DE802734C - Rotary valve for internal combustion engines - Google Patents

Description

Drehschieber für Brennkraftmaschinen Drehschieber für 13retinkraftmaschinen sind an sich bekannt. Sie weisen aber zum großen Teil Mängel auf, vor allem dann, wenn sie zur Steuerung von Viertaktbrennkraftmaschinen bestimmt sind, die ihre Verwendung im Dauerbetrieb nicht zulassen. Der Zweck vorliegender Erfindung ist es, einen im Dauerbetrieb brauchbaren sowie im Rahmen der gegebenen technischen -Möglichkeiten leicht herzustellenden Drehschieber zur Steuerung der Gaswechselvorg'inge, insbesondere in Viertaktbrennkraftmaschinen u. (Igl., zti schaffen.Rotary valve for internal combustion engines Rotary valve for 13retinkraftmaschinen are known per se. However, for the most part they have defects, especially when if they are intended for the control of four-stroke internal combustion engines, their use not allowed in continuous operation. The purpose of the present invention is to provide an im Continuous operation usable as well as within the given technical possibilities easy-to-manufacture rotary valve for controlling the gas exchange processes, in particular in four-stroke internal combustion engines and (Igl., zti.

Der Schieber ist als 1)oppelscheibendrehschieber ausgeführt.The slide valve is designed as a 1) double-disk rotary slide valve.

Abb.-i zeit einen Schnitt senkrecht zti den Schieberscheiben ; Abb. 2 zeigt je einen Schnitt nach A-B und nach C-D (.A)b. L) senkrecht zur Schieberwelle.Fig.-i shows a cut perpendicular to the valve disks; Fig. 2 shows a section to A-B and to C-D (.A) b. L) perpendicular to the slide shaft.

Im Gegensatz zu bisher bekanntgewordenen Sclieibendrehschiebern stehen sich die beiden Schieberscheiben i und 2 in einem bestimmten Abstand parallel gegenüber und sind durch die Schieberwelle 3 in ihren Mittelpunkten fest miteinander verbanden. Die Schieberwelle 3 ist in dein als Lager ausgebildeten oberen Teil .I des Zylinderkopfes gelagert. Der Brennraum 5 mit den Durchströmöffnungen 6 und 7 liegt ganz oder teilweise zwischen den beiden Schieberscheiben.Die Abdichtung zwischen Brennraum und Schieberscheiben besorgen geschlitzte, an ihren Außenseiten abgeschrägte und mit einer Vorspannung versehene Ringe 8, die in entsprechende, konzentrisch um die Durchströmöffnungen 6 und 7 vorgesehene Ringsitze eingelegt sind. Zufolge der Vorspannung und der abgeschrägten Außenseiten haben die Ringe das Bestreben, sich aus ihren Sitzen hochzuheben und pressen sich so dichtend zwischen Ringsitz und Schieberscheibe. Zur Verbesserung der Abdichtung trägt das Schmiermittel bei, welches durch die Bohrungen 9 und io in das Lager 4 gelangt, dieses durchströmt und, an dessen Enden austretend, sich zwischen den Innenseiten der Schieberscheiben und den Schieberscheibensitzflächen verteilt, worauf es über die ringförmigen Ölsammelnuten i i und 12 und die Ölrücklaufbohrungen 13 abfließt. (Die Schmiermittelzuleitung durch die Bohrungen 9 und io ist bei der konstruktiven Ausführung jedoch nicht bindend; beispielsweise ist die Ölzuführung in das Lager 4 auch von außen her denkbar.) Der Schmierstoff dient zusätzlich, außer zum Schmieren der Gleitflächen und zur Verbesserung der Abdichtung, als Wärmeleitmittel zwischen Schieber und Gehäuse.In contrast to the previously known rotary valves the two slide disks i and 2 parallel opposite each other at a certain distance and are firmly connected to one another at their centers by the slide shaft 3. The slide shaft 3 is in your upper part .I of the cylinder head, which is designed as a bearing stored. The combustion chamber 5 with the throughflow openings 6 and 7 lies entirely or partially between the two valve discs. The seal between the combustion chamber and the valve discs get slotted, bevelled on their outer sides and with a bias provided rings 8, which in corresponding, concentric around the flow openings 6 and 7 provided ring seats are inserted. As a result of the preload and the beveled On the outside, the rings tend to lift themselves out of their seats and press so sealingly between the ring seat and Valve disc. The lubricant that passes through the bores helps to improve the seal 9 and io enters the bearing 4, flows through it and, exiting at its ends, between the insides of the valve discs and the valve disc seating surfaces distributed, whereupon it over the annular oil collecting grooves i i and 12 and the oil return holes 13 drains. (The lubricant feed line through holes 9 and io is in the constructive execution, however, not binding; for example is the oil supply in the bearing 4 also conceivable from the outside.) The lubricant is used in addition, except to lubricate the sliding surfaces and to improve the seal, as a heat conduction agent between slide and housing.

