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Zylinder für Wärmekraftmaschinen mit gegenläufigen Kolben, insbesondere
mit gegenläufigen Freiflugkolben Die Erfindung bezieht sich auf für Wärmekraftmaschinen
mit gegenläufigen Kolben, dnsbesondere Freiftugkolben, dienende dreiteilige Zylinder,
deren mittlerer Teil die zwischen den gegenläufigen Kolben leti ihrer inneren Totpunktsstell:ung
gebildete Verbrennungskammer umschließt, während die beiderseits des mittleren Zyl,ind#--rteiils
unter Verwendung von angeschlossenen Seitenteile dlie Kolbenlaufflächen billden.
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Derartige dreiteilige Zylinder sind an sich bekann.t. Bei den bekannten
Konstruktionen überdeckt der mittlere Zylinderteil die Seitenteile auf einer verhältnismäßig
großen Länge, und der mittlere Zylinderteil ist an (die Seitenteile mit Hilfe von
Schrattbenbolzen,in der Nähe der Ein- und Au@slaßöffnungen des Zylinders angeschlossen,
dfas heißt also an Stellen, an d enen die Betriebstemperatur verhältn-ism:äßig niedrig
ist. Die bekannte Konstruktion ist recht kostspielig, da der aus sehr hochwertigem
fferkstoff bestehende mittlere Zylinderteil eine sehr große Länge haben muß, die
ein Vielfaches der axilalen Länge der im Moment der Inneren Totpunktsstellu.ng der
Kolben zwischendiesen gebildeten Verbrennungskammer beträgt. Außerdem ist es bei
der bekannten Konstruktion schwierig, für eine genügende Abdichtung am inneren Ende
der seitlichen Zylinderteile zu sorgen.
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Beidem Erfindungsgegenstand liegen die Befestigungsimittel zwischen
dem mittleren Zylinderteil, der nur eine recht kurze axiale Länge zu besitzen
braucht,
und den seitlichen Zylinderieiilen in unmittelbarer Nähe d 'er Verbrennungskammer.
Um zwischen den Zylinderteilen eine absolut zuverlässige AbdIchtung zu erhalten,
wirken erfindungsgemäß die zur Befestigung eines jeden Zylinderseitenteils an dem
Zylnndermittelbeil dienenden und eine axiale Druckwirkung habentfen Schrauben auf
einen Ring, der .das innere Ende des .betreffenden Zylinderseitenteils dicht umschließt
und durch seine Anlage an einen Ansatz ödes inneren Endes des Zylinderseitenteils
den Letztgenannten mittels des Schraubendrucks an den mittleren Zylinderteil anpreßt,
wobei dieser Ring nach Erwärmung des Zylinders auf seinen normalen Betriebszustand
auf das von ihm umschlossene innere Ende des Zylinderseitenteils auch noch eine
Schrumpfwirkung ausübt.
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Die Erfindung ist in, der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigt Fig. i im Axialschnitt eine Maschine gemäß der Erfindung mit gegenläufigen
Kolben; die Fig. 2 bi's 4 stellen imgrößeren Maßstab für sich herausgezeichnet die
Verbindung zwischen dem mittleren Zylinderteil und einem Zylinderseitenteil gemäß
drei verschiedenen Ausfüh.runglsformen der Erfindung dar.
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Der in der Zeichnung dargestellte Zylinder ist der Zylinder einer
nach dem Zweitak tverfahren arbeitenden Brennkraftmaschine mit gegenläufigen Kolben
unkt durch die Kolben gesteuerten Ein- und Auslaßö$nungen, beispielsweise eines
Flugkol'ben.-B.rennkraftverdich.ters. Der Zylinder besteht im wesentlichen aus einem
ringförmigen Mittelte@ll i, der einen Teil der Verbrennungskammer bildet, und aus
zwei Seitenteilen 2, 3, welche die Laufflächen für die Kalben 4, 5 bilden. Der Seitenteil
2 weist die Einlaßöffnungen 6, und der Seitenteil. 3 weist die Auslaßöffnungen 7
auf. Ferner sind die Seitenteile des Zylinders .mit Kühlmänteln. 8, 8 versehen.
Diese Kiihlmäntelbefinden sich vorzugsweise nur an denjenigen Enden der Seiltenteile
2, 3, die den äußeren Totpunktsstellungen der Kolben 4, 5 entsprechen. Um den mittleren
Teil des Zylinders zu kühlen, ist eine Kammer io vorgesehen, d:ie,durch Wände i
1, 12 begrenzt 'ist, welche beispielsweise Kreisringform haben und auf ,dien Teilen
2, 3 befestigt sind. Der Umfang dieser Ringwände ist deicht, vorzugsweise mittels
Gummieinlagen 13, an eine äußere Umhüllung 14 angeschlossen, die mit dem Hauptgestell
der Maschine fest verbunden sein kann. Die Kammer io kann mit Kühlflüssigkeit gefüllt
werden und mit den anderen Kühlmänteln 8, 9 in Verbindung stehen.
