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Flüssigkeitsgekühlter Drehschieber für Brennkraftmaschinen Die Kühlung
der Drehschieber von Brennkraftmaschinen bereitet insbesondere, wenn es sich um
Drehschieber zur Steuerung des Auslasses handelt, Schwierigkeiten. Zwar wurden solche
Drehschieber schon in den Strom eines Kühlmittels, beispielsweise Wasser,- einge=
schaltet und in ihrem Inneren durch die Anordnung von Flügeln o. dgl. selbst als
Fördereinrichtung für das Kühlmittel ausgebildet, Eine solche Anordnung ist aber
nur dann ohne Schwierigkeiten möglich, wenn die Drehschieberkanäle zur Steuerung
beispielsweise der Auslaßöffnungen radial oder annähernd radial zum Schieberkörper
angeordnet sind, da in diesem Falle die beiden Stirnseiten des Schiebers für die
Zu- und Ableitung des Kühlmittels zur Verfügung stehen. Bei Drehschiebern mit krümmerartig
verlaufenden Gaskanälen dagegen bestehen aber die besonderen Schwierigkeiten der
Zu- und Abfuhr des Kühlmittels darin, daß, wenn alle Innenteile des Drehschiebers
gut in den Strom des Kühlmittels gelegt werden sollen, ein Teil der Durchtrittsöffnungen
für das Kühlmittel an den Umfang des Drehschiebers verlegt- werden muß, Hierbei
läßt es sich nicht vermeiden, daß das Kühlmittel an die Gleitflächen des Schiebers
herantritt und so zu Störungen in der Schmierung dieser Flächen führt. Dazu kommt,
daß Drehschieber mit krümmerartig verlaufenden Gaskanälen einem gewissen Axialschub
durch die ausströmenden Gase ausgesetzt sind, so daß an der Stirnseite, an der der
krümmerartig verlaufende Gaskanal mündet, die Anordnung von Durchtrittsöffnungen
für das Kühlmittel _ schwierig ist, da der auf den
Schieber wirkende
Axialschub bestrebt ist, den Schieber von dieser Dichtungsstelle der Stirnseite
abzuheben.
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Die bei den bekannten Drehschiebei-ä'M'@-:-führungen auftretenden
Schwierigkeiten.wr:_ den nach der Erfindung.dadurch vermieden; daß die Austrittsöffnungen
für das Kühlmittel an der den radial in einem hohlen, in den Kühlmantel geführten
Antriebszapfen angeordneten Einrittsöffnüngen entgegengesetzten Stirnseite des Drehschiebers
in der Nähe seines Umfanges und parallel zu seiner Achse beispielsweise in einem
Flansch angeordnet sind, der die entsprechenden Öffnungen im Kühlmantel der Maschine
überschleift und den Axialschub des Drehschiebers aufnimmt. Mit Vorteil wird die
Stirnseite bzw. der Flansch des Drehschiebers an die vorzugsweise mit einer Auflage
aus einem hitzebeständigen Stoff mit günstigen Gleiteigenschaften versehenen Dichtungsflächen
am Kühlmantel der Maschine durch eine oder mehrere in Achsrichtung des Schiebers
wirkende Federn angepreßt.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht.
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Es zeigen: Fig. i einen senkrechten Schnitt durch den Zylinder einer
Brennkraftmaschin@ mit im Zylinderkopf angeordnetem, in den Kreislauf des Kühlmittels
eingeschaltetem Drehschieber; Fig. 2 in senkrechtem Schnitt eine andersartige Ausführung
eines Drehschiebers mit einem die Flüssigkeitsabdichtung bewirkenden, zusammen mit
dem Schieber umlaufenden Flansch.
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Am oberen Ende des Zylinders i einer Brennkraftmaschine ist vorzugsweise
in einem abnehmbaren Zylinderkopf 2 ein Drehschieber 3 untergebracht, dessen Auslaßkanal4
in Längsrichtung des Drehschiebers verläuft. Der Drehschieber besteht aus einem
Hohlkörper, in dessen Hohlraum 5 Flügel 6 o. dgl. angeordnet sind, so daß der Drehschieber
beim Umlauf nach Art einer Kreiselpumpe wirken kann. An der Antriebsseite besitzt
der Drehschieber 3 einen eingezogenen Hals 7, durch dessen radiale Schlitze 8 der
Innenraum 5 des Drehschiebers mit dem Kühlmantel 9 der Maschine in Verbindung steht.
Die Abdichtung der in -beliebiger Weise in den Ölkreislauf eingeschalteten Schiebergleitflächen
io gegenüber dem Kühlmantel 9 der Maschine erfolgt, wie in Fig. i dargestellt, durch
federnde Dichtungseinlagen i i. @ Nach außen ist der Hohlraum 9 gegenüber dem Antrieb
des Schiebers ebenfalls durch eine derartige -Dichtung 12 abgeschlossen.
