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Verbrennungskraftmaschine.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung der Kolbenabdichtung und eine Einrichtung, durch die der von den Kolbenringen abzudichtende Druck wesentlich verringert wird.
Die Kolbendichtung besteht im wesentlichen darin. dass der Kolben zwischen den Kolbenringnuten mit schmalen, tiefen Einschnitten versehen ist, wodurch dünne, elastische Leisten entstehen. die sich an die Stirnflächen der Kolbenringe anlegen, um ein Eindringen von verdichteter Luft bzw. expandierender Gase in die Räume hinter den Kolbenringen zu verhindern. Ferner ist ein Ende eines jeden Kolbenringes mit einem Fortsatz versehen, der an der Innenseite des zweiten Endes flach anliegt und durch einen federnden Keil werden beide Kolbenringenden kräftig gegen die Zylinderwand gepresst und gleichzeitig auch auseinandergedrückt, um auch ein Entweichen von verdichteter Luft bzw. expandierender Gase an den Schnittstellen der Kolbenringe zu verhindern.
Um überdies den Druck, gegen den die Kolbenringe abzudichten haben, möglichst zu verringern, ist erfindungsgemäss der Kolben in der Mitte der Stirnfläche zylindrisch ausgebohrt und mit einer gegen den Kolben abgedichteten Muffe versehen, deren
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ring bestimmter Grenzen vertikal beweglich ist. um den Verdichtungsraum im Zündzeitpunkt durch Anpressen der'Muffe an den Zylinderdeckel vom übrigen Zylinderraum zu trennen und auf diese Weise eine mehrteilige Abdichtung während der höchsten Spannung zu erzielen.
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Fig. 2 den hierzugehörigen Dichtungsring mit einer Draufsicht der Schnittstelle. Fig. 3 den Schnitt durch die Arbeitszylinder und Kolben und Fig.
4 den Kolben in der Stellung, in der die mehrteilige Abdichtung unmittelbar vor dem Abziehen der Muffe vom Zylinderdeckel beendet ist.
Bekanntlich kann die Drehzahl von Verbrennungskraftmaschinen mit Selbstzündung und damit die Leistung durch entsprechende Verkürzung der Verhrennungsdauer bedeutend erhöht werden, indem man dem Arbeitshub durch rasches Einspritzen des Brennstoffes in die durch stärkere Verdichtung mehr erhitzte Ladeluft eine grössere Anfangsgeschwindigkeit erteilt.
Die Erreichung dieser angestrebten Leistungserhöhung scheiterte jedoch an der Unzulänglichkeit der bisher verwendeten anwendharen Kolbenabdichtungen. indem diese eine erhebliche Über- schreitung der Verdichtung ohne schädliche Energieverluste nicht zulassen. Diesem Mangel soll durch die nachstehend beschriebenen Verbesserungen abgeholfen werden.
Die Hauptursache der oben bezeichneten Unzulänglichkeit der Kolhenahdichtung ist dem Umstande zuzuschreiben, dass die verdichtete Luft bzw. die expandierenden Gase ungehindert hinter den ersten Kolbenring gelangen und diesen so fest gegen die Zylinderwand pressen. dass er vom Kolben fortgeschoben werden muss. wobei die Luft bzw. die Gase wieder fast hindernislos
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Kolbenring mit der unteren Stirnfläche auf die Leisten des Kolbens gedrückt würde ; und selbst wenn dies geschähe, so wäre hiervon keine gute Abdichtung zu erwarten. da zwischen diesen Flächen keine Reibung stattfindet und trotz präziser Ausführung nach kurzer Zeit schon Un- dichtigkeiten eintreten.
Nur dem Vorhandensein mehrerer Dichtungsringe. mit denen eigentlich nur ein mehrteiliges Abschwächen der im Zylinder herrschenden Spannung erzielt wird, ist ein halbwegs günstiges Resultat zu verdanken. Bei der nun zu heschreibenden Kolbenabdichtung wird angestrebt, das Eindringen von verdichteter Luft bzw. expandierender Gasen in die Räume hinter den Kolbenringen zu verhindern. Wie aus Fig. i der Zeichnung ersichtlich ist, sind zu diesem Zwecke neben den bekannten Xuten für die Kolbenringe G schmale und etwas tiefere Einschnitte E vorgesehen, so dass kreisförmige, dünne Leisten R stehen bleiben, die sich elastisch gegen die Kolbenringe neigen und diese an die gegenüberstehenden breiten Leisten am Kolben drücken, nachdem die Kolbenringe durch Drehen in dieser Lage gut eingeschliffen worden sind.
