DE359400C

DE359400C - Double acting piston for internal combustion engines

Info

Publication number: DE359400C
Application number: DEM69113D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1920-04-27
Filing date: 1920-04-27
Publication date: 1922-09-22

Description

Doppelt wirkender Kolben für Verbrennungskraftmaschinen. Die Kolben von doppelt wirkenden Verbrennungskraftmaschinen sind meist als Scheibenkolben ausgebildelt, bei denen die der glühenden Gasmasse ausgesetzten Wände den Kolbenkörper, der die Kräfte aufzunehmen hat, selbst bilden und meist unmittelbar beiderseits von der Kolbenstange gefaßt werden, so daß spannungsfreies Ausdehnen entsprechend den auftretenden Temperaturen nur unvollkommen möglich ist. Die Kolben bilden daher stets einen empfindlichen Teil der Verbrennungskraftmaschinen und Kolbenbrüche sind die Folgen dieser starren Bauart. Bei Zweitaktmaschinen mit Auspuffschlitzen im Zylinderumfang, die durch den Kolben' gesteuert werden, kommt man auf lange Kolben, die dann meist auf einer Seite mit der Kolbenstange fest verbunden sind und nach der andern Seite laufen können. Günstiger wäre auch hier, wenn sich der Kolben nach beiden Seiten gleichmäßig ausdehnen könnte.Double acting piston for internal combustion engines. The pistons of double-acting internal combustion engines are mostly designed as disc pistons, in which the walls exposed to the glowing gas mass the piston body, which the Has to absorb forces, build them up and usually directly on both sides of the Piston rod are grasped, so that tension-free expansion according to the occurring Temperatures is only imperfectly possible. The pistons therefore always form a sensitive one Part of internal combustion engines and piston fractures are the consequences of this rigid Design type. In two-stroke engines with exhaust ports in the cylinder circumference that go through the pistons' are controlled, one comes to long pistons, which are then usually on one Side are firmly connected to the piston rod and run to the other side can. It would also be more favorable here if the piston were evenly positioned on both sides could expand.

Bei den üblichen Kolben der normalen Bauarten ist ferner der Nachteil vorhanden, claß die Kolbenstange beim-Durchdringen des Arbeitsraumes ebenfalls den hohen Temperaturen ausgesetzt ist und selbst gekühlt werden muss. Dies hat bei den großen Wandstärken der Stangen einerseits das Auftreten erheblicher zusätzlicher Wärmebeanspruchungen zur Folge, und andererseits verzieht sich @ die Stange, so daß das gute Arbeiten derselben in den Stopfbüchsen häufig in Frage gestellt ist.In the case of the usual pistons of the normal types, there is also the disadvantage present, the piston rod when penetrating the working space also denotes is exposed to high temperatures and has to be self-cooled. This has with the large wall thicknesses of the rods on the one hand the occurrence of considerable additional Heat stresses result, and on the other hand @ the rod warps, so that the good work of the same in the stuffing boxes is often called into question.

Bekannt sind wohl Sonderbauarten von Zweitaktmaschinen, bei denen die Kolbenstange der Einwirkung der heißen Gase infolge der Arbeitsweise dieser Maschinen entzogen ist, indem mit dem eigentlichen Kolben, zentral angeschlossen, besondere Kolbenschieber verbunden sind, die am Umfang Schlitze besitzen und so die innere Einströmung der Spülluft steuern. Die Kolbenstange greift dann am Kolben selbst an und liegt im Innern der Kolbenschieber, dem Spülluftraum; sie muß also nach außen durche eine zusätzliche Stopfbüchse geführt werden, während die Hauptstopfbüchsen, die an den Kolbenschiebern den Verbrennungsraum gegen den Spülluftraum dichten müssen, unzugänglich sind. Diese Anordnung schließt als Folge der für die Arbeitsweise der Maschine erforderlichen Kolbenschieber, durch die gewissermaßen nebenbei die Kolbenstange vor der Einwirkung der heißen Gase geschützt wird, schwere bauliche Nachteile in sich, die eine weitere Verwertung dieser Sonderbauart, insbesondere für große Zylinderleistungen, ausschließt; zumal auch der Spülluft die Kühlung von Kolben und Schieber zugewiesen, eine wirksame Flüssigkeitskühlung also nicht vorhanden ist.Special designs of two-stroke machines are known where the piston rod of the action of the hot gases as a result of the operation of these Is removed from machines by being centrally connected to the actual piston, special piston valves are connected, which have slots on the circumference and so control the internal inflow of the purge air. The piston rod then engages the piston itself on and is located inside the piston valve, the purge air space; so she must to the outside through an additional stuffing box, while the main stuffing boxes, which on the piston valves must seal the combustion chamber against the purge air space, are inaccessible. This arrangement concludes as a consequence of the operation of the Machine required piston valve, through which to a certain extent incidentally the piston rod is protected from the action of the hot gases, serious structural disadvantages in that a further utilization of this special design, especially for large cylinder capacities, excludes; especially since the purging air is also assigned the cooling of the piston and slide, there is no effective liquid cooling.

