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Zylinderanordnung, insbesondere für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen
Bei Brennkraftmaschinen entsteht im Augenblick der Zündung infolge des äußerst schnell
ansteigenden Druckes im Verbrennungsraum eine stoßartige Kraft, die zu periodisch
auftretenden Erschütterungen zwischen Zylinder und Kurbelwelle führt, wodurch die
Verbindungsstellen zwischen diesen beiden Teilen stark beansprucht werden. Diese
Erschütterungen steigern sich noch unangenehm, wenn gelegentlich Frühzündungen o.
dgl. Unregelmäßigkeiten auftreten. Unter Umständen können dadurch Brüche der Verbindungen
zwischen Zylinder und der Lagerung der Kurbelwelle auftreten. Bei Dampfmaschinen
ist z. B. der Bruch des Zylinderbodens durch Wasserschlag bei Anlaufen der Maschine
nach einem längeren Stillstand eine bekannte Erscheinung.
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Bei der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, (laß der oder die
Zylinder mit dem Maschinengehäuse über nachgiebige Tragkörper, z.13. Gurmniblöcke,
verbunden sind, die beiderseits in der durch die Zylinderachse und die Kurbelachse
gelegten Ebene liegen und die eine geringe Verschiebung des Zylinders in axialer
und seitlicher Richtung zulassen. Durch die erwähnte Verschiebung des Zylinders,
die infolge der verwendeten Tragkörper mehr oder weniger elastisch erfolgt, werden
die Auftretenden Stöße gedämpft und damit die' erwiihnten Verbindungsstellen entlastet.
Es ist zweckmäßig, die Anordnung so zu treffen, daß eine wesentliche Verschiebung
des Zylinders nur bei solchen Stößen erfolgt, die stärker sind als die normalerweise
auftretenden Stoßkräfte.
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Es ist an sich bekannt, Zylinder von Brennkraftmasehinen gegenüber
der Kurbelwelle nachgiebig verschiebbar anzuordnen. So hat man z. B. mit Hilfe von
Gestängen die Zylinder' derart weitgehend verschiebbar eingerichtet, daß das Verdichtungsverhältnis
des Motors in bestimmten Grenzen geändert werden kann. Wenn dabei auch eine gewisse
Nachgiebigkeit bei den verwendeten Verstel lgestängen vorhanden ist, so liegt .doch
diesem bekannten Vorschlag nicht die Aufgab nach der Erfindung zugrunde, und es
ist auch hier nicht die Lösung nach der Erfindung ausgesprochen.
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Elastische Lagerungen als solche sind nicht neu, denn es werden vielfach
insbesondere die Antriebsmotoren von Kraftfahrzett-cn nachgiebig gelagert. Eine
solche Lagerung kann aber nicht die -zwischen Zylinder und Kurbelwelle auftretenden
und sich auf die Verbindungen zwischen diesen Teilen auswirkenden Stöße cLimpfen.
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Es ist schließlich noch bekannt, -zwischen Zylinder und Gehäuse eine
wärmeisolierende Schicht einzuschalten, um einen Wärmeübergang vorn Zylinder auf
(las Gcliiiuse zu verhindern.
Wärmeisolierende Mittel können aber
nicht °die- Wirkung` einer elastischen Schwingungsdämpfung ausüben, ganz abgesehen
davon, daß die Aufgabe nach der Erfindung bei der erwähnten Anordnung auch nicht
gestellt war.
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Es ist angebracht, bei der praktischen Ausführung nach der Erfindung
Führungsflächen für die Zylinder am Gehäuse vorzusehen, damit die Zylinderachse
stets senkrecht zur Kurbel gehalten wird. Um auch durch die sich berührenden Flächen
eine Dämpfungswirkung hervorzurufen, können diese mit einem Reibungsbelag versehen
sein, wie er aus dem Kupplungs- und Bremsenbau bekannt ist. Diese Beläge können
in einer der bekannten Arten, z. B. durch versenkte Niefen, an den Flächen befestigt
sein.
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Da bei der Anordnung nach der Erfindung eine gewisse Beweglichkeit
zwischen Zylinder und Kurbelwelle vorliegt, muß in die Steuerung, falls diese von
der Kurbelwelle aus angetrieben wird, ein Ausgleich eingebaut werden, z. B kann
eine hohle Nockenwelle vorgesehen sein, die durch einen Mitnehmer angetrieben wird,
der mit Spiel in das Innere der Nockenwelle eingreift und mit ihr durch ein Universalgelenk
verbunden ist.
