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Kegelförmiger Drehschieber für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht
,sich auf einen Drehschieber, welcher zum Ausgleich -der Wärmedehnung eingerichtet
ist :und zu diesem Zweck eine kegelförmige Mantelfläche aufweist sowie mit einem
Ausidehnungskörper zur Bewirkung der :zum Ausgleich der Wärmedehnung notwendigen
Verschiebung ausgerüstet ist.
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Bei Drehsohieberanordnungen für Verbrennungskraftmaschinen mit je
einem besonderen Drehschieber für den Ein- und Auslaß, die auf einer gemeinsamen
Achse sitzend gemeinsam betätigt werden, ist es bereits vorgeschlagen worden, den
Drehschiebern die Form von zwei - sich mit ihren Spitzen zugewandten Kegelstümpfen
zu geben und beide Schieber mit einem sie mit ihren Spitzen gegeneinander ziehenden
federnden Organ zu versehen. Dieses Organ ist durch eine Zugstange gebildet, deren
Kopf auf der Innenseite des Bodens des einen Drehschiebers angreift, während das.
andere Ende der Stange sich über eine Feder rgegen ,eine die Stange lose umgebende
Hülse lehnt; die sich ihrerseits auf der Innenseite des Bodens des anderen Drehschiebers
über eine Muffe abstützt. Zwischen den Stangenkopf und der Innenseite des Bodens
des anderen Drehschiebers sind Unterlegscheiben aus Werkstoff mit voneinander verschiedenem
Ausdehnungskoeffizienten. vorgesehen. Die Scheiben aus Werkstoff mit dem größeren
Ausdehnungskoeffizienten besitzen eine kreisrunde Vertiefung mit konisch verlaufender
Randung. Bei kalten Schiebern greifen die Scheiben aus Werkstoff mit dem kleineren
Ausrdehmungskoeffizienten nicht in die Vertiefung,der anderen Scheiben ein. Erhitzen
sich die Sohei.ben, dann dringen -die einen Scheiben in die Vertiefung der anderen
Scheiben ein, so daß der Abstand zwischen dem Bolzenkopf und der Innenseite ides,
Bodens des einen Schiebers, geringer wird und sich demzufolge !die beide Schieber
zusammenziehende Feder entspannt. Hierdurch soll eine Ausdehnung d er beiden Schieber
bewirkt werden, die aber hierbei auf ihren Sitzen bleiben. Die Einrichtung ist verwickelt.
Ihre Wirkung ist zweifelhaft.
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Ein .anderer Vorschlag sieht bei der Anordnung eines Drehschiebers
mit kegelförmiger Mantelfläche den Einbau eines besonderen Ausdehnungskörpers im
Zylinderkopf vor, welcher die -durch seine Verlängerung bei
einem
Temperaturanstieg entstehende Bewegung über einen Schwenkhebel und ein sich nicht
mit dem Schieber drehendes Zwischenstück auf den Drehschieber überträgt und diesen
zum Ausgleich der Wärmedehnung axial verschiebt. Eine am anderen Ende des Schiebers
angreifende Druckfeder ,gleicht den Wärmeschwund bei einer Abkühlung aus. An ,dem
gleichen Ende findet der Antrieb des Schiebers über ein Zahnrad statt, das den Drehschieber
zwar drehend mitnimmt, jedoch Maxiale Verschiebungen des letzteren zuläßt. Der Ausdehnungskörper
;besteht aus einem Werkstoff, der einen .anderen Ausdehnungskaeffizi:enten als der
den Zylinderkopf bildende Werkstoff besitzt. Genannte Einrichtung, welche für Drehschiebersteuerungen
mit besonderem Ein- und Auslaßschieber bestinvmt ist, ist gleichfalls verhältnismäßig
verwickelt und erscheint bereits infolge der vielen Teile für den rauhen Dauerbetrieb
wenig geeignet.
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Nach her Erfindung sitzen der Drehschieber, ein kegelförmiges Verschluß.stück
für,das Schiebergehäuse und eine Einstellmutter auf einem Hohlzylinder, der eine
größere Wärmeausdehnungszahl .:als der Schieberbaustoff besitzt und dessen Verbindung
mit dem Verschlußstück zwecks Zulassung von Axialverschiebungendurch eine Keilverzahnung
bewirkt ist. Da der Hohlzylinder sich -mit dem Steigen der Temperatur dehnt, sorgt
.er selbsttätig für eine .die Wärmneausdehnung ausgleichende Axialverschiebung des
Drehschfebers. Es empfiehlt sich, hierbei den Hohlzylinder so lang zu halten, daß
er vor der Stelle seiner Verschraubung mit dem Drehschieber auf eine gewisse Länge
mit Spiel in :den Drehschieber hineinragt. Die hierdurch erzielte Länge des Hohlzylinders
gewährleistet dessen notwendige Ausgleichsläng:un:g, während das Hineinragen in
den Drehschieber besondere Lagerungen für den Hohl.zylin@der zwecks Vermeidung unnötiger
Hohlräume überflüssig macht.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
an dem Zylinderkopf eines Sternmotors für Flugzeuge.
