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Kraftmaschinenzylinder mit abgedichteter Laufbüchse Gegenstand der
Erfindung ist eine in der Art ihrer Ausführung neue und besonders wirksame Abdichtung
der Enden von Laufbüchsen, die in Zylinder für Kraftmaschinen, besonders Gro-ßgasmaschinen,
eingezogen sind, von einem Kühlmittel, z. B. Wasser, unmittelbar umströmt werden
und sich in der Länge frei dehnen können, gleichgültig, ob sie in der Mitte oder
nur an einem Ende eingespannt sind.
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Bei den bisher bekannt gewordenen Zvlinclern mit eingezogener Laufbüchse,
die unmittelbar oder nur mittelbar von einem Kühlmittel umströmt wird, ist die Abdichtung
der Büchse bzw. des sie aufnehmenden Zviinderteiles an den Enden in der Regel in
der greise ausgeführt, daß ein die Abdichtung des Zylinderraumes gegenüber dem Kühlwasserraum
bewirkenden Ring aus Weicheisen oder Kupfer in eine in der Dichtfuge zwischen Zylinder
und Einsatzbüchse bzw. des die letztere aufnehmenden Zylinderteiles angebrachte
Ringnut eingestemmt wird. Dabei ist es auch bekannt geworden, den Haftsitz des eingestemmten
Dichtungsringes durch einen mit Schrauben gegen die Büchsenstirnwand angezogenen
größeren Ring zu sichern. Diese vorerwähnte übliche Art der Abdichtung hat verschiedene
nicht unwesentliche Nachteile, die besonders bei den meist mehrteilig ausgeführten
Zylindern von Großgasmaschinen unliebsam in Erscheinung treten und daher Abhilfe
erfordern. Die wohl wesentlichsten Mängel bestehen darin, daß infolge der Wärmespannungen
der Abdichtungsring sich an den Dichtungsflächen scheuert und dabei abnutzt, und
daß ferner durch das Einstemmen des abdichtenden Metallringes in die Nut der Dichtfuge
die abdichtenden Stellen der Oberflächen von Laufbüchse (bzw. ihrem Träger) und
Zylinderwand mehr oder weniger stark voneinander abgehoben werden. Hierdurch werden
sowohl die Abdichtung als auch der etwa vorhanden gewesene Anpressungs- bzw. Schrumpfdruck
und entsprechend die Betriebssicherheit derart ausgeführter Zylinder herabgesetzt.
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Diese den bekannten Laufbüchsenabdichtungen bzw. Zylinderbauarten
anhaftenden Mängel sucht die Erfindung in einfacher Weise sicher zu vermeiden. Erreicht
wird dieser Fortschritt durch Ausbildung eines Kraftmaschinenzvlinders mit eingesetzter
und an den Enden abgedichteter Laufbüchse, die von einem Kühlmittel unmittelbar
umströmt wird und sich in der Länge frei dehnen kann, insbesondere für Großgasmaschinen,
in der Weise, daß erfindungsgemäß die Dichtungsflächen an den Enden der Laufbüchse
und den diese Enden umschließenden Stellen der Zylinderwand durch Aufweiten von
Ringnute, aufeinandergepreßt werden, welche zu diesein
Zweck in
den Stirnseiten der Laufbüchse oder (bzw. und) der an diesen Stellen abgesetzten
Zvlinderwand angeordnet sind und zur Aufnahme von eingestemmten Metallringen oder
anderen Dehnungsmitteln dienen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt,
wobei Abb. r die allgemeine Anordnung, z. B. für den oberen Teil eines Gasmaschinenzylinders,
zu erkennen gibt. Die Einsatzbüchse a wird dabei, um einen guten. Wärmeabfluß in
den Zylinderkörper b zu sichern, am besten mit etwas Schrumpf eingesetzt, dessen
Ausmaß von der Art des verwendeten Werkstoffes abhängig ist.
