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Zylinder für Verbrenmmgskraftmaschinen.
Die Erfindung betrifft einen Zylinder, insbesondere von grossem Durchmesser für Ver- brennungskraftmaschinen, bei dem der Druck im Verbrennungsraum von einem dünnen inneren
Zylinder aufgenommen wird, der mit Längsrippen um den Verbrennungsraum oder um die
Druckzone versehen ist, auf den eine die Rippen reifenaitig einfassende und dem von ihnen übertragenen Druck widerstehende Muffe aufgepasst ist.
Nach der Erfindung ist die Muffe in Abstand von einem äusseren Mantel derart um- schlossen, dass die Kühlflüssigkeit sowohl innerhalb der Muffe als auch zwischen der Muffe und dem äusseren Mantel frei umläuft.
Bei grösseren Zylindern war es bisher schwierig, den dünnen Zylinder ohne Verziehen des Materials zu stützen, das infolge der Dehnung der. Muffe eintritt. Die Muffe war nämlich ein Stahlgusskörper von unregelmässiger Form, so dass eine Änderung der Form mit der Zeit eintrat. Grosse und dünne Zylinder konnten diesen Einflüssen auf die Dauer nicht widerstehen.
Es ist daher wichtig, dass bei grösseren Zylindern die Muffe eine regelmässige Form besitzt. die auch eine gleichmässige Materialbeschaffenheit ermöglicht und dass der innere Zylinder und die Druckwiderstandsmuffe angenähert die gleiche Temperatur besitzen.
Bei dem Zylinder nach der Erfindung sind diese Bedingungen erreicht, da die Muffe innerhalb des Kühlmantels angeordnet ist und in die Kühlflüssigkeit taucht. Die nicht mehr den äusseren Kühlmantel bildende Muffe kann als regelmässiger Körper hergestellt werden, da sie keine Angüsse für den Wassereinlass und Auslass zu tragen hat.
Die Zeichnung veranschaulicht den Zylinder nach der Erfindung in beispielsweiser Aus- führung. Fig. l ist ein axialer Schnitt durch den Zylinder und Fig. 2 im linken Teil ein
Schnitt nach Linie 3-, 2 und im rechten Teil ein Schnitt nach Linie 2a -Ss der Fig. 1. Fig. 3 gibt eine zweite Ausführung des Zylinders im axialen Schnitt und Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie 4-4 im linken Teil und nach einer tiefer gelegenen Schnittlinie im rechten Teil wieder. Fig. 5 stellt einen axialen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des Zylinders dar.
Der verhältnismässig dünne Zylinder 1 ist längs seines Umfanges mit Rippen 2 ver- sehen (Fig. 1 und 2), auf denen eine Muffe 3 aus Schmiedeisen oder Stahl aufgepasst ist, die eine Erhöhung der Widerstandsfähigkeit des Zylinders gegen Druck bewirkt. Auf dem oberen
Rand der Muffe ist eine konische Platte 4 angeordnet. Der äussere Kühlmantel 5 des Zylinders ist an dem zweiten, an den ersten angeschlossenen Zylinderteil angeschraubt. Der dünne
Zylinder 1 schliesst mittels eines Flansches 7 dicht an den äusseren Mantel 5 an. Die Muffe 3 hat regelmässige Form, taucht vollständig in das Kühlwasser und nimmt daher die Temperatur des Kühlwassers an.
Der Temperaturunterschied zwischen dem dünnen Zylinder 1 und der
Muffe 3 ist viel kleiner, als wenn der äussere Mantel selbst, wie üblich, den Teil bildet, der die Widerstandsfähigkeit des Zylinders vergrössert. Durch Versuche ist festgestellt worden, dass die Temperatur des Aussenmantels beträchtlich unter der Durchschnittstemperatur des Kühl- mittels liegt und dass der Unterschied zwischen der Temperatur des dünnen inneren Zylinders und des äusseren Mantels 50-60 C beträgt. Solche Temperaturunterschiede sind an den
Verbindungsstellen der beiden Teile, wo Spannungen zu übertragen sind, schädlich.
Daher ist die Anordnung der Druckwiderstandsmuffe im Kühlwasser besonders vorteilhaft bei grossen
Maschinen. Überdies bildet die Muffe eine Trennungswand zwischen dem heissen, mit Dampf-
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blasen gemischten Wasser, das zwischen den Rippen 2 aufsteigt, und dem kühleren Wasser zwischen der Muffe und dem äusseren Kühlmantel 5. Hiedurch wird der Umlauf des Wassers im Kühlmantel verbessert, da das heissere Wasser rasch zwischen den Rippen, 2 aufwärts strömt, die Dampfblasen oberhalb der Ablenkungsplatte 4 kondensieren und das kältere Wasser an der Aussenseite der Muffe abwärts fliesst. Die Strömungsgeschwindigkeit des längs der heissen Rippen des dünneren Zylinders aufsteigenden Wassers wird so bedeutend gesteigert.