Der Antrieb des Schiebers, der mit halber Kurbel-Wellendrehzahl umläuft, erfolgt über eine Kette und ein auf die verlängerte Schieberwelle 3 aufgeschobenes Zahnrad 14. Die im Ölbad laufende Kette kann bei druckloser Schmierung zur Förderung des Schmiermittels herangezogen werden, Wobei das abspritzende Öl über eine Spritzwand, eine Sammelrinne sowie eine Mündung in die Bohrung 9 geleitet wird. An Stelle der Kette ist auch die Verwendung einer Welle oder eines Zahnradgetriebes u. dgl. möglich.The drive of the slide, which rotates at half the crank shaft speed, takes place via a chain and one pushed onto the extended slide shaft 3 Gear wheel 14. The chain running in the oil bath can be used for conveying when the lubrication is depressurized of the lubricant are used, whereby the splashing oil over a splash wall, a collecting channel and an opening into the bore 9 is passed. Instead of Chain, the use of a shaft or a gear transmission and the like is also possible.

Die Schieberscheiben i und 2 sind mit je einer kreisbogenförmigen Öffnung 15 und 16 versehen. Diese sind gegeneinander versetzt. Läuft nun der Schieber um, so werden abwechselnd die Durchströmöffnungen 6 und 7 freigegeben und damit eine Verbindung zwischen Brennraum 5 und dem Aus-bzw. Einlaßstutzen 17 oder 18, die in an sich bekannter Weise von den Gehäuseteilen i9 und 2o getragen werden, hergestellt. Hat der Kolben beispielsweise nach dem Arbeitshub den unteren Totpunkt erreicht, so wird die Durchströmöffnung 6 zum Auslaßstutzen 17 freigegeben. Nach Beendigung des nun stattfindenden Ausstoßhubes schließt der Auslaß und die Durchströmöffnung 7 zum Einlaßstutzen 18 wird geöffnet. Ist der Kolben nach dem Ansaughub wiederum am unteren Totpunkt angelangt, so schließt auch der Einlaß und es folgen der Verdichtungs- und der Arbeitshub. Danach wiederholt sich der Vorgang wie beschrieben.The slide disks i and 2 are each with a circular arc Opening 15 and 16 provided. These are offset from one another. The slide is now running um, the throughflow openings 6 and 7 are released alternately and thus a connection between combustion chamber 5 and the off or. Inlet port 17 or 18, which are carried in a known manner by the housing parts i9 and 2o, manufactured. For example, if the piston has bottom dead center after the working stroke reached, the flow opening 6 to the outlet port 17 is released. To Completion of the exhaust stroke that is now taking place closes the outlet and the throughflow opening 7 to the inlet port 18 is opened. Is the piston turn after the intake stroke reached bottom dead center, the inlet closes and the compression and the working stroke. Then the process is repeated as described.

