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Zylinder mit Schauöffnungen Vorliegende Erfindung bezieht sich auf
eine Zylinderbauart für Kolbenmaschinen, bei der ohne Demontage des Kolbens die:
SchIaiffiächen der Kolbenringe auf dem ganzen Umfang jederzeit, gegebenenfalls auch
während des Betriebes., von außen besichtigt und kontrolliert werden können. Die
Erfindung eignet sich insbesondere für Verbrennungsmaschinen. bei denen bekanntlich
im Arbeitszylinder stets mehr oder weniger urverbrannte Rückstände entstehen, die
nicht immer mit dem Auspuff ausgestoßen werden, sondern zwischen Kolben und gelangen
und hier störend wirken können. Mit Hilfe der Erfindung wird es möglich, solche
an und zwischen die Kolbenringe gelangte Schmutz-, ölkoks-, Asche- u. dgl. Teilchen
leicht feststellen und besteitigen zu, können, ohne die Maschine stillzusützen oder
gar auseinandern:ehmen zu müssen.
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Es ist zwar bereits bekannt, in der Zylinderwand von Kolbenmaschinen
.eine verschließbare Schauluke anzuordnen, die, wenn man sie geöffnet hat, .einen
Einblick in das Zylinderinnere gestattet. Diese Einrichtung legt aber nur einen
kleinen Teil; des Kolbenumfanges zur Besichtigung frei, so daß man die Kolbenringe
nicht in ihrer ganzen Ausdehnung kontrollieren kann, und gestattet die Besichtigungsmöglichkeit
auch nur bei stillstehender Maschine.
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Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, daß die Kolbenringe am
Hubende o.dler in dessen Nähe vor um dein ganzen Umfang verteilte öffnungen der
Zylinderwand zu liegen kommen und durch diese öffhung.en hindurch auch während des
Betriebes sichtbar und zugänglich gemacht werden können. Durch die Schauöffnungen
hindurch können auch die dahinterhegenden Kolbenringe - mit einem 'Waschmittel abgespült
und dadurch von etwaigen angesetzten Verunreinigungen befreit werden. Die zwischen
den einzelnen Schauöffnungen in der Zylinderwand verbleibenden Stege sind zweckmäßig
herausnehmbar, ;so daß nach deren Wegnahme ein rundherum reichender Schlitz in der
Zylinderwand entsteht. Durch diesen Schlitz können ohne weitere Demontage die in
geeigneter Weise mehrteilig gestalteten Kolbenringe zur gründlichen Reinigung oder
zum Erneuern ausgebaut und wieder eingesetzt werden, ohne daß der ganze Kolben ausgebaut
werden muß. Der nach dem Herausnehmen der Schauöfnungsstege in der Zylinderwand
entstehende Schlitzspalt kann so breit gehalten werden, daß. durch ihn hindurch
ohne Aufsbau des Triebwerkes der Kolben zugänglich wird und man z. B. die Kolbenführungsdeckelhälften
herausnehmen, die Kolbenküh'.Lraumstopfbüchsen dichten und andere Arbeiten am Kolben
vornehmen kann.
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In den 'Zeichnungen sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
an stehenden Brennkraftmaschinen veranschaulicht. Es zeigen Abb. i einen senkrechten
Längsschnitt durch eine Viertaktmaschine, Abb. 2 einen waagerechten Querschnitt
nach Linie A-B der Abb. i.
Abb. 3 ist ein senkrechter Längsschnitt
durch eine einfach wirkede.Zweitaktmaschine und Abb. 4 ein waagerechter Schnitt
dazu nach Linie C-D. Die Abb. 5 und 6 sind ein senkrechter Schnitt und ein entsprechender
-waagerechter Schnitt nach Linie E-F durch eine doppelt wirkende Zweitaktmaschiine.
Die Abb. 7 und 8 zeigen im senkrechten Schnitt und dazugehörigem waagerechten Schnitt
nach Linie Cr-H eine andere Ausführungsform einer doppelt wirkenden Zweitaktmaschine.
