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Luftgekühlter Viertakt-Verbrennungsmotor mit Drehschiebersteuerung
Dia Erfindung betrifft einen luftgekühlten Viertakt-Verbrennungsmotor mit Drehschiebersteuerung,
bei welchem der im Verhältnis i : a zurKurbelwelle untersetzte Drehschieber im Zylinderkopf
untergebracht isit und die Drehachse des Schiebers. in; Richtung der Zyliinderachse
verläuft.
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Es sind, zahlreicheAusführungsformen von:.Drehschiebermö.t,aren bekannt.
Ein. Teil dieser Motoren arbeitet mit zylindrischen Drehschiebern, die quer zur
Drehachse durchströmt worden, ein anderer Teil mit zylindrischen Drehschiebern,
bei, denen das Gas. am Umfang Eintritt und! in Achsrichtung austritt. Ferner gibt
es, kegelförmige Drehschieber, die im Innern des, Zylinderkopfes, umlaufen. Andere,
Ausführungen verwenden Flachschieber, die exzem: trisch zur Zylindermitte rotieren
und die Steuerkanäle im Kopf freigeben. Gegenüber einem ventilgesteuerten Motor
haben alle dieseBauarten folgendeSchwierigkaiten: i. Die Dichtfläche liegt in einem
Bereich hoher Drücke und hoher Temperaturen; a. an der Dichtfläche entsteht durch
die gleitende Bewegung bei metallischer Berührung zusätzlich Tennperaturerhöhung;
3. die Dichüfläche muß unter diesen ungünstigen Bedingungen den, Wärmetrunssport
an die stillstehenden gekühlten Teile des Zylinderkopfes übernehmen; 4. die Dichtfläche
muß ganz oder teilweise diie auftretenden hohen Verbrennungsdrücke übertragen.
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Beii dein Viertaktmotor nach der Erfindung sind diese Schwierigkeiten
ganz oder zum großen- Teil vermieden. Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin,
d'aß der im Zylinderkopf untergebrachte Drehschieber in seiner Form und in seinen
K.ühlverhältn.issein so gestaltet wird, d@a,ß er allein ohne
die,
übrigens Motorbauteile, wie Zylinder, Zylinderkopf .wsw., imstande ist, die Kauf
ihn übertragene Wärme bei mäßigen Temperaturen abzugeben. Gemäß der Erfindung besteht
der Drehschieber aus einer zylindrischen Walze, die an einem starken Schaft sitzt
und gegen die entsprechend ausgebildete Innenfläche des Zylindf-rkopfes durch einen;
Luft spalt thermisch isoliert ist. Der obere Teil der Walze kann halbkugelförmig
ausgebildet sein, wobei die Stärke des Luftspalbe@s zwischen dar Halb, kubel und
der Kalotte denn Zylinderkopfes( durch einstehbare Schulterlager reguliert werden
kann.
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Der Verbrennungsdruck wird nichts über die Dichtflächen da. &
Drehschiebers, sondenre über axial belastbare Wälzlager aufgenommen. Die Dichtflächen
#-elbst sind so klein wie möglich und werden vorzugsweise durch kolbenringähnliche
Scheiben am Umfang der Schieherwalze und durch eine losen Büchse mit gewölbter oder
sphärischer Dichtflächen im Gaskanal gebildet.
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Die des Schiebers sind so gewählt, daß sich ein günstiger Wärmefluß
ergibt. Zur Erhöhung der Wärmeabfuhr kann; eine verripptei Nabe dienere, die auf
den umlaufendem. Schaft des; Schiebers zweckmäßig auf gepreßt ist und außerdem zugleich
Idas Lüfterrad eines Axialgebläses darstellen kann. Die Verrippung des Zylinderkopfes
wird dann am besten als Leitapparat für dieses Lüfterrad ausgebildet. Schließlich
kann noch der Schaft des Drehschiebers hohl sein, wobei seine Bohrung als Ansaugkanal
für einen finit dem Axialschaufelrad kombinierten. Radiallüfter dient» In der Zeichnung
ist die Erfindung durch ein Ausführungsbeispiel eines Motors veranschaulicht. Fig.
i zeigt dem: Zusammenbau der für dien Erfindung maßgeblichen Teile d es Motors im
Längsschnitt; Fig. 2 bis ¢ lassen die Einzelheiten, ebenfalls im Schnitt, deutlicher
erkennen, und zwar Fig. 2-cineAusführung des-walzenförmigenDrehschiebers mit ;gewölbter
Dichtbüchse, Fig.3 eine Ausführung des Drehschiebers mit kugeliger Dichtfläche und
sphärischer Dichtbüchse, Fig. q. hinsichtlich der Kühlluftführung durch den hohlen
Schaft des Schiebers..
