DE832963C - Abdichtvorrichtung fuer Drehschieber an Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Abdichtvorrichtung für Drehschieber an Brennkraftmaschinen Die Lrhndung bezieht sich auf die Ausbildung einer Abdichtvorrichtung für Drehschieber, die zur Steuerung der Gasw-echselvorgänge bei Bren.nkraftmaschinen dienen. Bekanntlich liegt eine der größten Schwierigkeiten darin, den umlaufenden Schieber gegenüber dein Verbrennungsraum so abzudichten, daß keine Gasverluste eintreten können.
• Z,m das zu erreichen, wurde bereits vorgeschlagen, in Nuten, die den Gaskanal .im Schiebergehäuse umgeben, Dichtringe einzusetzen, die durch dünne Blattfedern an die Schieberplatte .gedrückt werden. Bei dieser Ausführungsform bereitet es erhebliche Schwierigkeiten, den Dichtring in der Nut so einzupassen, daß zwischen Dichtring und der ihn umgebenden Nutenwandung keine Verbrennungsgase entweichen. Wird eine zu enge Passung angewandt, so kann es vorkommen, daß der Dichtring infolge der @\"irmeausdehnung in der Nut klemmt. `'Wird jedoch der Ring mit großem Spiel eingesetzt, so erfolgt ein Durchblasen der Verbrennungsgase. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die dünnen Federn, die den Dichtring an den Schieber drücken sollen, infolge der starken Erwärmung, denen sie ausgesetzt sind, bald ihre Spannkraft verlieren.
• Andere bekannte Vorschläge sehen einen sog. Dichtkörper vor, der, im Verbrennungsraum angeordnet, gleichzeitig den Gaskanal bildet und der durch den Druck .der Verbrennungsgase auf die Stirnfläche .des Dichtkörpers an den Schieber gepreßt wird. Zur Abdichtung des Dichtkörpers in der für ihn vorges-eheirenAufnahmebohru:ng werden an seinem Außenumfang Kolbenringe angeordnet.
• Die Betriebssicherheit dieser Abdich,tvorrichtung wird @dadurch in Frage gestellt, daß der Dichtk (>rper mit den ihn umgebenden Kolbetiritigeti ungeschützt der direkten Anstrahlung der heißen Verbrennungsgase ausgesetzt ist. Es ist ferner nachteitig, claß die zur Abdichtung des Dichtkörpers cerivendeten Kolbeti.ringe sich an der sie umgebenden Wandung nicht einlaufen können, wie es bei der sonst üblichen Verwendung von Koll>enri,ngen der Fall ist. Auch das ;sog. Festkleben der Kolbenringe in den Nuten, infolge der fehlenden axialen Bewegung, muß angenommen werden.
• Wird jedoch nach dein bekannten Vorschlag der Dichtkörper durch den wechselnden Druck der Verbrennungsgase so stark axial bewegt, daß die zuletzt genannten Nachteile nicht eintreten können, so entstehen Abd,ichtschwierigkeiten ,dadurch, daß der Dichtkörper infolge seiner -.\'Iassentriiglieit und der hemmenden M',irkung der Kolibenring,e dem schnellen Wechsel der Gasdrücke nicht folgen kann.
• Weitere Abdichtschwierigkeiten bei Verwendung der bekannten Dichtkörper treten dadurch auf, da13 infolge der schwierigen Unterbringung jmveils immer nur ein Dichtkörper zur Abdichtung des Schiebers vorgesehen werden kann. Infolgedessen tritt ein Gasverlust, insbesondere bei hochverdichtenden Brennkraftmaschinen, durch Schlupf zwischen den Dichtflächen des Dichtkörpers und des Schiebers ein. Dieses Durchblasen an den Dichtflächen be-,vi-rkt eine Zerstörung des Olfilnis, und es erfolgt dadurch ein übermäßig starker Verschleiß, so daß eine wirksame Schieherabdichtung nicht mehr gewährleistet ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bezeichneten 'Mängel und Nachteile der bereits bekannten Schieberabdichtungen zu heheben und die Wirksamkeit derselben, auch nach Eintreten von Verschleiß und Ölkohlebildung, .zu gewährleisten.
• I?rfindungsgemäß wird daher die Scli.ieberfläche gegenüber dem Verbrennungsraum so abgedichtet, daß in mehreren Nuten, idie den Gaskanal im Schiebergehäuse umgeben, 'Dichtringe eingesetzt sind, die sich an ihrem Innenumfang ai.ach der von der Sehieberfläche abgekehrten Seite konisch verjüngen. Die Dichtringe haben in den Nuten so viel Spielraum, daß sie mit Sicherheit nicht festklemmen können. Das erforderliche Abdichten .der Ringe in den Nuten bewirken entgegengesetzt konisch verlaufende, nach außen spannende Federringe, .die mit Druck an dem Innenkonus der Dichtringe und mit ihrer Grundfläche auf dem Nutenhoden anliegen.
• Erfindungsgemäß werden die Federringe in dieser Inge von den längeren konischen Flächen der Dichtringe überdeckt, so d.aß Verbrennungsgase an der Stoßstelle des Federringes nicht etatweichen können. Die längeren Teile der Dichtringe werden von Vertiefungen, entsprechend der Foren im \ utenboden aufgenommen.
• Erfindungsgemäß ,wird das die Dichtringe aufnehmende Nutenstück, welches mit seinem inneren Teil gleichzeitig den Gaskanal bildet. auswechselbar angebracht.
• Nfan erreicht mit der erfindungsgemäßen Ausbiltiwng der Abdichtvorrichtung eine wirksame und

