-
Entlasteter Drehschieber für Brennkraftmaschinen Es sind bereits Entlastungsvorrichtungen
bekannt, um die übermäßige Belastung und Reibung von Drehschiebern ;auf ihrem Sitz
während des Verdichtungs- und Verbrennungsdruckes zu verhindern, indem man jenen
Druck zur Betätigung in entgegengesetztem Sinne von mechanisch oder hydraulisch
wirkenden Vorrichtungen heranzikht. Eine bekannte Ausführungsform dieser Vorrichtungen
besteht darin, daß eine Flüssigkeit, z. B. öl, welches .sich in einer von einem
Entlastungskolben abgedichteten Kammer befindet, mittels eines beweglichen Hilfskolbens,
der dem jeweiligen Druck im Verbrennungsraum ausgesetzt ist, belastet wird und dadurch
hydraulisch im entgegengesetzten Sinne die Belastung des Schiebers auf ein Mindestmaß
herabsetzt. Trotz der Tatsache, daß die Belastung auszugleichen ist, kann keine
längere Betriebssicherheit erreicht werden wegen Fehlens einer den Drucksteigerungen
,im Verbrennungsraum folgenden -und standhaltenden Schmierung. Zur Schmierung des
Schiebers wird demselben Schmierstoff zugeführt, es entsteht dadurch zwischen dem
Schieber und seinem Sitz eine feine Fuge, in der sich der Schmierstoff befindet.
Bei Beginn der Verdichtung belastet dieser Druck durch diese Fuge den Schmierstoff
und unterbindet bei seiner weiteren Steigerung die Schmierstoffzufuhr in dem Moment,
wo jener Druck höher ist als der Schmierstoffzufuhrdruck. Wenn der Schmierstoff
einen Ablauf nach Richtungen mit niedrigerem Druck findet, welcher Zustand naturgemäß
bei sämtlichen Ausführungsarten in den Richtungen. nach den Ein- und Auslaßöffnungen
besteht, werden auch bei gut entlasteten Schiebern die verdichteten Gase den Schmierstoff
zwischen dem Schieber und seinem Schlitz herausdrücken. Bei weniger gut entlasteten
Schiebern benötigt dieser Abfluß wegen BelastungsdrosselunglängereZeit;unterbindet
aber zu früh die Schmierstoffzufuhr und preßt den Schmierstoff zum größten Teil
bei der hohen Drucksteigerung während der Verbrennung zwischen dem Schieber und
seinem Sitz heraus, so daß nur eine geringe Betriebssicherheit besteht.
-
Vorliegende Erfindung hat den Zweck, durch eine den Druckschwankungen
im Verbrenmungsraurn folgende und standhaltende Schmierung. den Schieber von seinem
Sitz zu entlasten und abzudichten, indem der Schmierstoff mit gleich hohem oder
noch höherem
Druck, als jeweils im Verbrennungsraum besteht= zwischen
den Schieber und seinen Sitz gedrückt wird. Gemäß der Erfindung steht der Druckraum
durch Verbindungskanäle mit Ringschmiernuten in Verbindung, die den Schmierstoff
mit dem im Druckraum auftretenden Druck über die ganze Oberfläche des Drehschiebers
verteilen. Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind auf den Zeichnungen
dargestellt in der Anwendung ,auf eine Steuerung durch konische Drehschieber im
Zylinderkopf.
-
Abb. i ist ein -waagerechter Schnitt nach der Linie 8 der Abb. 2.
-
Abb. 2 ist ein senkrechter Axialschnitt durch den oberen Teil des
Motorzylinders. Die -Abb.3 bis 6 zeigen weitere Ausführungsbeispiele.
-
Auf der Zeichnung bezeichnet 9 den Motorzylinder, io den Motorkolben,
i i den Kühlmantel, 12 die Gewindeöffnung für die Zündkerze, 13 die Dichtungsringe,
27 den Zylinderdeckel.
-
Der Drehschieber i stellt bei seiner Drehung seine beiden entgegengesetzten
Durchlaßöffnungen 7 -nacheinander den beiden Ausl.aßkanälen a und dein beiden Einlaßkanälen
e gegenüber (Abb. i). Diese Drehung wird dem Schieber i durch die Antriebsräder
3 , und 4 mitgeteilt. Das Antriebsrad 4 ist nur zum Teil verzahnt und hat an dem
anderen Teil einen Kurvensteg, der den Schieber i während der Verdichtung und Verbrennung
feststellt. Das Rad macht beim ganzen Kreislauf - Ansaugen, Verdichtung, Verbrennung
und Auslaß - eine halbe Drehung. Eine Blattfeder 5 hält den Schieber i in Berührung
reit seinem Sitz 14.