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Gemäß Fig. i liegt die Drehschieberachse in, Richtung der Zylinderachser.
Der Schieber m hat einen halbkugelförmige Gestalt, dien eineng zylindrischen Ansatz
n trägt. "Der Schaft o isst im Durchmesser sehr ,stark gehalten und in Wälzlagern
d, p geführt. Der Antrieb, erfolgt durch eine senkrechte Königswella
q und ein Zwischenrad r. Für die Untersetzung zur Kurbelwelle wird zweckmäßig
das Verhältnis i :.2 gewählt, um mit einem Ein- und Auslaßkanal .sowie einer Zündkerze
arbeiten zu können. Die axiale Sicherung des Drehschiebers erfolgt über eines der
Wälzlagern d, p, das zweckmäßig als Schulterlager auGgebil,det ist. Zwischen dem
gleichfalls halbkugelförmig ausgedrehtem; Zylinderkopf t und dem rotierenden: Schieber
m ist eiin isolierender Luftspalt a vorhanden, der nur durch die im Gaskanal angeordnete
lose Abdichtungsbüchsie f unterbrochen; wird. Diese Büchse hat eine sphärischen
Oberfläche und wird durch den: Gasdruck während der Kompressions@ und Arbeitsperioda
an den Zylinderkopf gedrückt.
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In; dem zylindrischen Ansatz n dass Drehschiebers sind kolbenringähuliche
Abdichtungselemente e angeordnet, die zwischen Zylinderkopf t und Drehschieber m
absperren. Die Materialquerschnitte des Drehschiebers sind so gewählt, daß ein einwandfreier
Wärmefluß durch Leitung in den stark-#vandigen Schaft o möglich isst. Vom Schaft
aus wird die aufgenommene Wärme über eine aufgepreßte oder aufgeschrumpfter Nabe
b an Kühlrippen c abgegeben, die ebenfalls mit der Schieberdrehzahl umlaufen.
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Zur Unterstützung der Kühlwirkung können die Rippen c alsi Schaufeln
eines Axialgebläses ausgebildet sein und! zugleich einen; Luftstrom über die Verrippung
L des Zylinderkopfes an, dien Zylinderrippen 2s erzeugen. Weiterhin kann, in Strömungsrrichtung
gesehen, vor dem Axiallüfter eine feststellender Leitapparat v angeordnet sein.,
in dem auch der Rädersatz zum Antrieb das Drehschiebers und Lüfters untergebracht
ist.
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Zur weiteren Steigerung der Wärmeabfuhr ist der Schaft o des Drehschiebers
m hohl ausgeführt und wird zum Durchführen, von Kühlluft herangezogen. Das
Rad b, c für den Axiallüfter kann durch radiale Bohrungen; j, die auf der
Unterdruckseite münden, zum Erzeugen. eines, Unterdruckes und damit -zum Einleiten
einer Luftströmung durch den hohlen Schaft o des. Drehschiebers Verwendung finden:.
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Für ortsbewegliche Anlagen, beispielsweise Kraftfahrzeuge, wird der
Motor zweckmäßig so. eingebaut, daß die Wirkung des Lüfterrades b, c durch den Fahrtwind
unterstützt wird.
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Der Durchmesser des Schaftes o beträgt zweckmäßig das o,5- bis i fache
des Zylinderdurchmersisers. Der Luftraum a zwischen Drehschieber und Zylinderkopf
unterbindet den Wärmeübergang durch Leitung. Die Kühlluft tritt, gegebenenfalls
unterstützt durch den Staudruck des Fahrtwindes, bei g in den Schaft o ein, prallt
auf die beheiztes Fläche la des Schiebers und wird durch Bohrungen oder Kanälen
i, j, h an dien Unterdruckseite desLii;fbers b, c
gebracht. Die Rippen
des Zylinderkopfes wirken als Leitschaufeln für das Lüfterrad c. Fig. 2 zeigt eine
Abart des walzenförmigere Drehschiebers, wobei .die Dichtbüchse gegen die Innenwand
des zylindrisch ausgebohrten Kopfeis% anliegt. Die Büchse muß. hierbei gegen Drehern
gesichert werden, was zweckmäßig durch Anschneiden der Dichtringe e in den: Flansch
der Büchse f erfolgte. Die Größe des isolierenden Luftspaltes ist bei dieser Ausführung
nicht einstellbar, sondern durch die Maße der Zylinderkopfbohrung und, der Schieberwalze
von vornherein festliegend.