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Kolbenmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenmaschine,
insbesondere einen Verbrennungsmotor, dessen Rahmen mindestens teilweise aus durch
Schweißung miteinander verbundenen Teilen besteht, von welchem Rahmen die Hauptteile,
welche die Zylinder und Kurbelwellenlager verbinden, aus, parallelen und sich parallel
zu den Zylinderachsen erstreckenden plattenförmigen Elementen bestehen.
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Im allgemeinen wird der Rahmen von Kalb-enmasthinen aus Gußkörpern
gefertigt oder sogar aus einem einzigen Gußstück. Es besteht die Neigung, zu geschweißten
Konstruktionen hierfür überzugehen.
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Die Erfindung bezweckt, dies Prinzip anwendbar zu machen durch den
Leitgedanken, Rahmen für Kolbenmaschinen aus mehr oder minder normalisierten Einzelteilen
aufzubauen, so daß man zu einer Vorfabrikation der Rahmeneinzelteile übergehen und
diese in Vorrat für zukünftig anzufertigende Maschinen halten kann. Der dabei vorherrschende
Gedanke besteht darin, die Maschinen je Zylindereinheit zu normalisieren. Die Hauptteile
des Rahmens sind plattenförmige Elemente gleicher Form, die sowohl die Zylinderhalterungen
als auch die Kurbelwellenlager tragen und die Ebene, in welcher die Zylinderreihe
oder -reihen liegen, zwischen den Zylindern schneiden. Diese Elemente übertragen
die Hauptkräfte in dem Rahmen zwischen den Zylinderdeckeln und der Kurbehwelle.
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Zwischen den genannten Elementen werden dann die Zylinder und gegebenenfalls
die Kreuzkopfführungen angeordnet.
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Die Erfindung hat den Zweck, die Elemente so auszubilden, daß zwischen
den genannten Hauptteilen die Zylinder- und Kreuzkopfführungen angebracht bzw. gebildet
werden können.
Gemäß der Erfindung besteht daher jeder Zylinder
der Kolbenmaschine für einen Arbeitiskolben oder für einen Kreuzkopfkolben aus einer
für sich vorbereiteten Einheit, ausgeführt als Halter für die Zylinderführung und
umfassend einen Mantel mit zwei (waagerechten) Endplatten, die zwischen benachbarten
-plattenförmigen Hauptteilen durch Schweißen befestigt werden.
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Was die Arbeitszylinder betrifft, wird auf der genannten Zylindereinheit
auch der Zylinderdeckel zu befestigen sein.
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Die Bolzen oder Zapfenenden, die dazu dienen, müssen natürlich auf
besonders sichere Weise befestigt werden.
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Gemäß der Erfindung erfolgt dies dadurch, daß die Enden der Zapfen
oder Bolzen befestigt werden mittels Streifen oder Laschen, die durch in Richtung
der Zapfenachsen verlaufende Schweißnähte gehalten werden. Diese Schweißnähte werden
dabei auf Abscherung beanspruchte, was im Hinblick auf die großen Kräfte die zweckmäßigste
Belastung dieser Schweißnähte ist-In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der
Erfindung dargestellt.
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Fig. i gibt einen Längsschnitt durch einen Teil des Rahmens eines
Mehrzylinderverbrennungsmotors gemäß Linie I-I der Fig. 2 wieder; Fig. 2 ist ein
Querschnitt nach Linie II-II der Fig. i ; Fig. 3 ist eine Oberansicht einer Zylindereinheit;
Fig. 4 ist ein Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3; Fig.5 ist eine Oberansicht der
Kreuzkopfführung.
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Der in Fig. i wiedergegebene Rahmenteil umfaßt zwei Einheiten., zu
denen je ein Zylinder und eine Kurbel der Kurbelwelle eines Motors mit in einer
Reihe angeordneten Zylindern gehören, wo, bei die Anzahl der Zylinder im Prinzip
unbegrenzt ist. Die Hauptteile des Rahmens sind flache plattenförmige Elemente i,
welche zwischen die Zylinder zu liegen kommen und die Lager 2 der Kurbelwelle aufnehmen,
so daß die Stangenkräfte durch die Elemente 2 aufgenommen werden können. Die Abstände
zwischen benachbarten Teilen i sind selbstverständlich nach Maßgabe der Zylinderteilung
normalisiert.
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Unten haben die Elemente i an einer Seide eine Ausnehmung 3, die die
Öffnung 4 seitlich zugänglich macht, durch welche die Kurbelwelle das Element i
durchsetzt. Diese Unterbrechung muß natürlich nach Montage der Kurbelwelle wieder
geschlossen werden, und zwar so, daß das plattenförmige Element i frei von Biegungsspannungen
bleibt, die durch die Stangenkräfte hervorgerufen werden. Der Rand der Ausnehmung
3 ist zur Verstärkung mit einem aufgeschweißten Streifen 5 versehen.