-
Die Wirkungsweise der Entlastung und Schmierung .des Drehschiebers
i ist folgende: Durch die Schmierstoffzufuhrleitung 6 wird während der Ansaugperiode
Schmierstoff, z. B. mittels der angeschlossenen Motoröldruckpumpe, in den Druckraum
15 gedrückt, so daß sich sämtliche Hohlräume füllen. Bei der folgenden Verdichtung
und Verbrennung des Triebmittels entsteht im Verbrennungsraum 16 ein Druck, der
den Schieber i gegen seinen Sitz 14 preßt, und zwar in der Richtung des Pfeiles
17. Derselbe Druck belastet aber auch die Nutzfläche 18 des in dem Schieber i leichtgehend
eingepaßten Druckbolzens 2, wel= eher dadurch gegen den Schmierstoff im Druckraum
15 gedrückt wird und darin einen Druck erzeugt. In dem Moment, wo dieser Druck die
Höhe des Schmierstoff zufuhrdrukke3 übersteigt; wird die Schmierstoffzufuhrleitung
6 durch ein Rückschlagventil i9 geschlossen. Dieser Abschluß kann auch durch den
Schieber i zwangsläufig bewirkt werden. Die Nutzflächen 18- und 2o des Druckbolzens
2 sind derart berechnet, daß die Belastung, mit welcher der Schieber i gegen seinen
Sitz 14 gepreßt wird, durch hydraulische Wirkung auf die obere Fläche 21 des Schiebers
i in der Richtung der Pfeile 22 aufgehoben wird. Der jeweils im Druckraum 15 vorhandene
Druck wird aber auch durch die Verbindungskanäle 23 den Ring- oder Teilringschmiernuten
z4 mitgeteilt, dadurch wird der Schmierstoff zwischen den Schieber i und seinen
Sitz gepreßt. Hierdurch entsteht eine zusätzliche Entlastung; und der Schieber i
wird von seinem Sitz gering angehoben, so daß sich der Schmierstoff über die ganze
Gleitfläche des Schiebers i verteilt. Bei seinem Durchfluß zwischen dem Schieber
i und seinem Sitz 14 sucht der Schmierstoff nach allen Seiten hin zu entweichen,
so z. B. auch nach dem Verbrennungsraum 16. Der darin befindliche Druck wirkt aber
auch auf die Fuge 29 in der Richtung des Pfeiles und verhindert einen Austritt des
Schmierstoffes in den Druckraum 16, so daß nur die Richtungen nach den Ein- und
Auslaßöffnungen e und a verbleiben. Der Abfluß nach dort benötigt eine längere Zeit
wegen Belastungswirkung in der Richtung 17 und Drosselwirkung, bedingt .durch die
enge Fuge 29 im Verhältnis zur geförderten Schmierstoffmenge, so daß jederzeit eine
schmierfähige, dem Druck im Verbrennungsraum standhaltende Schmierstoffschicht zwischen
denn Schieber i und seinem Sitz 14 bestehen bleibt. Um Schmierstoffverluste zu vermeiden,
sind die Ein- und Auslaßöffnungen e und a von Abstreif- bzw. Ablaufnuten 3o eingefaßt,
welche mit einer Rückleitung verbunden sind. Gegen Ende des Verbrennungsdruckes
wird der Druckbolzen 2 durch den Schmierstoffzufuhrdruck und eine Druckfeder gegen
einen Anschlag 26 zurückgedrückt und die vorher verbrauchte Schmierstoffrnenge über
die Scbmierstoffzuleitung 6 wieder nachgefüllt, worauf der Arbeitsvorgang, wie beschrieben,
von vorn beginnt. Durch.diese Bewegung und dauernde Schmierung des Druckbolzens
2 wird ein Festsetzen desselben verhindert. Ebenso kann eine größere Empfindlichkeit
auf die Druckschwankungen im Verbrennungsraum 16 dadurch erreicht werden, daß man
die Durchmesser des Druckbolzens 2 und die Fläche 21 vergrößert und den Hub 25 verkleinert.