Die Abb. 9, i i und 13 sind teilweise Abwicklungen. der 'Zylinderwand mit verschiedenen
Ausführungsformen der Schauiöffnungen , wozu die Abb. i o, 12, 14 und 15
Schnitte nach den Linien 1-I(, L-M, N-0 und P-Q sind.
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Abb. 16 veranschaulicht eine Einzelheit. Abb. 17 bis, i 9 zeigen eine
beispielsweise Ausbildung und Anordnung der Kolbenringe bei der Zylinderbauart gemäß,
der Erfindung.
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Abb. 2o isst .ein senkrechter Schnitt und Abb. 21 eine Abwicklung
eines weiteren Ausführungsbeispiels.
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Die Viertaktmaschine nach den Abb. i und 2 besitzt in üblicher Weise
den Zyl5nderi mit dem auf und ab. beweglichen Kolben 2, dem Zylinderdecke13 und
den Einlaß- und Auspuffventilen 4 und 5. Die Einrichtung der Zweitaktmaschine gemäß
den Abb. 3 und 4 ist ähnlich. Sie besitzt an Stelle der gesteuerte ;n D ecke7.ventile@
4, 5 in der Zylind@erwand i die bekannten vom Kolbe: freigelegten Ein- und Auslaßschlitze
18 und i g.
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Bei beiden Maschinen sind in der'Zylinderwand i etwa in Höhe des unteren.
Kolbentotpunktes Schlitze 6 ausgespart, zwischen denen die stehengeblieb ene Stege
7 der Zylinderwand i verbleiben. Um diese Schlitze 6 herum ist der Külilwassermantel!
8', 8" des Zylinders unterbrochen. Der Zylindermantel bildet hier eine rundherum
laufende Kammer 9, die von Wasserpfeife io durchsetzt wird, welch letztere die beiden
Teil;a 8' und 8" des Kühlwassermantels verbinden. Die Kammer 9 besitzt Zugangsöffnungen
is, die durch Deckel 12 verschlossen werden können. Diese Deckel i2 bestehenentweder
ganz oder teilweise aus durchsichtigem Material, oder sie sind aufklappbar, se daß
das. Innere der Kammer 9 und der Schauschlitze 6 von außen besichtigt werden könne-.
Hinter den Schauschlitzen 6 bewegt sich der Kolben 2 mit seinen Ringen 13 vorbei.
Die Schauschlitze 6 sind zweckmäßig schräg in der Zylinderwand angeordnet (Abb.
i und 9) oder bilden eine zusammenhängende Wellenlinie (Abb, i i ), damit während
der Aufundabwärtsbewegung der Kolbenringe 13 möglichst alle Punkte ihres Umfanges
hinter den Schlitzen 6 sichtbar werden. Letztere- liegen zweickmäßig in solcher
Höhe, daß, in der unterstem. Kolbenstellung die obersten Ringe 13 gerade vor die
Schlitze 6 zu liegen kommen. Da in der Nähe des Totpunktes die Kolbenbewegung sich
verlangsamt, steht zum Kontrollieren der Ringe 13 eine genügend lange; Zeit zur
Verfügung, ohne d aß. die Masrchine stillgesetzt zu werden braucht. In die Kammer
9 können Glühlampen 44 (Abb. 3) eingebaut sein, welche zweckmäßig nach außen durch
Reflektoren 45 abgeblendet sind, die das Licht in die Schauöffnungen 6 und auf die
Kolbenringe 13 werfen. Die Glühlampen 44 brauchen nicht dauernd zu brennen, sondern.