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Der wiedergegebene Rahmen ist bestimmt r für einem. Motor mit kolbenartig
ausgeführtem Kreuzkopf. Dieser Kreuzkopf muß in einer zylindrischen Führung laufen,
welche in jeder Zylindereinheit anzubringen ist, die für sich hergestellt wird,
und kann, zwischen zwei benachbarten plattenförmigen Elementen i angebracht und
verschweißt werden. Ein derartiges Element besteht aus einem Mantel, der aus zwei
U-förmigen Teilen 6 und 7 gebildet wird. Diese sind mit Öffnungen 8, 9 versehen,
die, falls. der Kreuzkopfkolben auch als Spülluftpumpe wirkt, als Druck- und Saugöffnungen
dienen. Der fast viereckige Mantel 6, 7 ist mit Endplatten io, i i versehen, mittels
denen der Mantel zwischen den zugehörigen plattenförmigen Hauptteilen i festgeschweißt
werden kann. Auf der Endplatte io ist ein ringförmiger Kragen 12 durch Schweißen
befestigt, der innen einen aufgeschweißten Ring 13 besitzt, an welchen die Zylinderführung
aufgehängt werden kann. Das untere Ende der Zylinder reicht bis durch eine Öffnung
in der unteren Endplatte i i und findet darin eine weitere Abstützung. Die Endplatten
io und ii können nach. außen. aus dem eigentlichen Rahmen der Maschine vorragen,
um als Ab-schlußplatten für einen als Aufnahmebehälter für die Spülluft dienenden,
unter Druck arbeitenden Raum benutzt werden zu können..
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Die ganze Einheit kann also für sich hergestellt, d. h. vorfabriziert
werden, und es, ist dann nur notwendig, sie an den. plattenförmigen Elementen i
durch die Schweißnähte 3o und gi zu befestigen, wodurch der Maschinenrahmen entsteht.
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Auch für die Arbeitszylinder wird Gebrauch gemacht von für sich gefertigten
Zylindereinheiten, in welchen die Zylinderführungen (Büchsen) bequem angebracht
werden können.
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Diese Zylindereinheiten besuchen ebenfalls aus einem Mantel 15, in
diesem Fall ein zylindrischer Mantel (s. auch Fig. 3 und 4).
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Die oberste Endplatte 16 ist eine dicke Platte von rechteckiger Form,
auf welcher dex Zylinderdeckel zu befesti.gen ist. Die Platte 16 paßt genau zwischen
die plattenförmigen Hauptteile i und kann: damit durch Schweißen vereinigt werden.
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Der unteire Teil des: Mantels 15 besteht aus einem dickeren Ring
17, so daß, wenn die Zylinderbüchse angebracht ist, zwischen dieser und dem
Mantel 15 ein Raum für Kühlwasser frei bleibt und die Führung lediglich oben durch
die Platte 16 und unten durch dem. Ring 17 abgestützt wird. Der Mantel 15
ist mit einem . Rohrstutzen 18 versehen, der zur Zuführung des. Kühlwassers
in den erwähnten Raum dient. Das. Kühlwasser kann durch Ausnehmungen i9 im Rand
der Öffnung der Platten 16 ablaufen und in den Deckel zur Kühlung desselben eintreten.
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Der untere Ring 17 sitzt in: einer rechteckigen. Endplatte
2o, welche ebenfalls zwischen den rechten Teilen festgeschweißt wird.
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Zwischen der Oberplatte 16 und der Unterplatte 2o sind an. einigen
Stellen Rohrstücke ä2 (s. Fig. 3 und 4) angeschweißt. Diese gehen nach unten über
in Muttern 23. In diese Muttern werden die Zapfenenden. 24 eingeschraubt, die durch
die Öffnungen 25 in der oberen, Platte 16 reichen. An der Seite von einem Hauptrahmentell
i ist an dem Rohrstück 22 ein Streifen .26 angeschweißt. Die andere Längsseite dieses
Streifens .ist durch die
Schweißnaht 2:7 an dem Hauptrahmenteil
i befestigt. Der erhebliche Zug, der von dem Zapfenende 24 übertragen wird, wird
also, über den Stre&-fen 2,6 auf die Hauptrahmenplatte i abgeleitet,
wobei die beiden Schweißnähte lediglich auf Abscherung beansprucht werden, eine
Beanspruchung, die die Schweißnähte gut aufnehmen können. Das Anziehen der Zapfen
24 beim Befestigen des Zylinderdeckels bringt die Rohrstücke 22, da das Muttergewinde
23 an ihrem unteren Ende liegt, in Druckspannung, welche als Vorspannung in dem
System zur Übertragung der Stangenkräfte wirkt, ohne daß dabei eine Schweißnaht
unter Zugspannung kommt.
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Auch die ganze Zylindereinheit kann vorgefertigt werden. Sie wird
mit den Schweißungen 27, 33, 34 an den Platten i des Rahmens befestigt.