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Brennkraftmaschine mit Vollschaftkolben Die Erfindung bezieht sich
auf Brennkraftmaschinen mit Vollschaftkolben, insbesondere solche, welche die Verwendung
von Dicköl als Brennstoff zulassen und bei denen unterhalb der Kolbendichtungsringe
innerhalb der Zylinderlauffläche eine Einrichtung zur Entfernung der Verbrennungs-
und Schmierölrückstände vom Kolbenschaft mit innenspannendem Abstreifring in der
Zylinderwand, dessen Abstreifkante dem Brennraum zugewandt ist, und mit Zuführung
eines Spülmittels vorgesehen ist.
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Bei einer bekannten Maschine dieser Art ist vorgesehen, daß die an
der Kolbenringpartie austretenden Leckgase als Spülmittel den Abtransport der abgestreiften
Rückstände vom Abstreifring in einen ihn an seinem Außenumfang umgebenden Sammelraum
bewerkstelligen sollen. Abgesehen davon, daß die Wirksamkeit dieser Spülung von
dem Druck der Leckgase, d. h. von der Wirksamkeit der Kolbendichtringe abhängt,
kann auch die Temperatur am Kolbenschaft bei gut wirksamer Spülung, d. h. stark
durchlässiger Ringpartie unerwünscht hoch werden.
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Andererseits ist bei der bekannten Maschine auch vorgesehen, bei Überholungsarbeiten,
d. h. bei Stillstand der Maschine, ein Spülmittel, z. B. Preßluft, einzuführen,
jedoch wird das Spülmittel dem den Abstreifring umgebenden. Sammelraum zugeführt
und gelangt deshalb entgegen der Abtransportrichtung der Rückstände an die Abstreifkante,
so daß die Rückstände eher zum Kolbenschaft hin- als von ihm weggespült werden.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile, indem das Spülmittel während
des Betriebes der Brennkraftmaschine einer Ringnut zugeführt wird, welche auf der
Abstreifsei@e des Abstreifringes und von diesem durch einen vom Kolbenschaft einerseits
und von der Zylinderwand andererseits gebildeten engen Ringspalt geringer axialer
Länge getrennt in der Zylinderlauffläche angeordnet ist.
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In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß unmittelbar
unterhalb der Einrichtung eine zweite derartige Einrichtung, jedoch mit dem Kurbelraum
zugewandter Abstreifkante, vorgesehen ist, wobei beide Einrichtungen einen gemeinsamen
Sammelraum für die Rückstände aufweisen.
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Eine ähnliche Abstreifeinrichtung mit dem Kurbelraum zugewandter Abstreifkante
ist bereits Gegenstand eines älteren Patents. Dort handelt es sich um eine Zweitaktbrennkraftmaschine
mit einer Vorrichtung zum Abstreifen und Abführen des Schmieröls von der Kolbenlauffläche,
bestehend aus einem in einer Nut der Zylinderwand angeordneten, innenspannenden
Abstreifring und einer auf seiner dem Kurbelgehäuse zugewandten Seite unmittelbar
anschließenden Ringnut in der Zylinderwand, welche mit dem Kurbelgehäuseinnern in
Verbindung steht. Das Wesen des Gegenstandes des älteren Patents liegt darin, daß
die Ringnut einerseits über einen Kanal mit der Außenluft in Verbindung steht und
andererseits die Verbindung zum Kurbelgehäuseinnern durch einen Ablaufkanal gebildet
ist, in welchem ein in Richtung zum Kurbelgehäuse hin öffnendes Rückschlagventil
vorgesehen ist.
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Der große Vorteil, der durch die erfindungsgemäße Anordnung der Ringnuten
und die Einbringung des Spülmittels, welches sich gleichmäßig auf den Kolbenschaft
verteilt, erreicht wird, besteht darin, daß zum einen der Durchgang von Verbrennungsgasen
aus dem Verbrennungsraum und von Schmieröl aus dem Kurbelgehäuse zu den Abstreifringen
erschwert wird und daß des weiteren die Abstreifkanten dieser Ringe ständig vom
Abstreifgut freigeblasen werden. Hierbei kann als Spülmittel Druckluft oder eine
die Rückstände auflösende Flüssigkeit Verwendung finden. Um den Zufluß des Spülmittels
zu den Ringnuten verändern und dem Motor anpassen zu können, ist es zweckmäßig,
in den Zuleitungen zu den Ringnuten aus-,vechselbare Drosseleinsätze vorzusehen,
durch die der Ouerschnitt der Zuleitungen verändert werden kann. Bei Verwendung
von Druckluft als Spülmittel kann es in manchen Fällen besonders vorteilhaft sein,
wenn die Druckluft dem Spülluftstrom für die Zylinder des Motors entnommen wird.