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Auf -der Seite der Ei.nlaßöffnungen 6 liegt die Wand i i zwischen
.diesen Öffnungen, und dem an den Teil i angeschlossenen Ende des Teils 2. Auch
auf der Seite der Awslaßöffnungen 7 befindet sich die Wand 12 zwischen den. letztgenannten
öffnungen und dem an den Teil i angeschlossenen. Ende des Teils 3. Außerdem isst
aber noch eine Wand 15 vorgesehen, die auf der anderen Seite der Öffnungen 7 liegt.
Der Zwischenraum zwischen den Wänden 12 und 15 ist an seinem Umfang durch eine Verlängerung
der Umhüllung 14 verschlossen, so daß er einen Auspuffbehälter 16 bildet. Der Umfang
der Wände, I i, 12 und 15 hat einen solchen Durchmesser, daß der Zylinder fertigmontiert
in das Innere der Umhüllung 14 eingeschoben wenden kann, wo er dann durch geeignete
Befeistigungsmittel an seinem Platz gehalten, wird.
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Was nun die Verbindung der Zylinderteile 1, 2 und 3 miteinander anbetrifft,
so sind in der Zeichnung hierfür mehrere Ausführungsformen dargestellt. Die Teile
2, 3 ;legen sich an den Teil i entweder mit kegelstumpfförmigen .(Feg. 4, Ziffer
22) oder mit ebenen, radialen Berührwrng,sflächen (Feg. 2, 3) an. Zur axialen Verbindung
zwischen jedlem Seitenteil und dem Mittelteil dient ein im allgemeinen aus zwei
ineinanderliegend'en Ringen 17, 21 bestehender Kranz, der das innere Ende des Mittelteils
umschließt und der vorzugsweise aus einem Werkstoff mit kleinem Ausd ehnurngskaeffizienten
besteht. Dieser Kranz wird durch Schraubenbolzen i8 gegen den Mittelteil gezogen,
wobei er den Sei,tenteiJ axial gegen den Mittelteil legt und gleichzeitig dlie Ränder
des Seitenteils in radialer Richtung dicht umschließt. Der in das Kühlmittel eingetauchte
Kranz dehnt sich beim warmen Zustand der Maschine weniger aus als der von ihm umschlossene
Zylinderseitenteil, welch letzterer um so stärker zusammengepreßt wird, je höher
die Temperatur des Seitenteils ist.
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Vorteilhafterweise sind in dem Kranz 17, 21 in der Nähe des von ihm
umschlossenen Zylinderseitenteils Durchtrittsöffnungen i9 für die Kühlflüssigkeit
angebracht, so daß die Temperatur des Kranzes beim Betrieb der Maschine möglichst
niedrig bleibt.
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Wenn ider Zylinder als Ganzes axial in das Innere der Umhüllung hineinschiebbar
sein soll, erhält der Kranz einen Außendurchmesser, der höchstens gleich dem Außendurchmesser,de,r
Wände i i, 12 und IS ist. Um den Kranz auf dem inneren Ende des entsprechenden Zylinderseitenteils
an seinem Platz anbringen zu können, mußletzterer in diesem Fall mit einem Flansch
2o versehern sein, dessen Außendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser
des Außenringes 17 des Kranzes. Der Innenring 2i des Kranzes ist zweckmäßigerweise
zweiteilig und. liegt an Auflagerfiächen an, die auf der Innenseite des Außenringes
17 und auf der Außenseite das Flansches 2o biegen. Man überträgt so einerseits den
axialen Anpreßdruck der Bolzen 18 und stützt andererseits den Rand, 2o radial ab,
wm die genannte Schrumpfningwirkung herbeizuführen.
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Der Ring 21 hat zweckmäßigenveise rechtwinkligen Querschn,kt und liegt
ein kalten Zustand spiellos einerseits mit seiner äußeren Stirnfläche und längs
seiner zylindrischen Außenfläche an dem Außenring 17 und mit seiner inneren Stirnfläche
sowie mit seiner zylindrischen Innenseite an dem Flansch 2o an.
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Die erwähnten Diurchtrifitsöffnungen ig können entweder in lern Außenring
17 (Feg. 2) oder in dem Flansch 2o (Feg. 3) angebracht sein.
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Bei. der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform umschließt,der Anlagekonus
22 des mittleren Zylinderteils
i den entsprechenden Randkonus des
seitlichen Zylinderteils 2 oder 3. Ferner sind die Berüh rungs,flächen 23 zwischen
dem Innenring 21 und dem Flansch 20 ebenfalls ke"gel@stumpfförmig. Das Anziehen
der Schraubenbolzen 18 :.bewirkt dann eine ständige Zusammenpressung des Teils 2
dank der Keilwirkung der kegelstumpfförmigen Flächen 22 und 23. Diese Zusammenpressung
nimmt noch zu, je stärker die Temperatur des Teils 2 wächst, und zwar beruht diies
auf dem Untersch ied, der Ausdehnungen des Kranzes 17, 21 und des Flansches 20.
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I?s sei nochmals darauf hingewiesen, daß im vorstehenden nur Auisführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben sind, auf welche diese nicht beschränkt ist.