DE719478C

DE719478C - Cylinders for piston engines with slot control, especially for aircraft engines

Info

Publication number: DE719478C
Application number: DEA81898D
Authority: DE
Inventors: Karl Schneider
Original assignee: Adolph Saurer AG
Current assignee: Saurer AG
Priority date: 1937-02-05
Filing date: 1937-02-05
Publication date: 1942-04-09

Description

Zylinder für Kolbenmaschinen mit Schlitzsteuerung, insbesondere für Flugmotoren Die- Erfindung bezieht sich auf einen Zylinder für Kolbenmaschinen mit Schlitzsteuerung, insbesondere für im Zweitakt arbeitende, schnell laufende Flugmotoren, bei denen der Kolben in seiner in einem Kühlmantel- eingezogenen - Zylinderbüchse- läuft, die an den Dichtungsstellen für die zwischen Büchse -und Mantel. gebildeten Kühlräume mit nach diesen Räumen zu offenen Taschen versehen ist.Cylinders for piston machines with slot control, in particular for Aircraft engines The invention relates to a cylinder for piston engines with Slot control, especially for two-stroke, high-speed aircraft engines, in which the piston is retracted in a cooling jacket - cylinder liner - runs, which at the sealing points for between the sleeve and jacket. educated Cold rooms are provided with pockets that are open to these rooms.

Es ist bekannt, die Abdichtung ,gegen die Kühlflüssigkeit durch Gummiringe vorzunehmen. Diese Abdichtungsart hat sich insbesondere an den den Schlitzen benachbarten Dichtungsstellen nicht bewährt. Bekanntlich ist der .mit dien- Schlitzen versehene mittlere Teil des Zylinders. bei Zweitaktmaschinen stets wechselnden Temperaturen unterworfen, da er abwechselnd von den heißen Auspuffgasen und der kalten Spülluft bestrichen wird:. Die Gummiringe müssen daher häufig ausgewechselt werden, was ein Herausziehen der Büchse nötig macht. Auch wird durch die Gummiringe der Zylinderdurchmesser und damit das Gewicht der Maschine vergrößert, was besonders für Flugmotoren von Bedeu,-tünä ist, da die Gummiringe mit 8/4 ihrer Dicke in den Ringflansch der Tasche eingelassen sein müssen. Damit vergrößern sich auch die übrigen Abmessungen des Zylin-.ders, insbesondere auch des Büchsenflansches, was leine erhebliche Gewichtszunahme bedeutet und die Kühlung der Büchse im Oberteil beeinträchtigt.It is known to seal against the cooling liquid by means of rubber rings to undertake. This type of sealing has proven particularly useful in the areas adjacent to the slots Sealing points not proven. It is well known that the .mit diene slots are provided middle part of the cylinder. with two-stroke machines constantly changing temperatures subject, as he alternates between the hot exhaust gases and the cold scavenging air is coated :. The rubber rings must therefore be replaced frequently, which is a Pulling out the rifle makes it necessary. The cylinder diameter is also determined by the rubber rings and thus the weight of the machine increased, which is especially true for aircraft engines of It is important that the rubber rings are 8/4 of their thickness in the ring flange of the bag must be let in. This also increases the other dimensions of the Cylin-.ders, especially of the liner flange, which leads to a considerable increase in weight means and affects the cooling of the sleeve in the upper part.

Anderseits hat man bei Viertaktmaschinen schon die Laufbüchse eingepreßt, unmittelbar anliegend an den Kühlmantel, um eine ,gute metallische Berührung zwischen Büchse und Mantel zu erhalten und dadurch einen wirksamen Wärmeübergang zu sichern. Man kennt jedoch die Schwierigkeiten, die gerade bei passend eingepreßten Büchsen infolge von Deformationen bei Erwärmung im Betriebszustand ,auftreten, die sich in Form von Undichtheiten zwischen den Gasstutzen und den Wasserräumen äußern.On the other hand, the liner has already been pressed in on four-stroke machines, directly adjacent to the cooling jacket to ensure good metallic contact between To preserve the sleeve and jacket and thereby ensure effective heat transfer. However, one knows the difficulties that arise with appropriately pressed-in bushings as a result of deformations when heated in the operating state, which occur in shape of leaks between the gas nozzle and the water spaces to express.

