DE820512C

DE820512C - Steuerung fuer Brennkraftmaschinen mit einem zylindrischen Drehschieber

Info

Publication number: DE820512C
Application number: DEZ662A
Authority: DE
Inventors: Enrico Zanzi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-06-21
Filing date: 1950-06-17
Publication date: 1951-11-12

Description

Steuerung für Brennkraftmaschinen mit einem zylindrischen Drehschieber Die Erfindung betrifft eine Steuerung für Brenn kraftmaschinen, bei welcher Drehschieber verwendet werden, die innerhalb der Zylinderköpfe um eine quer zur Zylinderachse liegende Achse umlaufen.
Es ist schon häufig versucht worden, für Brennkraftmasehinen Drehschiebersteuerungen zu verwenden. Keiner dieser Versuche führte jedoch zum Erfolg, und zwar wegen der Schwierigkeit, die bewegten Teile der Drehschieber, die sich in unmittelbarem Kontakt mit den heißen Verbrennungsgasen befinden, zu schmieren. Wegen der erheblichen Temperaturunterschiede, denen die Teile der Drehschiebersteuerung unterworfen sind, müssen verhältnismäßig große Spiele zwischen den beweglichen und den festen Teilen der Vorrichtung belassen werden, um eine Wärmeausdehnung zu ermöglichen. Die unter sehr hohem Druck stehenden Gase, die leicht durch diese Zwischenräume hindurchdringen, sind die Ursache von Leckagen. Ferner wird unter den hohen Temperaturen das Schmieröl zersetzt und es ergibt sich deshalb ein sehr schneller Verschleiß der in Berührung miteinander kommenden Teile.
Die Erfindung betrifft eine Drehschieberäteuerung der Bauart mit umlaufendem Drehschieber für Brennkraftmaschinen, bei welcher die erwähnten Nachteile dadurch vermieden werden, daß für die Teile, aus denen sie besteht, verschiedene Werkstoffe verwendet werden, ferner durch eine Bauart, die einen Wärmeausgleich über den Drehschieber sowie eine solche Verteilung der Spiele während des Be= triebes ermöglicht, daß ein zuverlässiges Arbeiten ohne nachteilige Reibung erfolgen kann.
Ferner sind Vorrichtungen vorgesehen, um die am meisten der der Hitze der Verbrennungsgase ausgesetzten Teile entsprechend zu kühlen und die umlaufenden Teile, wie die Lager und das zylindrische Gehäuse des Drehschiebers, zu schmieren.
Eins der besonderen Merkmale der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß der Drehschieber aus Roheisen besteht und der Zylinderkopf, in welchem der Drehschieber gelagert ist, aus Bronze, wodurch das Mindestanfangsspiel zwischen dem Drehschieber und dem Zylinderkopf durch einen Ausgleich zwischen den unterschiedlichen Wärmeausdehnungen bei den verschiedenen Arbeitstemperaturen konstant gehalten wird.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß an dem aus Roheisen bestehenden Drehschieber zwei ringförmige Laufbahnen aus Stellit für die Rollen der Lager angeschweißt sind. Die große Härte und Festigkeit des Stellits verhindert das Entstehen von nachteiligen Rissen bei der Wärmebehandlung und durch Schweißung läßt sich eine zufriedenstellende Verbindung zwischen den Werkstoffen herstellen, die eine wirksame Wärmeleitung sichert und jede mögliche Deformation verhindert.
Die Laufbahn für die Lagerrollen besitzt an der Auspuffseite einen größeren Durchmesser, so daß wegen des größeren Abstandes der Laufbahn von der Auspuffleitung die Temperatur der Auspuffgase dieses Lager nicht nachteilig beeinflußt.
Die Ansaug- und Auspuffleitungen in dem Drehschieber verlaufen -auf ihre Mündung zu in radialer Richtung in einer schraubenförmigen Krümmung, wodurch die Rotation des Drehschiebers in das Ein-und Ausströmen der Gase verbesserndem Sinne wirkt.
Diese Leitungen sind über eine beträchtliche Länge einander nebeneinanderliegend angeordnet, wobei die Berührung zwischen der Ansaug- mit der Auspuffleitung die Temperatur in der letzteren verringert, das Gemisch erwärmt und gleichzeitig einen Wärmeausgleich über den Drehschieber bewirkt.
Die Vorrichtung nach der Erfindung wird durch Umlauf des Schmieröles in geeigneter Weise gekühlt. Das 0I tritt durch eine Düse an der Ansaugseite ein, schmiert das Kegelrad, welches den Drehschieber betätigt und das erste Rollenlager, tritt in einer sehr kleinen Menge zwischen der Außenwandung des Drehschiebers und dem Zylinderkopf hindurch und bildet hierbei auf der ganzen Oberfläche einen sehr dünnen Film. Das überschüssige Öl fließt durch eine Mehrzahl von axialen Löchern, die in der Wandung des Zylinderkopfes gebohrt sind, kühlt die Oberfläche, strömt nach abwärts nach dem Rollenlager an der Auspuffseite und sammelt sich in einem Olsumpf. Dieser besitzt die Form eines Kastens, der an der Auspuffseite des Drehschiebers angeordnet und mit Öldichtungsringen ausgerüstet ist, welche eine Leckage längs des umlaufenden Teiles verhindern.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Achsen der äußeren Laufbahnen der Rollen, die von dem Zylinderkopf getragen werden, gegenüber der Achse des Drehschiebers etwas versetzt sind, so daß das Spiel zwischen dem Kopf und dem Drehschieber an der Seite der Öffnung, die mit dem Zylinder in Verbindung steht, kleiner ist, als an der entgegengesetzten Seite.