können gegebenenfalls: nur dann aufleuchten., wenn die zu untersulcheden Kolbenringe
13
gerade hinter den. Schauschlitzen 6 vorbeigehen. Zu dem Zweck sind die
Glühlampen 44 z. B. in einen elektrischen Stromkreis eingesichlossen, dessen Kontakt
durch irgendeinen bewegten Maschinenteil,, z. B. wie in Abb. 3 dunch den auf und
ab gehendem. Kolben 2, taktweise für kurze Zeit geschlossen wird. Der Kolben, 2
trägt en Schleifstück 46, das; im gegebenen. Zeitpunkt die an die Glühlampenleitumg
47 angeschlossenen Kontaktstücke 48, 48' überbrückt, dadurch den Stromkreis. schließt
und die Glühlampen 44 zum Aufleuchten bringt. Die Kontaktstücke 48, 48' sind auf
einem verschiebbaren Gleitklotz 49 befestigt, der in einer Führung 5o von guß.en
durch eine K !rbel 5 i o. dgl. in der Höhe verstellbar ist. Durch diese Einrichtung
kann das Aufleuchten der Glühlamp eil 44 auf jeden einzelnen Kalbenrimg 13 eingestellt
werden und diese der Reihe nach abgeleuchtet werden, wenn der betreffiende Ring
gerade hinter den Schauschlitzen 6 liegt. Durch eine solche kurze, aber starke Beleuchtung
erscheinen die Kolbenringe 13 auch in der Bewegung dem Beschauer als stehend und
bieten dadurch eine gute Kontrollmöglichkeit. Für besonders: rasch laufende Maschinen
können anstatt aufleuchtender Glühlampen besser überspringende elektrische Funken
zum taktweisen Beleuchten der Kolbenringe benutzt werden. Säe geben in gewünschter
schneller Weise das nötige Licht, weil bei ihnen nicht erst ein Glühfaden auf Glühtemperatur
gebracht zu werden braucht.
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In der Kammer 9 ist :ein. Spritzrohre 4 rundherum geführt, welches
entweder aus gewöhnlichen Spritzlöchern oder aus besonderen Spritzdüsen 15 ein Waschmittel
(Öl, Ölemulsiioru, Seifenwasser o. dgl.) durch die Zyliinderwandschlitze 6 hindurch
auf die dähinterliegenden Kolbenringe 13 spritzt und diese dadurch reinigt. Das
Waschmittel wird bei 16 vermittels einer nicht gezeichneten
Pumpe
in das Spritzrohr 14 gedrückt. Die Pumpe arbeitet zweckmäßig absatzweise, so daß
das Waschmittel jeweils nur dann aus den Spritzdüsen 15 austritt, wenn die Kolbenringe
13 gerade hinter den Schlitzen 6 stehen oder vorbeigehen. Die oberen und unteren
Ränder der Schlitze 6 sind mit Abstreifkanten versehen oder es werden hier besondere
Abstreifer eingebaut, welche das, überschüssige Waschmittel von den Kolbenringen
wieder abstreifen und in die Kammer g -leiten., von wo es bei i7 mit den abgespülten
Verunreinigungen wieder abgeführt wird. Nachdem das Waschmittel durch S'tehenbleiben
und Absetzen oder Filtrieren geklärt ist, kann es von neuem zum Spülen benutzt werden.
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Bei der doppelt wirkenden Zweitaktmaschine nach Abb. 5 und 6 liegt
die Schaukammer g mit den Schau.- und Spülschlitzen 6 zwischen den für jede Zylinderseite
besonders vorhandenen Ein,- und Auslaßschlitzen 18, i9. Sie besitzt wieder 'Zugangsöffnungen
i i, die zweckmäßig :einander gegenüberliegend senkrecht zur Maschinenwelle angeordnet
sind. Der übrige Umfang der Kammer g kann fensterlos bleiben" weil man z. B. bei
mehrzylindrigen Maschinen: zwischen den einzelnen Zylindern doch nicht gut zur-Besichtigung
heran könnte. Die nicht direkt vor den Schauöffnungen, i i liegenden Teile der Kolbenringe
13 können vermittels Spiegel 2o ebenfalls von außen besichtigt werden. Solche Spiegel
2o können in: geeigneter Weise in die Kammer g eingebaut sein. Man kann sie aber
auch, wie Abb.6 zeigt, an einem Halter2i befestigen und sie bei der Besichtigung
jedesmal in die Kammer g hineinhalten. Die nötige Beleuchtung des Kammerinnern geschieht