  beti-iel>ssichere Scliielxral>tlichtunr dadurch, daß

  infolge der raumsparenden _1u(irdnung \-oti Dicht-

  und Federring mehrere solcher Dichteinheiten iii

  dem erforderlichen geriligeil Abstand tim den Gas-

  kanal angeordnet werden küniien. Gasverluste

  durch Schlupf werden damit, inslxsondere ])ei der

  Ver«-etidung für liocli@-ercliclitelicle -Motoren, auf ein

  unbedeutendes @laß herabgemindert. Die vor-

  gesehenen fluten schützen die Dichtringe vor einer

  direkten Ausstrahlung durch die Verbrennungsgase,

  so daß eine übermäßige Erwärintitig der empfind-

  lichren Dicht- und Federringe verhindert wird. I?ili

  Festklemmen der Dichtringe in den Nuten kann

  infolge des genügenden Spielraumes nicht eintreten.

  Das Entweichen voii Verbrennunigsgas.eii zwischen

  Dichtring und Nutenwandung wird durch die

  w'irkungyweise des konischen Federringes ver-

  hindert. Dabei .ist von wesentlicher Bedeutung,

  daß der Federring dichtend auf der ebenen Fläche

  des Nutenbodens aufliegt und daher von der

  Wärmeausdehnung des Nutenstiickes nicht benach-

  teiligt wird. Damit ist auch citi ständiges Anliegen

  des Dichtringes an der Sclüelerfläche, unabhängig

  vom Gasdruck, gewährleistet. Der Anpreßdruck

  kann vorher bestimmt werden und erfährt zeit-

  " ve ilig 1 1 eine Verstärkung b durch den Gasdruck, dcr

  aus dein Zvlin:derrauni in ciic \ tit einrlrinigt und

  sich all den Innenumfang des Federringes legt.

  Um einen Gasverlust an der Stol.istelle des Feder-

  ringes weitgehendst auszuschließen, wird dieser

  voll dem längeren Dichtring überdeckt. lnsbeSon-

  dere wird auch durch diese Anordnung der Ansatz

  von Ölkohle all den konischen -Dichtflächen und

  damit eine Behinderung des Federringes ver-

  mieden.

  .Man erreicht ferner beine 1?rfin(lungsg-egelistand,

  dali sich die konischen f)iclitfl;iclien v011 Dicht- und

  Federring infolge der bekanntlich im Betriebs-

  zustand einsetzenden Drehung des Dichtringes zu

  einander einlaufen können. Das bedeutet gegenüber

  der bekannten Verwendung üblicher Koll>enrilige

  einen wesentlichen Vorteil. Uni diesen 1?inlaufN-or-

  gang noch zu beschleunigen, kann man den Konus-

  winkel der bei-den Dichtflächen um ein geringes

  .Maß voneinander abweichen lassen. Es entstellt da-

  durch eine sofort wirksame schmale Dichtkante, die

  sich allmählich auf die gesamte Konu@sfläche ver-

  breitet.

  Ein weiterer Vorteil liegt beim Erfindungs-

  gegenstand darin. da13 das \ntenstück auswechsel-

  bar angeordnet ist. \lall crreiclit damit, daß das

  besonders wärme@@et;ihrciete und dein VerschleiG

  unterworfene "heil, unablt:ingig \-oli dein wertvolle-

  rem Schiel>ergehüuse, ausgetauscht werden kann.

  :@ußerdein kann es aus einem wä rniefesteren Werk-

  stoa hergestellt werden, wie es allgemein das

  Schiefergehäuse nicht zti sein braucht.

  Ina folgenden ist eile =@usführungsbeispiel der Er-

  in{fung unter liezugnalinie auf die schematische

  Zeichnung näher beschrieben. In _11>b. i bedeuten t

  das Schiebergehäuse mit dem Verbrenliungsrauni.