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Wird nun, wie Abb. a zeigt, die Büchse a auf der Stirnseite
ausgedreht, so daß eine Ringnut c entsteht, die im Grunde abgerundet ist, und in
den vorderen Teil dieser Nut ein Ring d aus geeignetem Metall, z. B. Weicheisen
oder Kupfer, eingestemmt, so wird hierdurch der ursprünglich beim Einziehen der
Büchse vorhandene Schrumpfdruck nicht vermindert, sondern noch erhöht. Dadurch,
daß diese Nut c stirnseitig in die Büchse noch tiefer eingedreht ist, als die Dichtung
erfordert,-können auch sprödere Werkstoffe, wie Gußeisen, für die Einsatzbüchse
verwendet werden. Um dem in die Ringnut eingestemmten Metallring einen guten Festsitz
zu geben, ist es empfehlenswert, den vorderen Teil der .Ringnut c nach den Schultern
hin etwas keilförmig zu gestalten und den Metallring d selbst schichtenweise in
die Nut einzusetzen.
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In Abb. 3 ist eine von der vorbeschriebenen etwas abweichende Bauart,
die jedoch denselben Erfindungsgedanken benutzt, dargestellt. Zur Erreichung einer
erhöhten Elastizität ist hier auf das entsprechend dünner gedrehte Ende der Einsatzbüchse
a, die aus Gußeisen bestehen kann, ein aus schmiedbarem Werkstoff hergestellter
Ring c fest aufgeschrumpft und gegebenenfalls gegen jede Verschiebung bzw. Lockerung
auf seiner Sitzstelle f gesichert, z. B. durch beide Teile verbindende radial eingesetzte
Stifte oder dadurch, daß die Sitzstelle f des Ringes nach der Längsmitte der Büchse
hin im Durchmesser etwas verjüngt ist. Die zum Einlegen des Stemmringes d dienende
Ringnut c wird wie bei Abb. 2 an der Stirnseite der Einsatzbüchse a angeordnet und
kann in ihrer Breite teils oder auch ganz aus der noch verbleibenden Wandstärke
am Ende der Büchse herausgearbeitet sein. Wird nun in die nach dem Grunde hin etwas
verbreiterte Nut ein Metallring d eingestemmt, so legt sich der schmiedeeiserne
Ring e, wie die Büchse a beim Einschrumpfen, fest an die Zylinderwand b an, wobei
die durch das Einschrumpfen der Büchse in den Zylinder. entstandene Spannung durch
den Stemmring d noch erhöht wind. Der Schrumpf des schmiedeeisernen Ringes e soll
nach der Einstemmung des Dichtungsringes d keine merkbare Lockerung erfahren, deshalb
darf die Länge bzw. Schrumpflänge des Ringes e nicht zu kurz bemessen sein. .
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Es bleibt .im Sinne der Erfindung unbenommen, die angestrebte Wirkung
gegebenenfalls dadurch zu erreichen, daß in umgekehrter Art, also in den Zylinder
und nicht in die Büchse, der Stemmring d eingesetzt wird. Der Druck des Stemmringes
wirkt in diesem Falle von außen her nach der Zvlindermitte zu auf die Einsatzbüchse
a ein. Wird an jedem Ende ein Stemmring d sowohl in der Büchse als auch im Zylinder
eingesetzt, so kann durch diese Maßnahme die spezifische Flächenpressung an der
Dichtungsstelle weiter erhöht werden, ohne daß die radiale Dehnung in unzulässig
hohen Grenzen bei jedem Stück, Zylinder bzw. Büchse, an der Dichtungsstelle gesteigert
wird.
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Natürlich ist der Erfindungsgedanke auch in der Weise ausführbar,
daß die nach ihm angestrebte Wirkung mit anderen als den vorstehend angegebenen
Mitteln erzielt wird. z. B. dadurch, daß in die Nut c ein metallischer Schlauch
eingelegt wird, der durch Preßluft oder Preß.wasser einem inneren Druck ausgesetzt
wird und so die gleiche Wirkung auf seine Umgebung ausübt, wie ein die Nut ausfüllender
Stemmring.