DE56448C - Kolbendichtung für Feuerluftmaschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

■KLASSE 47: Maschinenelemente.

RUD. BAYER in MÜNCHEN. Kolbendichtung für Feu er I uftmas ch i η en.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 9. April 1890 ab.

Zweck der dargestellten Kolbendichtung ist, die Kühlung durch Wasser möglichst zu verringern bezw. ganz zu umgehen. Die Wandungen des Cylinderraumes, in welchen hinein die Verpuffungs- oder Verbrennungsgase sich ausdehnen, sind so heifs als möglich zu halten. Dabei steht aber derjenige Theil der Wandungen, welcher dem Kolben als Gleitfläche dient, auf einem Wärmegrad, bei welchem die gewöhnlich verwendeten harten elastischen Dichtungsringe die glatte Innenfläche des Cylinders verderben. Die üblichen Dichtungsringe erfordern auch ölige Schmierstoffe, welche die ohne Kühlung herrschende Temperatur unmöglich vertragen können. Daraus erhellt die Nothwendigkeit, für derartig hohe Temperaturen als dichtendes Mittel einen Stoff zu benutzen, welcher in weiten Temperaturgrenzen beständig ist und in einer Weise sich an die Gleitfläche anschmiegt, ohne abzustreifen, dafs er auch das Schmiermittel vertreten kann.

Als solche Stoffe sind vor allem in Betracht gezogen die an das Wood'sche Metall sich anschliefsenden Legirungen, bestehend aus Wismuth, Cadmium, Blei, Zinn u. s. w. Dieselben sind für die in der Gasmaschine herrschenden Temperaturen flüssig, ohne sich zu verflüchtigen, können aber auch, mit anderen Stoffen vermischt, eine teigige Masse bilden.

Bei Verwendung von nur flüssigem Metall zur unmittelbaren Kraftaufnahme kommt man auf die in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführung.. Der Haupttheil ist eine U-förmige Röhre, in die eine solche Legirung eingegossen wird. Das Metall wird für den Betrieb zu Anfang durch äufsere Erwärmung, später durch die Wärme aus den Verpuffungen flüssig gehalten, und ist dazu bestimmt, eine bewegliche Trennung der Schenkel I und II zu schaffen. Im Schenkel I werden brennbare Ladungen zur Verpuffung gebracht, wodurch das Metall in II hineingetrieben wird, so dafs in I Ausdehnung erfolgen kann. Der Raum II dient als Saug- und Druckpumpe für luftförmige oder tropfbare Flüssigkeiten. Wenn die von der Verpuffung und Ausdehnung dem flüssigen Metall mitgetheilte lebendige Kraft verbraucht ist, fällt das Metall aus II zurück, saugt hier frische Luft nach, steigt in I empor und drückt die Verbrennungsreste durch ein nun geöffnetes Austrittsventil hinaus. Die folgende Bewegungsumkehrung saugt in I neues Brenngemisch nach, verursacht in II die Verdichtung der Druckflüssigkeit, bis das Sinken des Metalls in I die Zündstelle Z freilegt, bringt so die neue Ladung zur Verpuffung, und das Spiel wiederholt sich. Das Einstellen der Steuerungstheile erfolgt durch die Spannungsänderungen in den Cylindern I und II. Die Einrichtung des Viertaktes und der Verdichtung kann ohne weiteres getroffen werden, wenn man während des Saughubes die Zündung ausschaltet und sie erst nach der dem Saughube folgenden Rückschwankung eintreten läfst.

In Fig. 3 sind I und II die Verpuffungskammern, indem hier beide Kammern zur Kraftentwickelung dienen, und das Metall W überträgt die erhaltene lebendige Kraft auf den Kolben einer Kurbelmaschine. Der Kolben K braucht hier nur gegen das Metall zu dichten und kann lange nicht so heifs werden als ohne die Deckung durch das flüssige Metall.