Dies ermöglicht während des Kompressions- und Explosionshubs ein Mindestmaß an Spiel an den

Lagern und ergibt eine Elastizität des Drehschiebers

unter Belastung, so daß der Drehschieber während

des Kompressions- und Arbeitshubes in bezug auf

den Zylinderkopf genau zentriert ist.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

weist die Bohrung in <lern Zylinderkopf, in der der

Drehschieber untergebracht ist, einen unteren halb-

zylindrischen Teil, der koaxial mit dem Drehschieber

ist und einen oberen lialbzvliiidrisclienTeil,der sich

über die ganze oder nur einen Teil seiner Länge

erstreckt und dessen Achse gegenüber der Achse des

Drehschiebers versetzt ist. auf. Demzufolge kann der

letztere, der koaxial mit den Rollenlaufbahnen der

Lager ist, arbeiten, während er auf dem unteren Teil

des Kopfes aufruht, wobei ein z@%-ecktn'ißiges Spiel

auf den oberen Teil des Kopfes beschränkt ist.

Nachstehend wird eine beispielsweise Aus-

führungsform des Drehschiebers nach der Erfindung

an Hand der Abbildungen erläutert, von denen

Fig. i ein Schnitt durch den Drehschieber nach

Linie A-B-C-D-E der Fig. 3 und durch den Zylinder-

kopf ist;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht teilweise im Schnitt

gemäß Linie 11-II der Fig. i ;

Fig. 3 ist eine Aufsicht auf den Drelischieher an

der Seite der radialen Öffnungen der .lnsaug- und

Auspuffleitungen;

Fig. .4 veranschaulicht eine Einzelheit.

In Fig. i und 2 ist mit i der aus Bronze bestehende

Zylinderkopf bezeichnet, der eine innere Bohrung

aufweist, welche den aus Roheisen bestehenden um-

laufenden Drehschieber 2 aufnimmt. Der Zylinder-

kopf weist eine Öffnung 3 für den Durchtritt der

angesaugten und der Auspuffgase auf, die finit der

Verbrennungskammer in Verbindung steht. Die

Öffnung 3 ist mit den :\rsaug- und Auspuffleitun-

gen ,I und 3 verbunden, die in axialer Richtung in

dem Drehschieber liegen und spiralförmig ver-

laufen, so daß sich an der I?ininündung in den Kopf

radiale Öffnungen 6 und 7 ergeben (Fig. 3).

Mit 8 und 9 sind aus Stellit bestehende lZin ge be-

zeichnet, die in ringförmige Aussparungen in dem

Drehschieber 2 eingeschweißt sind, als innere Lauf-

bahnen für Rollen io dienen, und die Lage der

Längsachse des Drehschiebers bestimmen. Die

Rollen laufen ferner auf äußeren Laufbahnen 27, 28,

die an dem Kopf i angebracht sind.

In der Wandung des Drehschiebers sind an beiden

Seiten der Auspuff- und Ansaugöffnungen. welche

mit der Verbrennungskammer in Verbindung stehen,

Sitze i i für die Gasal)dichtutigsritige vorgeselie».

Ferner sind an der Saugseite Sitze 12 für die ÖI-

abdichtungsringe vorgesehen.

Das Öl tritt in den Kopf i durch die Öffnung 13

ein, fließt teilweise durch die Kainnier 1.4 nach der

Ansaugseite, schmiert das Kegelrad i;, «-elches den

Drehschieber betätigt, die Rollen io auf der Rollen-

bahn 8 und erreicht in einer sehr kleinen 'Menge die

ganze Außenfläche des Drehschiebers.

Um den Fluß des Ols zu unterstützen, weisen die

Laufbahnringe 27 Bohrungen 29 auf, durch welche

das Öl eine Ringekaminer 30 erreicht, aus der es

durch Bohrungen 16 (Fig. 2) in dem Kopf i, die

sich nach der geneigten Oberfläche 2° des Drehschiebers hin öffnen, fließt.

