DE768122C

DE768122C - Einrichtung zur Kolbenkuehlung

Info

Publication number: DE768122C
Application number: DEJ66088D
Authority: DE
Inventors: Waldemar Dipl-Ing Hryniszak
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1939-12-10
Filing date: 1939-12-10
Publication date: 1955-11-03

Description

Einrichtung zur Kolbenkühlung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kolbenkühlung nach dem Zusatzpatent 768 o85, bei welcher der im Kolben zur Hindurchführung des Kühlluftstromes vorgesehene Hohlraum derart ausgebildete Zu- und Abströmöffnungen besitzt, daß sie während des ganzen Arbeitsspieles des Kolbens, also auch während der Spül- und Ladezeit, in dauernder Verbindung mit der Zu- und Abfuhrleitung für die ständig strömende Luft stehen.
Derartige Kolben finden bei Brennkraftrriaschinen Anwendung, welche sich durch Betriebsdrehzahlen auszeichnen, die ein Vielfaches der bisher üblichen Drehzahlen von Kolbenbrennkraftmaschinen betragen. Ein derartiger Betrieb bringt es mit sich, daß bei dem raschen Richtungswechsel, dem der Kolben ausgesetzt ist, außerordentlich große Massenkräfte auftreten, die durch die bisher üblichen Konstruktionen nicht beherrscht werden konnten. Es ist Aufgabe der Erfindung, den Kolbenkörper nach dem Hauptpatent leichter auszugestalten, die Abgabe der Kolbenwärme an den ununterbrochen fließenden Verdichter-Luftstrom zu vervollkommnen und den diesem Luftstrom entgegengesetzten Strömungswiderstand auf ein Mindestmaß herabzusetzen.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der mit kleiner Führungsfläche versehene Kolbenboden und der mit großer Führungsfläche arbeitende Kolbenkörper, zwischen denen die Spülluft hindurchstreicht, in an sich bekannter Weise als Differentialkolben ausgebildet wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch in einem Mittellängsschnitt dargestellt.
Der in dem' Zylinder i gleitende Differentialkolben 2 besteht im wesentlichen aus einem Kolbenboden 6 mit einem Führungsrand 7 von geringer axialer Erstreckung und einem Durchmesser gleich dem Zylinderdurchmesser und aus einem mit dem Bodenteil verbundenen Kolbenschaft 8, der eine zylindrische Führungsfläche i i von verhältnismäßig großer axialer Erstreckung mit einem Durchmesser, der kleiner als die Bohrung des Zylinders i ist, besitzt. Hierbei ist gemäß der Erfindung die gegenseitige Lage von Bodenteil 6 und Schaftteil 8 so gewählt, daß nur vom Schaftteil die Führung des Differentialkolbens übernommen wird, der Führungsrand 7 des Kolbenbodens also weitgehend von Normalkräften entlastet wird, wodurch es gelingt, die Reibungskräfte des Kolbenbodens auch trotz der abnorm hohen Drehzahlen in technisch tragbaren Grenzen zu halten.
Die Einlaßöffnung 3 des Arbeitszylinders i steht über die Leitung 13 mit der Druckseite des nicht gezeichneten Spül- und Ladeluftv erdichters in Verbindung, während die Auslaßöffnung d. in die Ausströmleitung 14 einmündet, welche zu der ebenfalls nicht gezeichneten, zusätzlichen Entspannungsmaschine (Gasturbine, Rückstoßdüse) führt.
Je nach der Lage des Arbeitskolbens 2 bzw. seines Bodenteiles 6 ergeben sich für die Durchströmung des Differentialkolbens verschiedene Verhältnisse.
Wenn sich (wie in der Abbildung dargestellt) der Kolben in der Nähe des oberen Totpunktes befindet, bespült die gesamte, durch den Einlaßschlitz 3 in den vom Einsatzstück io, vom Kolben 2 und von einen Teil des Zylinders i gebildeten Raum ib eintretende verdichtete Luft den Kolbenboden 6 und den Schaft $, wobei ihr Arbeitsvermögen durch Aufnahme der großen im Brennraum i" freiwerdenden und nicht restlos in mechanische Arbeit umgewandelte Wärmemenge vergrößert wird. Der Strom der verdichteten Luft erfährt auch beim Abwärtsgang des Kolbens keine Unterbrechung, sondern sobald der Kolbenbodenteil 6 beim Abwärtsgang die Auslaß- und Einlaßschlitze freigegeben hat, durchströmt ein Teil der verdichteten Luft den Raum ib wie beschrieben, während ein anderer Teil der Luft sich abspaltet und durch den Brennraum i" hindurchtritt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Schaft 8 anschließend an die Führungsfläche ii eine Einschnürung 15 auf, welche sich bis zum Kolbenboden 6 erstreckt. An seinem dem Brennraum zugekehrten Ende ist der Schaft dabei zweckmäßig mit Rippen 5 versehen, zwecks besserer Abgabe von Wärme zur Erhöhung des Arbeitsvermögens des verdichteten Luftstromes. Im Schaft 8 ist im Bereich der Führungsfläche i i der Kolbenbolzen 9 gelagert, der in an sich bekannter Weise die Leistung der Kolbenbrennkraftmaschine über das Pleuel 12 auf die nicht gezeichnete Kurbelwelle überträgt.
Die Gleitbahn für den Führungsteil i i wird durch ein in den Zylinder i eingepaßtes Einsatzstück io, dessen Material neben hoher Verschleißfestigkeit vorteilhaft die gleiche '\@'ärmedeltnung wie das -Material des Führungsteiles aufweist, gebildet.

Claims

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Kolbenkühlung nach Patent 768 085, dadurch gekennzeichnet, daß der mit kleiner Führungsfläche versehene Kolbenboden (6) und der mit großer Führungsfläche arbeitende Kolbenkörper (8), zwischen denen die Kühlluft hindurchstreicht, in an sich bekannter Weise als Differentialkolben ausgebildet sind. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift 1r.365479: USA.-Patentschrift N r. 1 a.25 o5.4.