zweckmäßig durch in die Kammer g eingebaute Glühlampen o. dgl. Die Spiegel-2o können
aber auch nach. Art des bekannten Augenspiegels mit einer mittleren Öffnung und
einer dahinter angeordneten Lichtquelle versehen sein, mit denen. man den gesamten
Kolbenumfang ableuchten kann. Ein solches Besichtigungs- und Ableuchtgerät ist schematisch
in Abb. 6a dargestellt. Es besteht aus einem mit Handgriff versehenen Halter--i,
an dessen, vorderem Ende ein Spiegel 2o winkelförmig angelenkt ist. Der Spiegel
2o kann verstellbar und einstellbar sein, um ihn in die zum Besichtigen der Kolbenringe
günstigste Lage bringen zu können.. Er besitzt eine mittlere öffnung 4o mit einer
dahinter angeordneten Glühlampe 41. Die Lichtstrahlen der Glühlampe 41 werden durch
:einen Hohlspiegel 42 gesammelt und durch die Öffnung 40 des Spiegels 2o hindurch
auf die- Schauschlitze 6 geworfen, deren beleuchtetes Bild mit den dahinter sichtbaren
Kolbenringen 13 im Spiegel 2o von außen gut erkennbar ist. Der Kopf des Halters
2 1 mit Spiegel 2o, Lampe 41 und Reflektor 42 kann in, !ein 43 eingeschlossen sein,
um sämtliche Lichtstrahlen zusammenzuhalten und störende Reflexe zu vermeiden. Dieses
Ableu:chtgerät kann in .ähnlicher Weise wie bei der in Abb. 3 gezeigten Einrichtung
mit seiner Stromleitung 47 an eine Kontaktstelle 48, 48' angeschlossen sein. Die
Lichtquelle,4i leuchtet dann ebenfalls nur für kurze Zeitgerade. dann auf, wenn
der zu untersuchende: Kolbenring hinter den Schauschlitzen 6 vorbeigeht. -Die zwischen
den Schau- und Spülschlitzen 6 die Fühning der Kolbenringe übernehmenden Stege 7
sind zweckmäßig auswechselbar. Sie werden einseitig mit ihren umgebogenen Endlappen,
22 an der Zylinderseele festgeschraubt. Das andexe Ende ist zweckmäßig in der Längsrichtung
frei beweglich, um etwaigen Wärmespannungen nachgeben zu können. Eine besonders
praktische Befestigungsart der abnehmbaren Führungsstege 7 ist in den Abb. 13 bis
15 in größerem Maßstabe dargestellt. Danach besitzen die Stege 7 (Abb. 16) oben
und unten Befestigungs- b.zw. Führungslappen 22 iMd 22'. Sie werden mixt den Lappen
22 meine entsprechende Nut 23 der 'Zylinderseele i eingesetzt und mittels Halteschrauben
24 festgeschraubt. Das andere Ende der Stege 7 führt sich mit einem entsprechenden
Lappen 22' in einer glichen Nut 23', und zwar so, daß es hier gegen seitliche Verschiebungen
gesichert ist, der Steg 7 sich in seiner Längst richtung aber frei ausdehnen kann.
Die Nuten 23 und 23' in der Zylinderseele i können bearbeitet sein, ebenso die Flanken
der Stegklötze 22, 22', um ein genaues Passen und Ausjustiere:n zu @erziel'en. Außerdem
ist auch die den Kolbenringen 13 zur Führung dienende Lauffläche der Stege 7 genau,
auf den Zylinderdurchmesser abgedreht. Das geschieht zweckmäßig derart, daß man
zunächst die Stege 7 mit ihren Lappen 22 an den entsprechenden Teil der Zylinderseele
i anschraubt und dann zusammen mit der Zylinderseele abdreht.
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Nach dem Herausnehmen sämtlicher Stege 7 entstellt in der Zylinderwand
i ein rundherum laufender Spalt x (Abb. 13 und 15), durch welchen die Kolbenringe
13 herausgenommen und ,eingesetzt werden: können., ohne daß, man hierfür den Kolben
2 zu demontieren braucht. Zu dem Zweck bestehen die Kolbenringe aus, mindestens
zwei Teilen 13', 13", die durch hinterlegte Federn 25 in an sich bekannter
Weise nachgiebig nach außen gedrängt werden (Abb. 17 bis i9). Dabei werden vorteilhaft
je zwei Ringe 13 in einer gemeinsamen Kolbennut 26 mit gegeneinander
um
9o° vernetzten Stoßfugen27 an,-,geordnet.