Nachdem das Öl in dieser Weise zur Kühlung des Kopfes beigetragen hat, wird es auf die Rollen auf der Laufbahn 9 aufgesprüht und in dem Sammelsumpf 17 gesammelt, von wo es durch die Öffnung 18 nach der Pumpe fließt.
Mit 23 sind Hilfsleistungen bezeichnet, die 0I dem mittleren Teil des Umfangs des Drehschiebers zuführen und durch eine Leitung 24 gespeist werden, und von der Hauptölleitung abgezweigt ist. Diese ermöglichen eine genaue Einstellung der Schmierung der verschiedenen Drehschieberteile. Die ringförmigen Leitungen 23 sind außen und innen durch radiale Löcher in dem Kopf und entsprechend kalibrierte Zapfen 25 abgeschlossen, die am oberen Ende in den Kopf unter Zwischenschaltung von beispielsweise aus Kupfer bestehenden Dichtungsringen 26 eingeschraubt sind.
Mit i9 ist der zylindrische Behälter bezeichnet, der den ölsammelsumpf bildet, und mit Dichtungsringen 20 versehen ist, die eine Olleckage längs der umlaufenden Flächen verhindern.
In (las Ende des Drehschiebers 2 an der Auspuffseite ist eine Buchse 21 aus Aluminium oder ähnlichem gut leitendem Werkstoff eingepreßt, die an dem Drehschieber durch Schrauben 31 befestigt ist. Die Buchse 21 weist eine Verlängerung 22 auf, die mit einem System von Rippen 22° von großem Durchmesser ausgerüstet ist, welche die Hitze aus den Zonen des Drehschiebers nahe dem Rollenlager an der Auspuffseite ableiten.
Die :lclise der äußeren Laufbahnringe 27, 28 ist gegenüber der Achse der zylindrischen Bohrung in dem Kopf nach der Öffnung 3 hin versetzt, so daß das größte Spiel zwischen dem Drehschieber und seinem Sitz in der genau dem Maschinenzylinder entgegengesetzt gegenüberliegenden Zone vorhanden ist. In den Fig. i und 2 ist dieses Spiel übertrieben dargestellt, um es erkennbar zu machen, jedoch liegt es selbstverständlich in der Größenordnung von wenigen hundertstel Millimetern.
Bei einer anderen Ausführungsform besteht die für die Aufnahme des Drehschiebers bestimmte Bohrung in dem Zylinderkopf i aus zwei halbzviindrischenTeilen mit einander parallelen Achsen, die in der Ebene liegen, welche durch die Achsen des Drehschiebers und des Zylinders bestimmt ist. Der Drehschieber ist koaxial zu dem, halbzylindrischen Teil, der dem Zylinder benachbart ist, angeordnet. Auch in diesem Fall ist in der Zeichnung die Abweichung übertrieben dargestellt (Fig. ,4).

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Steuerung für Brennkraftmaschinen mit einem zylindrischen Drehschieber, der quer zur Zylinderachse umläuft, in einer Bohrung in dem Zylinderkopf gelagert ist und durch zwei Rollenlager getragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf aus Bronze besteht und der Drehschieber aus Roheisen, und im Bereich der Lager an ihm ringförmige Schichten aus Stellit angeordnet sind, die Laufbahnen für die Rollen der an dem Zylinderkopf festen Lager bilden.
2. Steuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaug- und Auspuffleitungen in axialer Richtung in dem Drehschieber liegend angeordnet sind und in die radialen Öffnungen, die mit der Öffnung in dem Zylinderkopf in Verbindung stehen, in einem schraubenförmigen Abschnitt übergehen, wobei die Ansaug- und Auspuffleitungen längs des schraubenförmigen Abschnitts nebeneinanderliegen.
3. Steuerung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der äußeren Rollenlagerlaufbahnen in bezug auf die Achse des Drehschiebers in der Ebene, die durch die Achsen des Zylinders und des Drehschiebers bestimmt ist, so angeordnet sind, daß das Spiel zwischen dem Drehschieber und dem Zylinderkopf an der Seite der Öffnung, die mit dem Zylinder in Verbindung steht, kleiner ist als an der entgegengesetzten Seite.
4. Steuerung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung in dem Zylinderkopf, welche den Drehschieber aufnimmt, einen unteren halbzylindrischen Teil, der mit dem Drehschieber koaxial ist, ferner einen oberen halbzylindrischen Teil, dessen Achse gegenüber der des Drehschiebers über die Länge der miteinander in Kontakt stehenden Teile oder nur einen Teil derselben nach oben versetzt ist, aufweist.
5. Steuerung nach Anspruch 2 bis 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf eine Leitung aufweist, die ein Schmiermittel der Ansaugseite zuführt, ferner an der Auspuffseite einen Sammelsumpf, wobei diese Leitung und der Sumpf durch Kühlleitungen in der Wandung des Kopfes verbunden sind und von der Hauptölzuführungsleitung regelbare Hilfsölleitungen abgezweigt sind, die in die Kontaktfläche zwischen der Bohrung des Kopfes und der zylindrischen Außenfläche des Drehschiebers münden.
6. Steuerung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem auspuffseitigen Ende des Drehschiebers eine Buchse aus gut wärmeleitfähigem Werkstoff befestigt ist, welche eine mit Rippen versehene ringförmige Verlängerung aufweist, die nach außen aus dem Kopf vorspringt und der Ableitung der Wärme aus diesem Teil des Drehschiebers dient.