  2 die abzudichtende Scliiellei-lilatte, 3 <fas aus-

  wechselbare Nutenstück atis w:irinefesteli Werk-

  stofi, .4 und 5 die an ihrem Innenumfang konischen Dichtungsringe, 6 und 7 die an ihrem Außenumfang konischen und nach außen spannenden Federringe.
• Die Wirkungsweise der beschriebenen A bdichtvorrichtung ist folgende: Im Schiebergehäuse i ist die Schieherplatte 2 so gelagert, daß vw@ischen dieser und :dem Nutenstück 3 ein geringer Abstand orliandeti ist. In die vorgesehenen Nuten sind mit genügend Spielrahm die Dichtungsringe 4 und 5 eingesetzt. Diese werden infolge ihrer konischen Form durch den Druck der nach außen spannenden konischen Federringe 6 und 7 angehoben und somit an die Schieberplatte gedrückt.
• Die Federringe üben in ihrer gespannten Lage einen Gegendruck auch auf den Nutenboden aus, auf dem sie mit ihrer Grundfläche aufliegen. Dadurch ist eine gasdichte Verbindung zwischen dem tn-it Spielraum in d.ic Nut eingesetzten Dic.htungsning und der Nut selbst hergestellt.
• 'Uni ein Entweichender Verbrennungsgase an .der Stoßstelle der Federringe iweitgehendst zu verhinclern, werden diese von den in ihren konischen Teil längeren Dichtungsringen überdeckt. Durch diese Anordnung wird auch gleichzeitig der Ansatz von Ölkohle an den konischen Dichtungsflächen verhindert.
• Die an der Schiele rplatte anliegenden Dichtungsringe werden itn Betriebszustand infolge der verschiedenen Reibungswerte in Drehung versetzt. Diese Drehung bewirkt, d.aß sich die beiden :Konusflächen von Dicht- und Federring zueinander einlaufen können. Uni diesen Einlaufvorgang zu beschleimigen, kann nian den Konuswinkel der beiden Flächen um ein geringes Maß voneinander abweichen lassen (s. Abb. 2), so daß zunächst nur der spitz verlaufetiide Teil der Federringe am Dichtring attl legt.
• Jlan kann auch statt der am Innenumfang des Dichtringes angeordneten konischen Fläche dieser eine nach einem Kreisbogen verlaufende Form verleihen (s. Abb. 3). Dieses hat den Vorteil, daß, z. B. bei ungleichinä ßiger Abnutzung :der Schieberplatte, der Dichtring dieser Veränderung besser folgen kann und daher stets gut dichtend an der Schieberfläche anliegt.
• Aus der Zeichnung ist zu ersehen, wie der innere Steg des Nutenstückes, der ein Teil des Gaskanals bildet, die Dichtungsringe gegen die heißen Verltretitiutig-gase abschirmt. Die durch den Spalt z\@.ischen Schieherplatte und Nutensteg eitidr4ngenden Verbrennungsgase haben keinen wesentlichen Einfluß auf die Erwärmung der Dichtungsringe, sondern tragen lediglich zur Erhöhung des Anpreßdrucks der Dichtringe an die Schieberplatte bei.
• Weiterhin ist aus der Zeichnung zu ersehen, wie es infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung von Dicht- und Federring möglich ist, mehrere solcher Dichtringe :in geringsten Abständen um den Gaskanal anzuordnen. Die hier beschriebene Abdichtvorrichtung gewährleistet eine wirksame und betriebssichere Schieberabdichtung, insbesondere für hochverdichtende .Brennkraftmaschinen, und läßt sich für andere Schiebegarten, z. B. Walzenschieber, verwenden. Es erfolgt dann eine sinngemäße Abänderung des Dichtungsringes entsprechend der Form des Schieberkörpers.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Abdichtvorrichtung für Drehschieber, d;ie zur Steuerung der Gaswechselvorgänge an Brennkraftmaschinen dienen, mittels eines oder mehrerer Dichtringe, die ,in vorgesehenen NTuten den Gaskanal im Schiebergehäu:se umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß diese Dichtringe an ihrem Innenumfang nach der von der Schieberfläche abgekehrten Seite konisch verjüngt sind und daß an den konischen Innenumfang der Dichtringe entgegengesetzt konisch verlaufende, stach außen spannende Federringe andrücken, die die Dichtringe an die Schieberfläche pressen.
2. 2. Abdichtvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die konischen, nach außen spannenden Federringe ihren Gegendruck auf den Nutetiboden ausüben, auf den s,ie miit ihrer Grundfläche aufliegen, und damit die mit Spielraum eingesetzten I>iclrtringe in der Nut alxlichten.
3. 3. Abdichtvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Federringe von den iin ihrem konischen Teil längeren Dichtringen überdeckt werden, so daß ein Gasverlust an <leg Stoßstelle verhindert w=ird, und daß diese längeren Teile von Vertiefungen im Nutenboden entsprechend der Form der Dichtringe aufgenommen werden.
4. 4. Aibdichtvorrichtung nach Anspruch i, @dadurch gekennzeichnet, daß das Nutenstück auswechselbar angeordnet ist und aus wärmefesterem Werkstoff als das Sch.iebergehäuse besteht.
5. 5. Abdichtvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daßder Konusiwinkel der beiden Dichtflächen zwischen Dicht-und Federring um ein geringes Maß voneinander abweicht, um dadurch e.in schtiel!leres Einlaufen der Ringe zu erreichen.
6. 6. A bdichtvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Dicht-und Federring bestehende Dichtfläche statt der Konusform eine einen Kreisbogen beschreibende Form erhält.