibt
sich gegenüber den mit Wasserkühlung arbeitenden Einrichtungen noch der Vorteil,
daß die Außenwand des Kühlraumes trotzdem durch den umlaufenden Schieber selbst
gebildet werden kann, während dies bei Wasserkühlung keine hinreichende Dichtung
ergeben würde. Dadurch, daß die Schutzeinlage feststeht, kann auch erreicht werden,
daß die Umleitrippe ihre Lage im Raum stets behält, so daß immer die dem Zylinder
benachbarten Teile des Schiebermäntels am stärksten gekühlt werden.
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Das Hindurchführen der .erforderlichen Kühlluftmenge kann dadurch
bewirkt werden, daß die Kühlluft an eine Stelle in den Auspuffkanal geführt wird,
an welcher dieser erweitert ist, so daß an der Mündungsstelle eine Ejektorwirkung
entsteht. Die Kühlluft wird so durch den Zwischenraum zwischen Mantel und Schutzeinsatz
hindurch gesaugt.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Abb. i einen Steuerschieber gemäß der Erfindung im Längsschnitt,
Abb. 2, einen Querschnitt nach Linie A-A der Abb: z, Abb. 3 einen Querschnitt nach
Linie B-B der Abb. i, Abb. 4 eine weitere Ausführungsform im Längsschnitt.
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Der Drehschieber 2 ist im Zylinderkopf gelagert. Der Innenraum ist
durch eine Wand 3 in bekannter Weise in einen Saug- und einen Auspuffteil zerlegt.
Am äußeren Ende des Saugteils ist der Schieber mit einer Verzahnung q. versehen,
mit deren- Hilfe er durch ein auf der Triebweile i i aufgekeiltes Zahnrad mit der
halben Umdrehungszahl der Motorkurbelwelle angetrieben wird. Es gelangt so abwechselnd
der Ansaugausschnitt des Steuerschiebers über den zugehörigen Saugkanal und der
Auspuffausschnitt i 5 über den Auspuffkanal des Zylinderkopfes.
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Das brennbare Gemisch- tritt in den Schieber von der Antriebsseite-in
Achsenrichtung aus einer feststehenden Hülse ro ein, durch welche die Triebwelle
z i quer hindurchgehen kann. In der Auspuffseite des Steuerschiebers' beftndet sich
eine Einlage 5, die einerseits zur Umlenkung der Auspuffgase und andererseits auch
zur Verhinderung einer unmittelbaren Berührung der heißen Gase mit der Innenfläche
des Steuerschiebers dient. Durch den Raum zwischen dieser gegebenenfalls mit Kühlrippen,7
versehenen Einlage 5 und der Innenfläche der Schieberhülse 2 wird gemäß der Erfindung
ein Kühlluftstrom hindurchgeleitet. Zu diesem Zwecke ist dieser Raum durch ein nicht
ganz bis zur Trennwand 3 reichendes Leitrippenpaar 6, 6 der Länge nach in zwei Räume
unterteilt. Von diesen steht der Raum, welcher dem Zylinder benachbart ist, am äußeren
Ende durch einen halbkreisförmigen Lufteintrittsschlitz 8 mit der Außenluft in Verbindung,
während im oberen Teil der Einlage eine zum Auspuffkanal führende öffnung 9 vorgesehen
ist. Infolge Aufhörens der Innenwand 5 erweitert sich dann der Querschnitt der Auspuffleitung,
was noch durch eiuQ entsprechende Erweiterung auf der gegenüberliegenden Seite der
Leitung, wie in Abb. i angedeutet, unterstützt werden kann. Da nun bei Strömung
in einer erweiterten Rohrleitung bekanntlich der Druck nach dem weiteren Teil des
Rohres ansteigt und da der Druck am Auspuff natürlich dem Atmosphärendruck entsprechen
muß, entsteht an der Stelle 9 infolge der anschließenden Erweiterung ein Unterdruck,
so daß Kühlluft durch den- Raum zwischen der Außenfläche der Einlage 5 und der Innenfläche
des Schiebers 2 hindurchgesaugt -wird. Diese strömt - zunächst unterhalb des _Leitrippenpaares
6 bis zur Trennwand 3, so daß die besonders gefährdeten Teile in der Nähe des Zylinderauslasses
stets von noch kühler Luft bespült werden. Dann tritt die Luft um das Ende der Rippen
6 herum in den oberen Teil des Zwischenraumes, bei dem eine weniger intensive Kühlung
ausreicht. Der den Steuerschieber am Zylinderkopf festhaltende Deckel i2 kann entweder
nach Abb. i durch einen Wassermantel gekühlt oder auch, falls es sich um .einen
rein luftgekühlten Motor handelt, mit Kühlrippen versehen werden; die .dichtenden
Flächen des Schiebers können infolge der wirksamen Kühlung gut geschmiert werden.
Zum Sammeln des an der Stirnseite austretenden Öles ist ein das Auspuffende des
Schiebers umfassender Deckel 1q. vorgesehen.
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In die Brücke zwischen .dem Saug- -und Auspuffkanal des Zylinderkopfes
ist ein Rohr 13 eingegossen, das ebenfalls von Kühlwasser durchströmt werden kann.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. q. ist die Schutzeinlage 5 feststehend
angeordnet und im Steuerschieber so untergebracht, daß
sie ihn in
keinem Punkte berührt. Sie bildet einen in die Steuerbüchse 2 eindringenden Teil
des Auspuffstutzens, der in diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar am Zylinderkopf
befestigt ist. Die Kühlung des Luftraumes zwischen der Einlage 5 und der Innenfläche
des eigentlichen Schiebers 2 erfolgt in ähnlicher Weise wie bei der Ausführung nach
Abb. i bis 3. Die Kühlluft tritt durch die Öffnung 8 in Pfeilrichtung ein und fließt
dann unter Umlenkung durch den oberen Teil des Hohlraumes und die Austrittsstelle
9 in den Auspuffstutzen. Von der Stelle 30 an ist die Schutzeinlage 5 doppelwandig
ausgebildet, wobei die Kühlluft zwischen beiden Wandungen hindurchströmt, um ein
Mitreißen des in der Nähe des Auspuffkanals an die Innenfläche des Steuerschiebers
zugeführten Schmieröles zu vermeiden. 24 sind die üblichen Dichtungsringe im Schiebergehäuse.
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Es ist selbstverständlich, daß die Anordnung gemäß der Erfindung in
Einzelheiten verschiedentlich abgeändert werden kann, ohne daß sich dadurch das
Wesen der Erfindung ändert.