Schließlich hat man; um die Nachteile dieser Abdichtungsart zu vermeiden, die Riggflansche edier Zylinderbüchsen reit der Büchse durch dünnwandige, elastische Teile verbunden, zum Zwecke, dem Zylinder freie Beweglichkeit gegenüber dem Kühlmantel zu sicheln. Diese Ausführung hat jedoch dien Nachteil, @daß gerade die bei Flugmotoren mit kurzen Pleuelstangen besonders hoben Seitendrücke dies Kolbens auf die Laufbüchse durch die elastischen, dünnwandigen,- Teile der Ringflansche gar nicht aufgenommen werden können, daß also, mit anderen Worten, de Laufbüchsen nicht hinreichend gut abgestützt sind.After all, one has; to avoid the disadvantages of this type of sealing, The rig flange of the cylinder liners rides the liner through thin-walled, elastic ones Parts connected, for the purpose of free movement of the cylinder with respect to the cooling jacket to sickle. However, this design has the disadvantage that it is precisely the case with aircraft engines with short connecting rods in particular, side pressures lifted this piston onto the liner not absorbed at all by the elastic, thin-walled parts of the ring flanges that, in other words, de liners are not good enough are supported.

Gemäß der Erfindung sind diese @tbelstände bei guter Abdichtung der Kühlräume .dadurch vermieden, daß die Ringflansche der Taschen sich an ihrem äußeren Umfange von der Wurzel aus leicht kegelförmig erweitern und dadurch elastisch sind, wobei die Auflagerflächen am Kühlmantel zylindrisch sind, so daß die Ringflansche nach dem Einsetzen federnd an dem Mantel anliegen und die Kühlräume abdichten., während sich an die Taschen anschließende starre Ringteile der Büchse diese gegen Seitendrücke des Kolbens auf dem Kühlmantel abstützen. Hierdurch ist an: den Dichtungsstellen der Kühlräume :eine rein metallische Dichtung geschaffen, durch die nicht nur der bekannte Nachteil der Gummiringe vermieden ist, nämlich die ständige Wartung und häufige Erneuerung besonders im Bereich der Schlitze, sondern auch eine wesentliche Verkleinerung der Abmessungen des Zylinders und damit seines Gewichtes ermöglicht wird, was für Flugmotoren von ganz besonderer -Bedeutung ist. Durch die Erfindung also ist insbesondere für einien Flugmotor ein leichter, gut gekühlter und betriebssicherer Zylinder geschaffen, der nur einen kleinen Raumbedarf hat. Dabei werden die bei Flugmotoren mit kurzen Pleuelstangen besonders hohen Seitendrücke dies Kolbiens auf die Laufbüchse durch die starren Ringteile der Büchse aufgenommen und auf den Mantel übertragen, so daß die Büchse gut abgestützt ist. Dagegen versehen die elastisch gehaltenen Ringflansche ausschließlich -die Abdichtung.According to the invention, these @tbelstands with good sealing of the Cooling rooms. Avoided that the ring flanges of the bags on their outer Extend the circumference slightly conical from the root and are therefore elastic, the bearing surfaces on the cooling jacket are cylindrical so that the annular flanges after insertion, rest against the jacket and seal the cooling spaces., while rigid ring parts of the sleeve adjoining the pockets counteract them Support side pressures of the piston on the cooling jacket. This is at: the sealing points of the cold rooms: a purely metallic seal created through which not only the known disadvantage of rubber rings is avoided, namely the constant maintenance and frequent renewal especially in the area of the slots, but also an essential one Reduction of the dimensions of the cylinder and thus its weight allows becomes, which is of very special importance for aircraft engines. Through the invention so, especially for an aircraft engine, a light, well-cooled and operationally reliable one is needed Cylinder created that only takes up a small amount of space. The at Aircraft engines with short connecting rods have particularly high side pressures of this Kolbien added to the liner through the rigid ring parts of the liner and on the Transfer coat so that the sleeve is well supported. In contrast, the elastic The ring flanges held exclusively - the seal.