Das Verhältnis zwischen Schieber- und Kurbelwellendrehzahl sowie Anordnung und Anzahl der kreisbogenförmigen Öffnungen in den Schieberscheiben kann je nach Zweckmäßigkeit geändert werden. Z. B. ist es möglich, den Schieber, wenn er zur Steuerung des Auslasses einer Zweitaktgleichstrombrennkraftmaschine verwendet wird, mit ganzer oder halber Kurbelwellendrehzahl umlaufen zu lassen und dementsprechend mit einer oder zwei kreisbogenförmigen Öffnungen pro Schieberscheibe derart zu versehen, daß sich je zwei der Öffnungen gegenüberliegen. Ist nur ein Auslaßstutzen vorgesehen, so erhält jeweils auch nur eine Schieberscheibe die durch die gewählte Drehzahl bestimmte Anzahl Öffnungen.The relationship between spool and crankshaft speed and arrangement and number of circular arc-shaped openings in the valve disks can depending on Expediency to be changed. For example, it is possible to open the slider when it is to Control of the outlet of a two-stroke direct current internal combustion engine is used, to rotate with full or half the crankshaft speed and accordingly to be provided with one or two circular arc-shaped openings per valve disc in such a way that that two of the openings are opposite each other. If only one outlet connection is provided, in this way, only one valve disc receives the speed due to the selected speed certain number of openings.

Sind bei einer Brennkraftmaschine mehrere Zylinder reihenförmig angeordnet, dann können entweder alle Schieberscheiben parallel stehen und die einzelnen Schieberwellen zu einer gemeinsamen Welle verbunden werden (in diesem Fall ist das Schiebergehäuse zum Zwecke des Ein- und Ausbaues der Schieberteile in einer Ebene senkrecht zu den Schieberscheiben teilbar), oder es liegen die Schieberwellen parallel zueinander und jeder Schieber wird gesondert angetrieben. Bei entsprechender konstruktiver Ausführung der Brennkraftmaschine können auch mehrere Zylinder durch einen Drehschieber gesteuert werden.If several cylinders are arranged in a row in an internal combustion engine, then either all valve disks and the individual valve shafts can be parallel be connected to a common shaft (in this case the valve body for the purpose of installing and removing the slide parts in a plane perpendicular to the Divisible valve discs), or the valve shafts are parallel to each other and each slide is driven separately. With appropriate constructive Execution of the internal combustion engine can also have several cylinders by means of a rotary valve being controlled.

Im folgenden werden diejenigen Gesichtspunkte dargelegt, die in ihrer Gesamtheit den wesentlichen mit der Erfindung erzielbaren Fortschritt gegenüber bisher bekanntgewordenen Drehschiebern für Brennkraftmaschinen begründen.In the following, those points of view are set out in their As a whole, compared to the essential progress achievable with the invention justify previously known rotary valves for internal combustion engines.