Bei der vorliegenden Erfindung eines Kolbens für normale doppelt wirkende Verbrennungskraftmaschinen sind die genannten Nachteile in vollkommenster Weise dadurch vermieden, daß der die Kolbenkraft aufnehmende und unmittelbar nach außen übertragende Teil des Gestenges durchweg der Einwirkung der heißen Gase entzogen ist und in keiner Stopfbüchse läuft, indem besondere, die Kolbenringe tragende Kolbenköpfe, mit zylindrischen Ansätzen die Stopfbüchsen gleichfalls unmittelbar nach außen durchdringend, diese Teile schützen. Der Raum zwischen dem kraftübertragenden Teil und den Kolbenköpfen, die sich auf ersterem frei ausdehnen können, wird von der Kühlflüssigkeit durchflossen, so daß infolge der damit erzielten wirksamen inneren Kühlung des Arbeitsraumes große Zylinderleistungen betriebssicher ausgebaut werden können.In the present invention, a piston for normal double-acting Internal combustion engines are the disadvantages mentioned in the most perfect way thereby avoided that the piston force absorbing and directly to the outside The transmitting part of the gesture is consistently withdrawn from the action of the hot gases and does not run in any stuffing box, by using special piston heads carrying the piston rings, with cylindrical attachments also directly penetrating the glands to the outside, protect these parts. The space between the force-transmitting part and the piston heads, which can expand freely on the former, is traversed by the coolant, so that as a result of the effective internal cooling of the working space achieved in this way large Cylinder outputs can be expanded reliably.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der Zeichnung längs geschnitten dargestellt.An embodiment of the invention is longitudinal on the drawing shown in section.

Die Kolbenstange a trägt einen Kolbenkörper b, der mit der Stange fest verbunden ist. Auf dem Kolbenkörper b sind die Kolbenköpfe cl und c2, die die Kolbenringe tragen, aufgesetzt und durch Schrauben festgehalten. Die Kolbenköpfe haben zylindrische Ansätze d, und d2, welche die Stopfbüchsen unmittelbar nach außen durchdringen und sich auf dem Kolbenkörper frei ausdehnen können. Die Zufuhr der Kühlflüssigkeit erfolgt in der üblichen Weise durch die Kolbenstange, ohne diese selbst kühlen zu müssen. Bei der nach beiden Seiten durchgehenden Kolbenstange des Ausführungsbeispiels tritt das Kühlmittel in der Pfeilrichtung ein, gelangt zunächst in den Raum zwischen b und dl bzw. c, tritt durch Übergangsrohre nach dem entsprechenden Raum zwichen b und c2 bzw d2 über, um dann von hier aus wiederum durch die Kolbenstange nach außen geführt zu werden. Die Abdichtung zwischen den zylindrischen Ansätzen dl und d2 und dem Kolbenkörper b erfolgt in der üblichen Weise durch eingelegte Dichtungen, welche die freie Ausdehnung von dl und d2 nicht hindern. Damit die zylindrischen Ansätze dl und d2 sich nicht verziehen, kann, wie gezeichnet, in der Nähe des Verbrennungsraumes noch eine zweite Führung auf dem Kolbenkörper angeordnet werden.The piston rod a carries a piston body b which is firmly connected to the rod. The piston heads cl and c2, which carry the piston rings, are placed on the piston body b and held in place by screws. The piston heads have cylindrical lugs d 1 and d 2, which penetrate the stuffing boxes directly to the outside and can expand freely on the piston body. The cooling liquid is supplied in the usual way through the piston rod without having to cool it itself. In the piston rod of the exemplary embodiment that is continuous on both sides, the coolant enters in the direction of the arrow, first enters the space between b and dl or c, passes through transition pipes to the corresponding space between b and c2 or d2, and then exits from here in turn to be guided to the outside through the piston rod. The sealing between the cylindrical lugs dl and d2 and the piston body b takes place in the usual way by inserted seals which do not prevent the free expansion of dl and d2. So that the cylindrical extensions d1 and d2 do not warp, a second guide can be arranged on the piston body in the vicinity of the combustion chamber, as shown.

Kolbenkörper und Stange können ein Stück bilden. Auch kann der besonders aufgesetzte Kolbenkörper b langgehalten werden und zugleich Trag- bzw. Führungskolben sein, so daß die außer dem Kreuzkopf sonst noch außerhalb des Zylinders vorhandene Abstützung wegfallen kann; die Kolbenstange schließt in diesem Falle nur nach einer Seite am Kolbenkörper an.The piston body and rod can form one piece. It can also be special attached piston body b are held long and at the same time support or guide piston be, so that the other than the cross head still existing outside of the cylinder Support can be omitted; in this case the piston rod only closes after one Side on the piston body.

Die Kolbenbauart eignet sich in gleich vorteilhafter Weise sowohl für doppelt wirkende liegende und stehende Verbrennungskraftmaschinen der gewöhnlichen Einkolbenbauart als auch für solche mit ringförmigem Querschnitt des Arbeitsraumes bei gegenläufigen Kolben. Derselbe Kolbenkopf mit Ansatz läßt sich naturgemäß auch bei einfach wirkenden 1@Iaschinen letzterer Bauart verwenden.The piston design is equally advantageous for both for double-acting horizontal and vertical internal combustion engines of the ordinary Single-piston design as well as those with an annular cross-section of the working space with opposing pistons. The same piston head with attachment can of course also be used Use the latter type for single-acting machines.

Claims

PATENT CLAIM Double-acting piston for internal combustion engines, characterized in that on the force-transmitting piston body (b). Piston heads (cl, c2) are attached, which carry the piston rings and with cylindrical Approaches (dl, d2) penetrate the usual stuffing boxes directly to the outside and here expand freely on the piston body, the space between the piston body and the cooling liquid flows through the piston heads.