Die Elastizität des Ringflansches der Taschen wind noch erhöht, wenn die Ringflansche an der Wurzel mit Ringnuten versehen sind _ und sie sich an ihrem inneren Umfange nach der freien Kante hin verjüngen.The elasticity of the ring flange of the bags is increased even further, though the ring flanges at the root are provided with ring grooves _ and they are attached to theirs taper the inner circumference towards the free edge.

Um auf der gleichen Büchse mehrere Abstützungen und Abdichtungen der beschriebenen Art anbringen ztt können, werden die zylindrischen Auflageflächen des Kühlmantels der in der Einsetzrichtung der Büchsen aufeinanderfolgenden Taschen mit abnehmendem Durchmesser abgestuft.In order to have several supports and seals of the Attach the type described ztt, the cylindrical bearing surfaces of the cooling jacket of the successive pockets in the direction of insertion of the cans graduated with decreasing diameter.

Auf der Zeichnung ist ein mit der Abdichtung versehener Zylinder einer Zw eitaktbrennnkraftmas,chine mit Schlitzsteuerung im Längsschnitt .dargestellt.In the drawing, a cylinder provided with the seal is one Dual-cycle internal combustion engine with slot control in longitudinal section .shown.

In den Kühlmantel a ist bei der dargestellten Ausführungsform die aus Stahl bestehende Büchse b !eingesetzt, welche die Lauffläche e für :den nicht eingezeichneten .:Kolben bildet. In der Mitte ist die Büchse b mit Schlitzend versehen, durch welche die Verbrennungsrückstände in die Auspuffleitunge austreten bzw. die Spülluft in den Zylinder eintritt. Zwischen den Schlitzend verbleiben die Stege f. Zu beiden Seiten der Auspuffleitung e ist der Mantel a mit Aussparttn.geng versehen, die bei eingesetzter Büchse b die ringförmigen Kühlräume bilden, durch welche die Kühlflüssigkeit hindurchgeführt wird. Die Kühlflüssigkeit tritt durch die Öffnung h am unteren Ende des Mantels « ein und durch die Öffnung i am oberen Ende des Gehäuses aus.In the cooling jacket a is in the illustrated embodiment made of steel bushing b! used, which the tread e for: the not drawn.: piston forms. In the middle the sleeve b is provided with a slit, through which the combustion residues escape into the exhaust pipe or the Purge air enters the cylinder. The webs remain between the slot ends f. On both sides of the exhaust line e, the jacket a is provided with cutouts, which form the ring-shaped cooling spaces when the sleeve b is inserted, through which the Cooling liquid is passed through. The coolant passes through the opening h at the lower end of the shell and through the opening i at the upper end of the housing the end.

Die Büchse b ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel an drei Stellen, mit Taschen.k versehen, deren äußere Ringflansche nt annähernd axial gerichtet und elastisch sind. Diese Taschenh sind so vorgesehen, daß sie nach den Kühlräumeng hin offen sind. An die Taschen k schließen sich starre Ringteile der Büchse an. Die obere Tasche ist also nach oben hin abgeschlossen, die beiden Barunterliegenden Taschen schließen sich an die Enden der Stege f an, sie sind also nach der Auspuffleitunge hin abgeschlossen. Den Taschen entsprechend ist der Mantel a mit Auflagerflächen n versehen.In the illustrated embodiment, the bushing b is provided with Taschen.k at three points, the outer ring flanges of which are nt approximately axially directed and elastic. These pockets are designed to be open to the cold storage rooms. Rigid ring parts of the bushing are attached to the pockets k. The upper pocket is therefore closed at the top, the two pockets below the bar adjoin the ends of the webs f, so they are closed towards the exhaust pipe. Corresponding to the pockets, the jacket a is provided with bearing surfaces n .

Die Ringflansche in nehmen zur Erhöhung ihrer Elastizität von ihrer Wurzel aus nach der freien Kante zu durch Vergrößerung des Innendurchmessers in ihrer Stärke etwas ab. Ferner ist dicht unterhalb der Wurzel der Ringflansche in eine Ringnut o vorgesehen, so daß :an der Wurzeleine schwache Stelle entsteht, durch welche die Elastizität der Ringflansche noch weiter erhöht wird.The ring flanges in take to increase their elasticity from their Root out towards the free edge by increasing the inside diameter in their strength somewhat. Furthermore, just below the root of the ring flange is in an annular groove o is provided so that: at the root a weak point arises through which the elasticity of the ring flanges is increased even further.

