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Innenwandteil für Zylinder von Verbrennungskraftmaschinen.
Die Zylinder besonders starker Verbrennungskraftmaschinen bestehen gewöhnlich aus Gusseisenkörpern, die in Hüllen aus Gusseisen oder Gussstahl eingesetzt sind. Da kommt häufig Bruch der Gusseisenkörper vor. Durch die Erfindung soll nun eine Bauart geschaffen werden, die diesen Unfällen vorbeugt.
In der Zeichnung zeigt Fig. i im Schnitt einen nach den gewöhnlichen Regeln gebauten Gusseisenkörper. Die punktierten Linien ausserhalb des Gusseisenkörpers stellen die Umhüllung aus Gusseisen oder Gussstahl dar und die punktierten Linien innerhalb des Gusseisenkörpers den Kolben mit seinen Dichtungsringen am Ende seines Hubes.
Fig. 2 stellt im Schnitt den der Erfindung gemäss hergestellten Oberteil des Gusseisenkörpers dar. Fig. g ist ein Schnitt einer anderen Ausführungsform, Fig. 4 zeigt eine Einzelheit.
Die Stärken der Innenwandteile der Zylinder werden gewöhnlich so bemessen, dass das Metall bei den unter gewöhnlichen Umständen im Innern des Zylinders auftretenden Spannungen sehr wenig beansprucht wird. Die zufällig vorkommenden grösseren Spannungen sind fast nie so hoch, dass sie das Metall bis zur Elastizitätsgrenze beanspruchen. Trotzdem treten häufig Brüche auf, die man nur den durch Ausdehnung hervorgerufenen Beanspruchungen zuschreiben kann.
Der Innenwandteil einer Verbrennungskraftmaschine kann mit einem Metallring verglichen werden, den man abwechselnd erhitzt und abkühlt, wobei, wenn der Ring erhitzt wird, die Temperatur der Innenfläche höher ist als jene der Aussenfläche und Wenn der Ring kalt ist, gleichmässige Temperatur herrscht.
Während des Erhitzens dehnt sich die Innenschichte mehr aus als die Aussenschichte.
Die Innenschichte erleidet also einen Druck, durch den sie verkürzt wird und die Aussenschichte einen Zug, der sie verlängert. Die Zugbeanspruchung ist übrigens gleich der Druckbeanspruchung und die Summe der Verlängerung des äusseren Umfanges und der Verkürzung des inneren Umfanges ist gleich dem Ausdehnungsunterschied der beiden Umfänge. Die Beanspruchungen auf Zug und Druck, die durch die aufeinanderfolgenden Erhitzungen veranlasst werden, können den Bruch des Innenwandteiles veranlassen.
Um zu vermeiden, dass diese Beanspruchungen gefährlich werden, erscheint es angezeigt, die Wandstärke des erhitzten Innenwandteiles im erhitzten Abschnitt zu verringern, um die Temperaturungleichheit zu verkleinern und ein Metall anzuwenden, das sowohl in heissem als auch in kaltem Zustande eine hohe Elastizitätsgrenze besitzt.
Bei der Bauart nach Fig. 2, die einen Teil des Innenwandteiles im Schnitt längs der Zylinderachse darstellt, besteht der obere Abschnitt dieses Wandteiles aus einem Stahlkranz a, b, c, d, e, f, g, h, i, der an den gusseisernen Innenwandteil'geschraubt ist. Der Innenwandteil besteht also oberhalb der Ebene-X aus einem Stahlkranz von geringerer Dicke, als für einen Gusseisenkranz erforderlich wäre und dieser Kranz besitzt aus den vorstehend entwickelten Gründen eine grössere Festigkeit gegen die durch die Ausdehnung veranlassten Beanspruchungen. Zwischen den Ebenen X, Z und Y, Yl besteht der Innenwandteil aus einem Gusseisenring, der von einem Stahlring umschlossen ist.
Die beiden konzentrischen Ringe sind verhältnismässig dünn und halten infolgedessen die Beanspruchungen, die durch verhinderte Ausdehnung veranlasst werden,
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gut aus. Unterhalb der Ebene Y, Y1 besteht der Innenwandteil nur aus einem Gusseisenring, dessen beide Flächen nur verhältnismässig geringen Temperaturunterschieden ausgesetzt sind.
Der Stoss zwischen dem gusseisernen Innenwandteil und dem Stahlkranz muss dicht sein.
Die Abdichtung wird an der Stelle a, b erzielt, wo die Unterfläche des Stahlkranzes mit Hilfe der Schraubengewinde bei b, c an die obere Fläche eines an den Innenwandteil angegossenen Ringwulsts a, & , angedrückt wird.
Um zu vermeiden, dass infolge der durch die Ausdehnungen veranlassten Wechsel im Verhältnisse der Durchmesser des Kranzes und des Innenwandteiles Unterbrechungen im Andrücken eintreten, darf man keine Schraubengewinde mit gleichseitig dreieckigem Profil anwenden. Man muss sich vielmehr eines sägezahnförmigen Profils nach Fig. 4 bedienen, bei dem die arbeitenden Flächen auf der Achse des Innenwandteiles senkrecht stehen. Bei Anwendung dieses Profils können die Durchmesser des Innenwandteiles und des Stahlkranzes wechseln, ohne dass der Abdichtungsdruck der Schraubengewinde beeinflusst wird.
Bei der durch Fig. 3 dargestellten Bauart ist der Innenwandteil so wie im vorstehend beschriebenen Falle aus Gusseisen hergestellt, aber der Oberteil besteht aus zwei Stahl-
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man aus Rücksichten auf die Formgebung den Oberteil des Innenwandteiles viel stärker machen muss, als es aus Festigkeitsrücksichten notwendig wäre. Das ist der Fall, wenn durch den Innenwandteil Ausströmungsöffnungen gehen, wie in Fig. i dargestellt, und wenn der äussere Durchmesser in der Nachbarschaft dieser Öffnungen grösser sein muss als der Durchmesser, der für den oberen Abschnitt des Innenwandteiles aus Festigkeitsrücksichten genügen würde.
Wäre der Stahlkranz aus einem einzigen Stück hergestellt, so würde seine Dicke gefährliche Temperaturungleichheiten veranlassen, weshalb es besser ist, ihn in zwei Teile zu zerlegen.
Der äussere Teil ist mit dem Innenwandteil so verbunden, wie mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben und der innere Teil wird ohne Spielraum eingeschoben. Dabei erfolgt die Abdichtung bei d, e, wobei der zum Abdichten erforderliche Druck durch den Zylinderboden auf den Innenwandteil ausgeübt wird.