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Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt
Fig. i einen senkrechten Querschnitt. Fig.2 einen Aufriß einer Mehrzylinderinaschine,
teilweise im Schnitt, Fig. 3 eines. waagerechten Schnitt nach der Linie III-III
der Fig. 2, Fig. 4. eine Seitenansicht eines einzelnen Zylinders: Fig. 5 einen senkrechten
Schnitt durch einen Zylinder anderer Ausführungsform. Beider Ausführung nach Fig.
i bis 3 handelt es sich um eine Vierzvlinder-Brennkraftmaschine, deren Kurbelwelle
i in den Kurbelwellenlagern 2 des üblichen Maschinengestells gelagert ist. An diesem
-Gestell befindet sich unten die Ölwanne 3, die zusammen mit den Wänden .I das Kurbelwel
lengehäuse bildet.
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In regelmäßigen Abständen besitzt der Rahmen bzw. das Gehäuse der
Maschine senkrechte Wände io, die Führungsflächen bilden. Die Wände können außen
mit Rippen versehen sein, wie dies bei der rechten Wand in Fig. 2 und 3 der Fall
ist, oder sie können anderweitig versteift sein. 'Andererseits kann eine solche
Wand (vgl. die linke Seite der Fig. 2) zur Befestigung eines Gehäuses 5 dienen bzw.
finit dieseln aus einem Stück bestehen, wobei das Gehäuse hei der hier dargestellten
Ausführtitigsform ein Zahnradgetriebe aufnimmt.
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In die durch die Wände io gebildeten Führungen sind Zylinder G eingesetzt,
die die Form nach Fig..I besitzen. Jeder Zylinder weist zwei Auflageflächen 7 auf,
die auf den Führungsflächen der Wände io gleiten. Zwischen den Führungsflächen befinden
sich arn Zylinder Ansätze 8, durch die der Zylinder auf dem Rahmen der Maschine
unter Zwischenschaltung von zwei elastischen Blöcken 9, z. B. aus Gummi, elastisch
abgestützt ist. Die Blöcke 9 ruhen in einem Lagerkasten 12, der z. B. einstellbar
durch Schrauben 13 oder andere Mittel mit einer Tragplatte i i des Maschinenrahmens
verbunden ist. Die Tragplatte i i kann zweckmäßig aus einem Steg bestehen, der die
Wände io verbindet und mit ihnen ein Stück bildet. Die Tragplatten dienen also als
Träger für die Zylinder und als Verstrebung für die Wände io, und gleichzeitig bilden
sie einen Anschlag gegen Querverschiebungen der Zylinder. Damit die Blöcke 9 keinen
zu hohen Temperaturen ausgesetzt werden, liegen sie am besten an einer weniger heißen
oder gut gekühlten Stelle, z. B. werden aus diesem Grunde die Ansätze 8 außerhalb
des Kühlmantels des Zylinders vorgesehen. . Die Abdichtung der in der geschilderten
Weise beweglichen Zylinder gegenüber dem Kurbelgehäuse geschieht durch elastische
Streifen 1:1. o. dgl.
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Bei der beschriebenen Ausführung ist angenommen, daß die Zylinderflächen
7 auf den Führungsflächen der Wände io gleiten. Es kann in diesem Falle eine Schmierung
vorgesehen sein. Unter Umständen können auch eine oder mehrere Zwischenräume weggelassen
werden, wobei sich dann zwei aufeinanderfolgende Zylinder mit ihren Flächen 7 gegeneinander
abstützen. Da die Zylinder- je für sich elastisch abgestützt sind, kann auch in
diesem Falle keine gegenseitige Beeinflussung stattfinden. Man könnte sogar unter
Fortlassung der Zwischenwände die elastischen Blöcke g von einem zum anderen Zylinder.
durchlaufen lassen.
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Es kann auch erwünscht sein, die Führungsflächen zwischen,Zylinder
und Zwischenwänden mit einem Reibungsbelag zu versehen. Dadurch wird die Bewegung
der Zylinder zusätzlich gedämpft. Als Reibungsbelag finden die aus dem Kupplungs-
und Breinsenbau bekannten Stoffe Anwendung. Die Befestigung erfolgt in der üblichen
Weise, z. B. durch versenkte Nieten.
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Bei der Ausführung nach Fig. 5 ist der Zylinder auf einer Konsole
15 des Rahmens abgestützt. Auf dieser Konsole befindet sich zunächst ein Gummiblock
9, sodann der Ansatz 8 des Zylinders und ferner noch ein weiterer Block 9, der von
einer Kappe 17 überdeckt wird. Sämtliche Teile werden durch Schraubenbolzen 16 zusammengehalten.
Die
seitlicheVerschiehung des Zylinders wird hier durch Anschlagplatten 1ä verhindert,
die an den Wänden io befestigt, z. B. angeschraubt sind.