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Zum Antrieb des Drehschiebers dient ein Antriebszapfen 13,
auf den ein Kettenrad 14 oder auch ein Zahnrad aufgekeilt ist. Zur Lagerung des
Antriebszapfens 13 im Zylinderköpf 2 dienen Kugellager 15, in denen
der .Zapfen 13, gegen Längsverschiebung durch @:@inen Bund 16 und Sprengringe
17 gesichert, :untergebracht ist. Um einen Ausgleich bei Wärmedehnungen zuzulassen,
ist der Zapfen 13 mit dem Hals 7 des Drehschiebers 3 unverdrehbar, jedoch
längs verschieblich verbunden. Zu diesem Zweck sind im Ende des eingezogenen Halses
7 Nuten 18 o. dgl. angeordnet, in die der Zapfen 13 mittels eines ebenfalls
genuteten Ansatzes i9 eingreift. Mit Vorteil ist der Ansatz i9 des Zapfens 13 hohl
ausgeführt, -so' daß eine Druckfeder 2o darin untergebracht werden kann, die bestrebt
ist, den Drehschieber 3 zur Anlage an einem Deckelei oder einem sonstigen Gehäuseteil
nach links zu drücken.
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In der an dem Deckel ei anliegenden Stirnseite des Drehschiebers 3
sind mehrere Bohrungen 22 vorgesehen, die mit dem Hohlraum 5 des Drehschiebers in
Verbindung stehen. Der Deckel 21 -besitzt ebenfalls Bohrungen 23, die über Kanäle
24 und im Kühlmantel der Maschine vorgesehene Bohrungen 25 mit diesem in Verbindung
stehen. Mit besonderem Vorteil trägt der Deckelei an seiner dem Drehschieber 3 zugekehrten
Seite eine Auflage 26 aus einem hitzebeständigen besonders günstige Gleiteigenschaften
aufweisenden Werkstoff, wie beispielsweise Graphitkohle o. dgl.
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Die Einrichtung arbeitet im Betrieb der Maschine wie folgt: Der Drehschieber
läuft mit einem der Zahl seiner Kanäle entsprechenden Bruchteil der Motordrehzahl
um. Hierbei wirken die in seinem Innern angebrachten Flügel 6 wie auch die Flächen
der Kanäle 4 selbst nach Art einer Kreiselpumpe, so daß das im Kühlmantel 9 des
Zylinders kreisende Kühlmittel über die Schlitze 8 und den hohlen eingezogenen Hals
7 ins Innere des Drehschiebers eingesaugt wird. Da sich die Öffnungen 22 an der
Stirnseite des Drehschiebers in der Nähe seines Außenumfanges befinden, wird die
angesaugte Flüssigkeit vermittels der pumpenartig wirkenden Flügel durch diese Öffnungen
abgeleitet. Das Kühlmittel kann daher über die Bohrungen 22, 23 sowie die Kanäle
24 und die Öffnungen 25 wieder in den Kühlmantel 9 des Motors und von hier aus in
den Kühler eintreten.
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Bei dem in Fig. i wiedergegebenen Ausführungsbeispiel wird der durch
die austretenden Abgase verursachte Axialschub durch die Feder 2o aufgenommen, die
gleichzeitig auch den erforderlichen Anpreßdruck zum Abdichten der Stirnseite des
Drehschiebers am Deckel aufbringt. Es ist jedoch auch möglich, den Axialschub nicht
durch
eine Feder aufnehmen zu lassen, sondern, wie in Fig.2 veranschaulicht,
durch Teile des Drehschiebers selbst. Der Drehschieber 3 ist bei dieser Ausführung
an seiner Auslaßstirnseite bis über den Kühlmantel der Maschine nach links herausgeführt
und mit einem Flansch 27 versehen, der sich an entsprechend geschliffene Flächen
des Kühlmantels am Zylinder bzw. Zylinderkopf anlegt. Der Drehschieber ist im übrigen,
was den Antrieb und die Abdichtung im Gehäuse sowie seine Ausgestaltung als Fördereinrichtung
für das Kühlmittel anbetrifft, gleichartig äusgebildet wie der oben besprochene,
in Fig. i veranschaulichte Schieber. Der Innenraum 5 des Drehschiebers geht an der
Auslaßstirnseite ebenfalls in Bohrungen 22 über, die jedoch zu Kanälen 28 und Öffnungen
29 in dem Flansch 27 führen. Der Kühlmantel des Zylinders bzw. Zylinderkopfes ist
ebenfalls mit Durchflußöffnungen 25 versehen, die in eine die Öffnungen des Flansches
27 verbindende Kreisnut 30 münden. Beim Umlaufen des Drehschiebers tritt
daher das Kühlmittel über die Bohrungen 22, die Kanäle 28 sowie die Bohrungen 29,
die Nut 30 und die Bohrungen 25 wieder in den Kühlmantel 9 des Zylinders
und des Zylinderkopfes ein. Nach außen ist der Flansch 27 des Drehschiebers 3 durch
ein Deckelstück 31 abgedeckt, in dem mehrere Federn 32 untergebracht sind, die über
Gleitstücke 33 eine dichte Anlage des Flansches 27 an den Gehäuseteilen des Motors
bewirken und einen dichten Flüssigkeitsabschluß gewährleisten. Da die austretenden
Abgase bestrebt sind, den Drehschieber nach rechts zu verschieben, genügt es im
vorliegenden Falle, verhältnismäßig schwache Federn 32 vorzusehen. Auch bei diesem
Drehschieber ist es von Vorteil, die der Flüssigkeitsabdichtung dienenden Gleitflächen
mit einem entsprechenden Belag von guten Gleiteigenschaften, beispielsweise Graphitkohle,
zu belegen.