Um das Einsetzen der Büchse b in den Mantela zu erleichtern, ist der Durchmesser der =mittleren Auflagerfläche n kleiner als Bier Durchmesser der obersten Auflagerringfläche und der Durchmesser der untersten Fläche etwas kleiner als der Durchmesser der mittleren Fläche. An der Außenseite sind die Ringwände.m von den Ringnuten o aus nach der freien Kante zu etwas kegelförmig ausgebildet, so daß an der- Kante der Außendurchmesser größer ist als Bier Durchmesser der entsprechenden Auflagerringflächen n. Wird daher die Büchse b in. den Mantel a eingesetzt, :so legen sich, die Ringflanschent, die etwas nach innen durchfedern müssen, mit seinem gewissen Anpressungsdruck (Vorspannung) auf die Auflagerflächen n dies Mantelsa und dichten dadurch die Kühlräume ä nach ,außen hin auf dem ganzen Umfange gut ab. Die Federung der Ringfl,ansch@em ist durch die Ringnuten,o so weich gemacht, daß beim Einsetzen der Büchse b in den Mantel a eine Formänderung der Lauffläche c für den Kolben nicht eintreten kann.In order to facilitate the insertion of the sleeve b into the mantela, the Diameter of the = middle bearing surface n smaller than the beer diameter of the top Support ring surface and the diameter of the lowest surface slightly smaller than that Diameter of the central area. On the outside are the ring walls.m of the Annular grooves o from after the free edge formed to be somewhat conical, so that on the edge of the outside diameter is larger than beer diameter the corresponding bearing ring surfaces n. If the bushing b is therefore inserted into the jacket a, : so lie down, the ring flanges, which have to deflect a little inwards, with its certain contact pressure (preload) on the bearing surfaces n this shella and thereby seal the cold rooms - outwards and outwards - well over the entire circumference. The suspension of the ring fl, an @ em is made so soft by the ring grooves, that when inserting the sleeve b into the jacket a, a change in shape of the tread c for the piston cannot enter.

Durch ,die Auflageruml Büchse b auf dem Mantela an mehr-eilen Stellen ist auch ,eine ,gute Abstützung der Bücchse gegen seitliche Drücke geschaffen, die von den sich an die Taschen anschließenden starren Ringteilen der Büchsie aufgenömmen werden.Through, the Auflageruml bushing b on the mantle in several-rush places is also, a good support of the liner against lateral pressures created from the rigid ring parts of the Büchsie adjoining the pockets will.

Am unteren Teil des Zylinders ist bei der dargestellten Ausführungsform der Kühlraumg durch eine Stopfbüchsep üblicher Bauart nach ,außen hin abgedichtet, es kann aber auch an die Stelle dieser Stopfbüchse eine Tasche k treten.On the lower part of the cylinder is in the illustrated embodiment the cold room is sealed to the outside by a stuffing box of the usual type, but a pocket k can also take the place of this stuffing box.

In: den Stegen/ sind axiale Kanäle r vorgesehen, die in das Innere der sich anschlie-B:enden Taschen h münden. Dadurch sind die beiden Kühlrätune ä miteinander in Verbindung gesetzt.In: the webs / axial channels r are provided which lead into the interior the subsequent pockets h open. This means that the two cooling units are similar connected to each other.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Cylinders for piston engines with slot control, especially for aircraft engines, in which the cooled cylinder is provided with pockets that open to these spaces at the sealing points for the cooling spaces formed between the liner and cooling jacket characterized in that the annular flanges (m) of the pockets (k) are on their outer. Extent from the root. expand slightly conically. and thereby are elastic, the bearing surfaces (tz) on the cooling jacket (a) being cylindrical so that the ring flanges rest resiliently against the jacket after being inserted and seal the cooling spaces, while rigid ring parts of the sleeve (b) adjoining the pockets , support against side pressure of the piston on glue cooling jacket. z. Cylinder according to Claim i, characterized in that annular grooves (o) are provided at the roots of the annular flanges (m.) Which form the pockets (h). 3. Cylinder according to claim i, characterized in that the annular flanges (in) forming the pockets (h) taper at their inner circumference towards the free edge.