Die Zuführung von Preßluft in eine in der Zylinderlauffläche unterhalb der Kolbenringpartie
angeordnete Ringnut ist als Sperrluftsystem zur Herabsetzung des Öldurchtritts durch
die Kolbenringpartie in den Brennraum an sich bekannt.
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Zur Erzielung einer düsenartigen Wirkung der das Spülmittel über den
Kolbenumfang verteilenden Ringnuten wird in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung
der
Erfindung noch vorgeschlagen, jeweils die der Abstreifeinrichtung zugewandten Kanten
der Ringnuten abzurunden, während die der Abstreifeinrichtung abgewendeten, zum
einen dem Brennraume und zum anderen dem Kurbelgehäuse zugewandten Kanten derselben
scharfkantig ausgebildet sind, so däß das Spülmittel in Richtung auf die Abstreifeinrichtung
zwischen Zylinderlauffläche und Kolbenschaft eingebracht wird.
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Um die Gewißheit zu haben, daß einerseits der ganze Kolbenschaft gespült
wird und andererseits Spülmittel möglichst nicht in den Brennraum oder das Kurbelgehäuse
gelangt, werden die Ringnuten derart in der Zylinderlauffläche angeordnet, daß die
oberhalb der Abstreifvorrichtung in Richtung auf den Brennraum gelegene Ringnut
im unteren Totpunkt des Kolbens vom untersten Kolbenring wenigstens zum Teil überdeckt
ist, während im oberen Totpunkt de-, Kolbens die in der dem Kurbelgehäuse zugekehrten
Zylinderhälfte unterhalb der Abstreifvorrichtung vorgesehene Ringnut vom Kolbenschaft
überdeckt ist. Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung darge-,stellt ist. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen
Zylinder, Fig. 2 einen Ausschnitt der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung und Fig.
3 eine Einzelheit.
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Im einzelnen bezeichnet 1 den über das Kühlgelenk 27 mit Kühlflüssigkeit
gespeisten Kolben, 2 bzw.3 den Ober- bzw. Unterteil des längs der Trennfuge 4 quer
geteilten Zylinders. Lediglich die obere Zylinderhälfte ist mit einem Kühlwassermantel
versehen, in den das Kühlwasser durch den Kanal 24 eintritt. Die als innenspannende
Ringe 5 ausgebildeten Abstreifelemente sind in dem die Lauffläche des Zylinders
ringförmig umgebenden Sammelraum 6 angeordnet. Bei dem in der Zeichnung dargestellten
Beispiel ist der Sammelraum 6 vorwiegend im unteren, dem Kurbelgehäuse zugekehrten
Teil des Zylinders untergeiiraclit. Die Ringe 5 werden durch Halteringe 5 a gehalten.
Für die Ableitung der vom Kolben gelösten Rückstände durch den die Verbindungsflansche
2a, 3a der beiden Zylinderteile umgebenden Spülluftraum 9 in einen außerhalb des
Motors befindlichen und in der Zeichnung nicht dargestellten Behälter, ist an den
Sammelraum 6 ein Rohr 7 angeschlossen, welches zu einer Sammelleitung 8 führt.
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In geringem Abstand von den Abstreifringen 5 sind in den Laufflächen
beider Zylinderteile Ringnuten 10, 11 vorgesehen, durch die Spülmittel an den Kolbenschaft
gelangt. `eben der gleichmäßigen Verteilung des Spfilmittels über den Kolbenumfang
dienen diese Ringnuten dazu, das Spülmittel vor allem auf den jeweils zwischen diesen
und den Abstreifringen befindlichen Bereich des Kolbenschaftes zu konzentrieren.
Dies wird dadurch erreicht, daß die den Abstreifringen benachbarten Kanten 12, 13
der Ringnuten abgerundet sind, während die den Abstreifringen abgewendeten seitlichen
Begrenzungen 14, 15 derselben scharfkantig ausgebildet sind.