Die grofse Menge des nach Fig. 3 zu verwendenden flüssigen Dichtungsmittels führt auf weitere Ausbildungen. In Fig. 4 ist das flüssige Metall in den Kolbenkörper hinein verlegt. Es nimmt die Mitte m der dichthaltenden Ringfläche d ein, wird links und rechts von festen Dichtungsstoffen r und r¹ eingeschlossen und dabei durch den Gasdruck selbst an die Cylinderwandungen angedrückt, so dafs wieder der Flüssigkeit das Abdichten gegen die Gase und den Ringflächen r und r¹ nur das Dichthalten gegen flüssige oder teigige Stoffe zufällt. Nach Fig. 4 ist der Kolbenkörper K so gestaltet, dafs er mit der an seinem Ende übergeschobenen Hülse H einen Ringraum von veränderbarer Länge d umgrenzt. Die Mitte dieser Rinne wird von einem ringförmigen Körper η η eingenommen, welcher selbst wieder an der Aufsenseite eine starke Ringnuth m trägt, die am höchsten Punkte mit einem im Körper K liegenden Kanal i in Verbindung steht. Die noch freien Ringräume s werden nach Art der Stopfbüchsen mit geeignetem Dichtungsstoff (Asbest, Kohlenmehl u. a.) oder mit Ringen weichen Metalles (Blei, Kupfer u. s. f.) ausgefüllt. Das Ganze soll durch H zusammengeprefst werden, so dafs es mit mäfsiger, aber genügender Kraft an die Cylinderwandungen angedrückt sei. Die Hohlräume m und i werden mit flüssigem Metall von der entsprechenden Art ausgefüllt, und dieses soll durch den Gasdruck, welcher auf der einen oder anderen Kolbenseite eben wirkt, in die Ringfläche geprefst werden. Die in i liegenden Rückschlagventile verhindern dabei, dafs das Metall »> durch den Kolben hindurchgeblasen werde.

Das Nachziehen der Hülse H geschieht von aufsen. In die Hülse H ist ein Stahlrohr R eingesetzt, welches die Kolbenstange k umschliefst und nach dem Kreuzkopfe führt. Auf k wird ein Gewinde für die Druckschraube S geschnitten, die auf R und damit auf H drückt. S kann auch durch eine Druckplatte ersetzt werden, die sich mittelst Schrauben oder Keile gegen den Kreuzkopf oder die Kolbenstange stemmt, oder auch durch Feder- oder Gasdruck.

Nach Fig. 5 bis 7 ist der Kolbenkörper K und die Hülse H mit der Einlage S¹ versehen. Hier ist das flüssige Metall W einfach über den Kolben gegossen, wobei zu beachten ist, dafs das Metall beim Erkalten nicht eine geschlossene, den Lauf des Kolbens hemmende Masse bilde. Zu dem Zweck ist der Spielraum zwischen dem Kolbenkopf und den Cylinderwandungen so eng genommen, dafs das ihn erfüllende Metall beim Erkalten infolge seiner Dünnwandigkeit zerreifsen mufs. Nach Fig. 6 und 7 sind am Kolbenkopf Rippen angebracht, die sich so zwischen das Metall setzen, dafs .es beim Erkalten in Stücke springen mufs.

Die Kolbendichtung kann auch in die Cylinderwandung gelegt werden. In Fig. 8 bis 12 sind solche Stopfbüchsen mit ihren Einlagen angedeutet. Der Kolben ist als Tauchkolben gebaut. In Fig. 8 und 10 ist wieder W das flüssige oder zähe Metall, w¹ sind Ringe, welche die Hauptmasse von W stützen sollen und gegen einander beweglich sein können, S¹ sind wieder Packungen aus Asbest oder Weichmetallringe, welche die Masse W vollends dicht einschliefsen sollen. Das Ganze wird wieder von einer Hülse H geprefst. Die Ringstücke w¹ n¹ tragen steife oder federnde Rippen, die das Zusammenschliefsen des Metalls beim Erkalten verhindern sollen.

Das sogenannte Wopd'sche Metall oder ähnliche Legirungen können auch durch Soda, Borax, Kohle, Asbest und die Oxyde der Metallgruppen, je einzeln oder vermengt, ganz besonders aber durch eine Mischung der leichtflüssigen Legirungen mit Kohle oder Asbest oder mit den Metalloxyden wieder je einzeln oder zu mehreren und der Soda, des Borax mit Silicaten u. s. w. ersetzt werden. Die begrenzenden Einlagen können aus Asbestgeweben, Drahtgeflechten, weichen, metallischen Ringen bestehen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Zum Abdichten beweglicher Verschlüsse hoch erhitzter Räume die Anordnung schwer flüchtiger Stoffe von leichter Schmelzbarkeit mit dem besonderen Zweck, durch sie Schmiermittel in den oberen Temperaturen zu ersetzen unter Benutzung von deren flüssigem Zustand bis zur völligen Erstarrungsgrenze hin, wobei das Zusammenschliefsen dieser Stoffe beim Erkalten durch Einlagen von steifen oder federnden Rippen vermieden wird.

2. Bei dem unter 1. gekennzeichneten ,Dichtungsmittel die Anordnung derart, dafs die Dichtungsflüssigkeit in einer Ringnuth des Kolbens mit mäfsiger Kraft durch die von aufsen mittelst der Druckschraube S und des Stahlrohres R regulirbare Hülse H zu sammen und an die Cylinderwandungen angeprefst werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.