Der Zwischenraum des Hubraumes 25 steht über einen Kanal 28 mit einem Raum ohne
Druckwirkung in Verbindung. Die Verteilung des Schmierstoffes auf die Gleitfläche
des Schiebers i kann durch zusätzliche Verteilungsnuten noch erhöht werden, -welche
mit Unterbrechung mit den Ringnuten 24 in Verbindung kommen. Die Steuerung des Schiebers
i kann auch ohne Unterbrechung seiner Drehung erfolgen, indem der
Durchmesser
desselben vergrößert wird und der Antrieb durchgehend ist. Die Verbindungskanäle
23 können auch in denn Druckbolzen 2 oder in den Zylinderwandungen 9 untergebracht
werden, ebenso die Ringschmiernuten 24.
-
Abb.3 und 4 zeigen die Anwendung und Wirkungsweise der Erfindung bei
einem Konusrin,gdrehscbieber. Die Bezeichnungen sind dieselben wie in Abb. i und
2.
-
Der Drehschieber i ist als Konusring ausgeführt, welcher in umgekehrter
Richtung in den Motorzylinder 9 eingebaut ist, dessen untere Öffnung 31 kleiner
ist als die sich nach dem Zylinderkopfdeckel 27 hin erweiternde zweite Öffnung 32,
welche durch einen am abnehmbaren Zylinderkopfdeckel 27 befindlichen Kolben 34,
der mit Dichtungsringen 13 versehen ist, ,abgedichtet wird. Die Erweiterung oder
Öffnung 32 gegen den Zylinderkopf 27 hin ist :etwas ,größer, als die Fläche des
Konusring.es i ,gegen die Motorkolbenseite hin ausacht, womit eine geringe Belastung
des Schiebers i während des Verdichtungs- und Verbrennungsdruckes auf seinem Sitz
14 durch Gegendruckausgleichung :erreicht wird. Im Kolben 34 befindet sich der Druckraum
15 und der Druckbolzen z. Bei der Drucksteigerung im Verbrennungsraum 16 wird in
gleicher Weise wie in Abb. i und 2 der Druckbolzen 2 gegen den Schmierstoff im Druckraum
15 gedrückt, und der entstehendeDruck pflanzt sich durch die Verbindungskanäle 23
zu den Ringschmiernuten 24 fort und drückt den Schmierstoff zwischen den Schieber
i und seinen Sitz 14, so daß sich der Schmierstoff über die ganze Gleitfläche des
Schiebers i verteilt.
-
Abb. 5 und 6 zeigt die Wirkungsweise der Erfindung in der Anwendung
bei einem Haubendrehschieber. Die Bezeichnungen sind dieselben wie in Abb. i und
2.
-
Der Schieber i (Abb. 6) ist auf den konischen Zylinderkopf 9 gesetzt
-und hat die Ein- 'und Auslaßöffnungen e und ,a (Abb. 5), wobei der Zylinderkopf
9 die Durchlaßöffnungen 7 hat. Im Moment der Drucksteigerung im Verbrennungsraum
16 sucht derselbe den Schieber i von seinem Sitz 14 abzuheben, derselbe Druck wirkt
aber auch ,auf die Nutzfläche 18 des Druckbolzens 2 und drückt denselben gegen den
im Druckraum 15 befindlichen Schrni:erstoff, wodurch in demselben ein Druck entsteht,
der in jedem Augenblick und entsprechend den Änderungen des Dia-U a
amms ,gleich
hoch dem Druck im Verbrennungsraum 16 ist. Der Druck im Druckraum 15 wirkt aber
,auch auf die obere Fläche 21 des Schiebers i, wodurch derselbe in der Richtung
des Pfeiles z2 gegen sein-ein. Sitz 14,gedrückt wird. Der Schmierstoffdruck pflanzt
sich durch den Kanal 33 zu den Verbindungskanälen 23 und dein Ringschmiernuten
24 fort, wodurch der Schmierstoff zwischen den Schieber i und seinen Sitz 14 gedrückt
wird und sich über die ganze Gleitfläche des Schiebers i verteilt.
-
Die Erfindung ist auch bei Flach- wie bei Walzendrehschiebern und
anderen Schieberarten anwendbar und bleibt in gleicher Weise bestehen, wenn es sich
um mehrere Schieber handelt, die in beliebiger Weise auf einem oder mehreren Motorzylindern
angeordnet sein könne und .entweder von einer unter= brochenen oder dauernd kreisenden
Bewegung oder von einer Wechselbewegung angetrieben werden.