Damit auch an der Schnittstelle der Kolbenringe kein. Verhindung mit dem Raume hinter ihnen entsteht, trägt zufolge Fig. 2 der Zeichnung das eine Ende jedes Kolbenringes einen Fort- satz F, der von dem federnden Keil K an die Innenseite des zweiten Endes und mit diesem gegen
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werden, indem sich das eine Ende des Keiles in den hakenförmigen Ansatz H am Kolbenring stemmt, während der federnde Teil des Keiles in einer etwas vertieften Stelle in der Kolbenringnut liegt und der Rücken des Keiles mit dem zweckmässig abgeschrägten Fortsatz F zusammenpasst. Die Spannung des Federkeiles K muss derart sein, dass er dem grössten Druck, der an der Schnittstelle D auftritt, nicht nachgibt.
Obwohl nun durch diese verbesserte Kolbenabdichtung die Erreichung des vorangeführten Zieles bedeutend erleichtert sein wird, so ist doch nicht anzunehmen, dass dies schon genügen
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wird, um den ausserordentlich hohen Druck zu halten, der bei einer solch raschen Verbrennung entsteht. wie es in diesem Falle notwendig ist. Der Umstand, dass dieser hohe Druck nur während eines ganz kurzen Hubteiles in Betracht kommt, ergibt die Möglichkeit, sich mit einer mehrteiligen Abdichtung während des betreffenden Hubteiles zu behelfen. Zu diesem Zwecke wird nach Fig. 3 der Zeichnung der Kolben K in der Mitte der Stirnfläche zylindrisch ausgebohrt und mit einer Muffe M versehen, die durch Dichtungsringe G'gegen den Kolben abgedichtet wird.
Der obere abgeschrägte Rand der Muffe passt mit dem Zylinderdeckel zusammen und wird in diesen vorerst gut eingeschliffen. Die Muffe ist in bestimmten Grenzen, die dem genannten kurzen Hubteil entsprechen. in der Kolbenrichtung beweglich, indem der Ring A mit einer nach innen vorspringenden Leiste in eine der nötigen Bewegungsmöglichkeit entsprechend breiten Nut am Umfange der Muffe eingreift. Der Ring A, der zwecks Montierbarkeit zweiteilig ist, wird von der scheibenringförmigen Platte P eingeklemmt und festgehalten, wozu durchgehende Bolzen B (Fig. 4) dienen, die an der Innenseite des Kolbens verkeilt werden.
Die Wirkungsweise ist folgende : Während der Kolben sich aufwärts bewegt und die Ladeluft verdichtet, verharrt die Muffe in der unteren Stellung, d. h. sie liegt auf dem Ring A auf. Hierbei wird die Luft aus dem Zylinder in den Verdichtungsraum V im Kolben gedrängt. Erreicht der Kolben den oberen Totpunkt, so berührt der Muffenrand ebenso wie der Kolben beinahe den Zylinderdeckel. In diesem Zeitpunkt erfolgt das Einspritzen des Brennstoffes und folglich auch die Zündung, die. wie es beabsichtigt ist, explosionsartig auftritt, wobei die Spannung im Verdichtungsraum rasch steigt und dadurch die Muffe gegen den Zylinderdeckel gepresst wird.
Unterdessen beginnt der Kolben die Abwärtsbewegung, der Zylinderraum Z (Fig. 4) gewinnt verhältnismässig viel rascher an Ausdehnung als der Verdichtungsraum V, von dem jener jetzt getrennt ist. so dass die expandierenden Gase, die trotz der Muffenahdichtung in den Zylinderraum eindringen, infolge ihrer geringeren Spannung von den Kolbenringen noch zurückgehalten werden.
Nach Überwindung dieses Hubteiles zieht der Kolben mittels des Anschlagringes A die Muffe vom Zylinderdeckel ab, die expandierenden Gase verteilen sich über den ganzen
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Die durch die vorstehend beschriebene mehrteilige Abdichtung bedingte Anordnung des Verdichtungsraumes im Kolben lässt den Gedanken als naheliegend erkennen, das Einlassventil für die Spül-und Ladeluft unterhalb des Verdichtungsraumes und der Muffe in den Kolben einzusetzen, da durch diese Anordnung es möglich ist, die verbrannten Gase aus dem Verdichtungraum und aus dem Zylinder durch die Spülluft vollständig zu entfernen, wie dies in Fig. 3 durch die punktierte Pfeillinien angedeutet ist.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verbrennungskraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben zwischen den Kolhenringnuten mit schmalen, tiefen Einschnitten (E) versehen ist, wodurch dünne, elastische Leisten (R) entstehen, die sich an die Stirnflächen der beiderseits eingeschliffenen Kolbenringe anlegen, um das Eindringen von verdichteter Luft bzw. verdichteten Gasen in die Räume hinter den Kolbenringen zu verhindern und hierdurch eine vollkommenere Abdichtung zu erzielen.