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Die Ränder der Zylinderseele i sind nach dem Ringzwischenraum zu.
mit einspringenden Buchten 28 versehen, in welche die Stege 7 noch ein Stück hineinragen
(Abb. 13). Es entstanden so Hörner 29, welche die Kolbenringe 13 so lange führen,
bis diese auf die Stege ? aufgelaufen sind. Auf der Strecke y werden also die Kolbenringe
saw6hl von 'den Hörnern 29 der Zylinderwand i als auch von den Stegen 7# geführt.
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Die doppelt wirkende Zweitaktmaschine nach Abb. 5 baut sich infolge
der zwischen den üblichen Einlaß- und AuslaßschÜtzen 18, i9 liegenden besonderen
Schauöffnungen 6 etwas höher, was bei der in Abb.7 dargestellten Ausführungsform
vermieden ist. Hier werden die gewöhnlichen Lufteinlaß- und -ausl4.ßschlitze 18,
19 gleichzeitig a`Is Schauöffnungen gemäß. der Erfindung benutzt. 'Zu dem Zwecke
sind in der Spülluftkammer 3o und in der Auspuffkammer 31 die 'Zugangsöffnungen
i i. unigeordnet, welche wieder durch Deckel. i 2 verschlossen sind. Diese Deckel
i,-, sind aufklappbar, oder es sind in ihnen .durchsichtige Fenster angeordnet,
so daß. man durch sie in die Kammern 3o, 3i Mneinsehen: und durch die gewöhnlichon
Einlaß- und' Auslaßschlitze 18, i 9 die dahinterliegenden Kolbenringe 13 besichtigen
kann: Auch das. Frischluftrohr 32 und das Auspuffrohr 33 besitzen gegenüber dem
Luftkanal 34 und dem Auspuffkanal 35 solche Besichtigungslächer i i mit Deckeln
12.
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Auch hier sind die Stege -7 zwischen den Schlitzen 18 und i9 abnehmbar;
ebenso können die Trennstege- 36 zwischen der Spülluftkamme:r 3o und der Auspuffkammer
31 auswechselbar gestaltet sein. Sie sind gleich dem Stegen 7. mit Befestigungslappen.
22 versehen und werden wie die. Stege 7 in Nuten 23 der Zylinderwand i festgeschraubt
oder so#nistwie in geeigneter Weise befestigt. Es entsteht -somit wieder der zum
Ein- und Ausbauen der Kolbenringe 13 benutzbare rundherum laufende Ringzwischenraum
in der Zylinderwand. i.
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Bei der Ausführungsform nach den Abb. 2o und 21 sind zur Führung der
Kolbenringe 13 zwischen den beiden Teilken der Zylinderseele i zwei verschiedene
Arten Führungsstege 7 und 37 vorgesehen. Nach Wegnahme der Stege 7 entsteht zunächst
in der Zylinderwand i ein Ringspalt von der Breiter, der zum Auswechseln der Kolbenringe
13 genügt. Entfernt man auch noch die Stege 37, dann wird ein viel breiterer Ringspalt
z gebildet. Durch diesen hindurch ist der Arheitskolben selbst zugänglich, an dem
man nun alle möglichen Arbeiten vornehmen kann, z. B. die zweiteilige Führungshülse
38 herausnehmen, die Kühlwasserraumstopfbüchsen 39 nachdichten, die Verbindungsschrauben
52 anziehen usw.
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Um zu verhindern., daß in den beiden Kolbenandstellungen die noch
gespannten Auspuffgase durch die Schau- und Spülschlitze 6 in die Besichtigungskammer
9 gelangen, kann gegebenenfalls die Kammer 9 unter .einem geringen überdruck gehalten
werden, z. B. durch eingeführte Preßluft, der das Eindihringen von Abgasen .aus
dem Arbeitszylinder verhindert.
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Außer für Verbrennungsmaschinen eignet sich die Erfindung natürlich
auch für jede Art anderer Kolbenmaschinen, z.-B. Dampfmaschinen, Kompressoren usw.,
sowohl stehender als :auch liegender Bauart.