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Abb. z läßteinen Längsschnitt .durch den für die Erfindung wesentlichen
Zylinderteil erkennen.
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Abb. 2 ist ein um 9o° zudem Schnitt nach Abb. z versetzter Längsschnitt
durch den Zylinderkopf.
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Der Zylinderkopf ist mit r bezeichnet. Er enthält den Drehschieber
2, ,dessen mit 3 bezeichneter Teil -dem Auspuff und dessen mit d bezeichneter Teil
dem Einlaßdient. Wie die Zeichnung erkennen läßt, umspülen :die angesaugten Gase
den Auspuffstutzen und erfahren hierbei bei gleichzeitiger Kühlung des Auspuffstutzens
eine Vorwärmung. Der Auspuffstutzen ist durch die besondere Gestaltung seines Teiles
5 so ausgebildet, d@aß die heißen Auspuffgase mit keinem Drehschieberteil in Berührung
kommen, dessen Außenfläche die Lauffläche bildet.
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Die Mantelfläche des Drehschiebers 2 hat die Form eines Kegelstumpfes:
Der den Drehschieber aufnehmende Gehäuseteil ist entsprechend gestaltet. Das Verschlußstück
6 hat gleichfalls die Form eines Kegelstumpfes, dessen Spitze der Spitze des von
dem Drehschieber gebildeten Kegelstumpfes zugewandt ist. Die Konizität der beiden
Kegelstumpfe ist voneinander verschieden. Das Verschlußstück bildet die Nabe des
Kegelrades 7. Drehschieber und Verschlußstück werden beide von dein Hohlzylinder
8 getragen. Auf :diesem Hohlzylinder ist das Verschlußstück 6 über Nut und Feder
befestigt, so daß eine axiale Verschiebung des Verschlußstückes gegenüber dem Drehschieber
möglich ist. Der Hohlzylinder ist so lang gehalten, daß er vor der Stelle 9 seiner
Verschraubung mit ,dem Drehschieber auf eine gewisse Länge mit Spiel ro in den Drehschieber
hineinragt. Zur Einstellung des für ,den Betrieb not-,vendigen Spieles der Drehschieberanordnung
ist der Hohlzylinder mit einer sich gegen das Verschlußstück 6 lehnenden Einstellmutter
r z ausgerüstet, welche durch,die Gegenmutter 12 geigen ungewolltes Läsen gesichert
ist. Mit seinem freien Ende greift der Hohlzylinder 8 in die im Lagergehäu.s@e 1d.
auf den Ansaugestutzen 15 .aufgeschraubte Dichtungshülse 13.
Der Hohlzylinder
8 besteht aus einem Werkstoff, der einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten
als der den Drehschieber bildende Werkstoff besitzt. Die Lagerlauffläche 16 des
Drehschiebers ist hart verchromt.
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Der Antrieb des Drehschiebers erfolgt über ,das Kegelrad
17, welches auf der Königswelle 18 s-itzt und nn das Kegelrad 7 eingreift.
Die Lagerung der Königswelle ist mit 19 bezeichnet, während ihre Schutzhülse die
Kennziffer 2o trägt.
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Die Wirkungsweise der neuen Einrichtung ist folgende: Bei eintretendem
Wärmewuchs des Drehschiebers während des Betriebes des Motors dehnt sich auch der
Hohlzylinder 8 in seiner Länge. Dieser Hohlzylinder liegt an sich an einer kühleren
Stelle des Motors wie der Drehschieber. Da jedoch der Hohlzylinder aus einem Werkstoff
besteht, welcher eine größere Wärmeausdehnungszahl als der Schieberbaustoff besitzt,
und auch hinreichend lang ist, um den Drehschieber so weit zu verschieben, daß das
notwendige Betriebsspiel im Sitz des Drehschiebers aufrechterhalten bleibt, können
sich Wärmedehnungen nicht nachteilig auswirken. Infolge ,der Befestigung des
Verschlußstückes
6 über Keilverzahnung mit dem Hohlzylinder 8 braucht das Verschlußstück der Verschiebung
nicht zu folgen, so daß auch der Eingriff des mit ihm einstückigen Wegelrad®s 7
in das Kegelrad 17 nicht gestört wird. Im Laufe der Zeit eingetretener Verschleiß
der Lagerlauffläche des Drehschiebers oder der Miantelfläche des Drehschiebers läßt
sich durch Nachstellen der Einstellmutter 7 leicht ausgleichen.