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Das Spülmittel wird durch über den Zylinderumfang verteilte Zuleitungen
16, 17 von der Zylinderaußenseite in die Ringnuten geleitet. Bei Verwendung
eines flüssigen, etwa die Rückstände lösenden Spülmittels schließen dabei die von
einem Vorratsbehälter außerhalb des Motors kommenden Zuleitungen an die in den Flanschen
der Zylinderteile vorgesehenen Zuleitungen 16, 17 an. Wird jedoch als Spülmittel
Motor-Spülluft verwendet, so ergibt sich die in der Zeichnung dargestellte besonders
vorteilhafte Lösung der Luftzuleitung, wenn der Spülluftraum des Motors den Bereich
der Trennfuge der Zylinderteile umgibt und die Zuleitungen 16, 17 zu den Ringnuten
10, 11 in den Zylinderlaufflächen direkt in den mit der Spülluftverteilleitung 9a
in Verbindung stehenden Raum 9 münden. Durch auswechselbare Drosseleinsätze 18 ist
es dabei in einfacher Weise möglich, den Spülmittelverbrauch den Erfordernissen
jeweils anzupassen.
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Zur Vereinfachung der Herstellung des Zylinders werden die Zylinderhälften
in zusammengebautem Zustand bearbeitet. Die Verbindung der beiden Zylinderteile
erfolgt an den einander zugekehrten Enden der Zylinderhälften mittels Flansche 2
a, 3 a, die durch Schrauben 23 miteinander verbunden sind. Die Verbindungsschrauben
sind längs des Außenumfanges des Zylinders unter Freilassung der Zuleitungen 16,
17 für das Spülmittel und der Ableitung 28 sowie der Zuleitung 24 für das Kühlmittel
des Zylinders angeordnet. Wenn, wie im Falle des Ausführungsbeispieles, der Kolben
gekühlt ist, reicht es - zufolge der tiefen Lage der Trennfuge, durch die der untere
Zylinderteil mit den thermisch höchstbeanspruchten Teilen des Kolbens auch im unteren
Totpunkt nicht in Berührung kommt - aus, bloß für den oberen Zylinderteil 2 Flüssigkeitskühlung
vorzusehen. Das durch die Leitung 25 zugeführte Kühlwasser tritt durch ein am Flansch
2 a des oberen Zylinderteiles befestigtes Winkelstück 26 über den Kanal 24 in den
Kühlmantel ein.
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Um anläßlich der Wartung des Motors eine wirkungsvolle Reinigung des
Sammelraumes 6 durchführen zu können, ohne die beiden Zylinderhälften trennen und
die Abstreifringe samt den Halteringen ausbauen zu müssen, ist an einer Stelle des
Flanschumfanges des unteren Zylinderteiles 3 eine mit einem Gewinde versehene Bohrung
19 vorgesehen, die während des normalen Betriebes des Motors durch einen Stopfen
29 verschlossen ist. Für die Reinigung des Sammelraumes wird der Gewindestopfen
29 durch ein Anschlußelement für Druckluft oder Spülflüssigkeit ersetzt, durch das
von einem außerhalb des Motors befindlichen Behälter gegebenenfalls eine vorzugsweise
die Rückstände lösende Flüssigkeit in den Sammelraum eingebracht werden kann. Bei
entsprechender Wahl der Lage der Bohrung 19 ist es möglich, im Motorgehäuse eine
dicht verschließbare Öffnung anzubringen, durch die der Anschluß für die Sammelraumspülung
ohne Ausbau einzelner Motorteile eingeführt werden kann.
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Die Lagerung der Abstreifringe 5 im Zylinder erfolgt mittels geschlossener
Halteringe 5a. Zwischen je zwei Halteringen, die durch ineinandergreifende Umfangnuten
und Absätze in ihrer Lage zueinander und gegen die beiden Zylinderteile fixiert
sind, ist ein Abstreifring 5 gegen Verschiebung in Richtung der Zylinderachse gehalten.
Der Radius der den Abstreifring aufnehmenden, von benachbarten Halteringen begrenzten
Nut ist dabei so bemessen, daß die Ringe um ein bestimmtes Maß aufzufedern vermögen
bzw. sich dieAbstreifringe alsGanzes zentrisch zurKolbenachse einstellen können.
Zur Abführung der von den Abstreifringen vom Kolbenschaft entfernten Rückstände
sind die Halteringe mit über den Umfang verteilten, radialen Öffnungen
5 b versehen, die die Verbindung des Sammelraumes mit den wirksamen Kanten
der Abstreifringe herstellen.
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Zur Verminderung des Ölverbrauches des Motors werden schließlich an
den Innenkanten des dem Kurbelgehäuse zugekehrten Zylinderendes Ölabstreifkanten
20 (Fig. 3) angeordnet. Der quer zur Bewegungsrichtung
des Kolbens
verlaufende Rand der Fenster oder Taschen 21 im Zylinderunterteil, die die schwingende
Bewegung des Pleuels um die Zylinderachse ermöglichen, weisen ebenfalls derartige
Abstreifkanten 22 auf.