Halten die Schieberscheiben i und 2 die Durchströmöffnungen 6 und 7 verschlossen - das ist während der Zeit der Fall, in der die Verdichtung und die Verbrennung des Gasgemisches im Zylinder stattfinden -, so werden alle dabei entstehenden Druckkräfte vom Schieber selbst aufgenommen, ohne daß er sich über hochbeanspruchte, schmier-und wärmetechnisch schwer beherrschbare Gleitflächen auf irgendwelche Gehäuseteile abstützt. Dies wird auf Grund der symmetrischen Anordnung der beiden flächengleichen Durchströmöffnungen im Brennraum erreicht, so daß die im Zylinder vorhandenen Druckkräfte in gleicher Größe auf jede der beiden Schieberscheiben wirken, die sie dann lediglich auf die Schieberwelle 3 übertragen. Es kann ferner, bei normaler Kühlung der Maschine, keine unzulässige Wärmeansammlung im Schieber auftreten, da einerseits nur ein kleiner Teil des Schiebers mit heißen Gasen in Berührung kommt, wäHrend anderseits ein wesentlich größerer Teil der Schieberoberfläche mit gekühlten Gehäuseteilen in Verbindung steht. Weiterhin gewährleisten die bereits beschriebene Schmiermittelführung und der einfache Gesamtaufbau des Schiebers eine sichere Schmierung alles Gleitflächen, eine genügend große Wärmeüberleitung vom Schieber zum Gehäuse sowie eine, im Zusammenwirken mit den Dichtringen 8, ausreichende Abdichtung des Brennraumes. Endlich werden durch die Verwendung der weitgehend anpassungsfähigen Dichtringe bei der Herstellung des Schiebers verhältnismäßig kleine, ohne Schwierigkeiten einzuhaltende Anforderungen an die Maßhaltigkeit in bezug auf Parallellität und Abstand der Schieberscheibeninnenseiten gestellt.Hold the valve disks i and 2, the flow openings 6 and 7 closed - this is the case during the period in which the compression and the Combustion of the gas mixture will take place in the cylinder - so will all of the resulting Pressure forces absorbed by the slide itself without it being overly stressed, Sliding surfaces on any housing parts that are difficult to control in terms of lubrication and heat supports. This is due to the symmetrical arrangement of the two areas Reached through-flow openings in the combustion chamber, so that the pressure forces present in the cylinder act in the same size on each of the two slide disks, which they then only transferred to the slide shaft 3. Furthermore, with normal cooling of the machine, no inadmissible heat accumulation occurs in the slide, since on the one hand only a small one Part of the valve comes into contact with hot gases, while the other part is essentially larger part of the slide surface is in connection with cooled housing parts. Furthermore, ensure the already described lubricant management and the simple Overall design of the slide ensures reliable lubrication of all sliding surfaces, one sufficient large heat transfer from the slide to the housing as well as one, in cooperation with the sealing rings 8, sufficient sealing of the combustion chamber. Finally be through the use of the largely adaptable sealing rings in the manufacture of the Slider's relatively small requirements that can be met without difficulty the dimensional accuracy in terms of parallelism and spacing of the inner sides of the valve disks posed.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: i. Doppelscheibendrehschieber für Brennkraftmaschinen u. dgl., dessen Scheiben mit kreisbogenförmigen Öffnungen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Schieberscheiben (i und 2) in einem bestimmten Abstand parallel gegenüberstehen und durch die Schieberwelle (3) fest miteinander verbunden sind. PATENT CLAIMS: i. Double-disk rotary valve for internal combustion engines and the like, the disks of which are provided with circular arc-shaped openings, characterized in that the two valve disks (i and 2) are parallel to each other at a certain distance and are firmly connected to one another by the valve shaft (3). 2. Drehschieber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Brennraum (5) mit den flächengleichen, symmetrisch angeordneten Durchströmöffnungen (6 und 7) ganz oder teilweise zwischen den beiden Schieberscheiben befindet. 2. Rotary slide valve according to claim i, characterized in that the combustion chamber (5) with the symmetrically arranged ones with the same surface area Flow openings (6 and 7) wholly or partially between the two valve disks is located. 3. Drehschieber nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung zwischen dem Brennraum und den Schieberscheiben durch geschlitzte, vorgespannte und an ihren Außenseiten abgeschrägte Dichtringe (8) erfolgt, die in entsprechende, die Durchströmöffnungen umfassende Ringsitze eingelegt sind. 3. Rotary valve according to claim i and 2, characterized in that the Sealing between the combustion chamber and the valve disks by slotted, prestressed and beveled sealing rings (8) on their outer sides, which are inserted into corresponding, the throughflow openings comprehensive ring seats are inserted. 4. Drehschieber nach Anspruch i, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das aus dem Schieberwellenlager (4) austretende Schmiermittel zwischen den Innenseiten der Schieberscheiben und den Schieberscheibensitzflächen verteilen kann und über ringförmige Ülsammelnuten (ii und 12) abfließt.4. Rotary valve after Claims 1, 2 and 3, characterized in that the slide shaft bearing (4) leaking lubricant between the insides of the valve discs and can distribute the valve disc seat surfaces and via annular Ülsammelnuten (ii and 12) flows off.