Der Temperaturunterschied zwischen der Muffe 3 und dem dünnen Zylinder 1 und zwischen diesem und dem Kühlwasser wird verringert, wodurch die Anwendung eines höheren Druckes im Zylinder zulässig ist. Die grössere Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers hindert auch das Absetzen von Kesselstein, Schmutz u. dgl. auf der Oberfläche des inneren Zylinders. Bei sehr grossen Maschinen kann der Querschnitt der Rippen 2 des inneren Zylinders durch Ansätze 7 vergrössert werden (Fig. 4). Dies wäre nicht möglich, wenn der Unterschied zwischen der Temperatur des inneren Zylinders 1 und dem Rand der Rippen 2, auf die die Muffe 3 aufgepasst ist, beträchtlich wäre. Denn die Unmöglichkeit, sich gegen aussen auszudehnen, würde bei beträchtlichem Temperaturunterschied dieser Teile eine Beschädigung des inneren Zylinders zur Folge haben.
Die Ausbildung nach Erfindung ermöglicht daher die Verstärkung der Enden der Rippen 2 ohne Nachteile für den Zylinder.
'Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung trägt die Muffe 3 einen Ansatz 3a, in Anpassung an die Form der Verbrennungskammer. Die Muffe besitzt wieder regelmässige Form, so dass sie leicht herstellbar ist und nicht nur radiale, sondern auch axiale Beanspruchungen aufnehmen kann, da sie mittels Ankerbolzen 8, deren T-förmige Köpfe 8a in Schlitze 9 der Rippen greifen, mit diesen verbunden ist. Die Bolzen werden mit ihren Köpfen in die Schlitze 9 der Rippen vor dem Aufpassen der Muffe eingesetzt. Die Sicherung der Muffe in axialer Richtung erfolgt mittels auf den Schraubenbolzen 8 geschraubten Muttern 10. Eine weitere Sicherung der Muffe 3 in axialer Richtung kann mittels durchgehender Schraubenbolzen 10 erreicht werden (in Fig. 3 in unterbrochenen Linien angedeutet), die in das Kühlwasser tauchen.
Fig. 5 zeigt die Anordnung mehrerer miteinander zusammenhängender Muffen 3, 3 b zur Anpassung an die verlängerte Form des Verbrennungsraumes. Diese Konstruktion ermöglicht die Anwendung eines höheren Druckes im Verbrennungsraum des Zylinders.
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Cylinders for internal combustion engines.
The invention relates to a cylinder, in particular of a large diameter for internal combustion engines, in which the pressure in the combustion chamber varies from a thin inner one
Cylinder is added, with longitudinal ribs around the combustion chamber or around the
Pressure zone is provided, on which the ribs framing and the pressure transmitted by them withstand sleeve is fitted.
According to the invention, the sleeve is enclosed at a distance from an outer jacket in such a way that the cooling liquid circulates freely both within the sleeve and between the sleeve and the outer jacket.
In the case of larger cylinders, it has previously been difficult to support the thin cylinder without distorting the material, which as a result of the expansion of the. Socket enters. Namely, the socket was a cast steel body of irregular shape, so that a change in shape occurred over time. Large and thin cylinders could not withstand these influences in the long term.
It is therefore important that the socket has a regular shape with larger cylinders. which also enables a uniform material quality and that the inner cylinder and the pressure resistance sleeve have approximately the same temperature.
In the cylinder according to the invention, these conditions are achieved because the sleeve is arranged inside the cooling jacket and is immersed in the cooling liquid. The sleeve, which no longer forms the outer cooling jacket, can be made as a regular body, since it does not have to carry any sprues for the water inlet and outlet.
The drawing illustrates the cylinder according to the invention in an exemplary embodiment. Fig. 1 is an axial section through the cylinder and Fig. 2 in the left part
Section along line 3-, 2 and in the right part a section along line 2a -Ss of Fig. 1. Fig. 3 shows a second embodiment of the cylinder in axial section and Fig. 4 is a cross section along line 4-4 in the left part and after a lower cut line in the right part again. Fig. 5 shows an axial section through a further embodiment of the cylinder.
The relatively thin cylinder 1 is provided with ribs 2 along its circumference (FIGS. 1 and 2) on which a sleeve 3 made of forged iron or steel is fitted, which increases the resistance of the cylinder to pressure. On the top
A conical plate 4 is arranged on the edge of the sleeve. The outer cooling jacket 5 of the cylinder is screwed to the second cylinder part connected to the first. The thin one
Cylinder 1 adjoins the outer jacket 5 tightly by means of a flange 7. The sleeve 3 has a regular shape, is completely immersed in the cooling water and therefore assumes the temperature of the cooling water.
The temperature difference between the thin cylinder 1 and the
Sleeve 3 is much smaller than if the outer jacket itself, as usual, forms the part that increases the resistance of the cylinder. Experiments have shown that the temperature of the outer jacket is considerably below the average temperature of the coolant and that the difference between the temperature of the thin inner cylinder and the outer jacket is 50-60 ° C. Such temperature differences are at the
Junction points between the two parts where voltages are to be transmitted, harmful.
Therefore, the arrangement of the pressure resistance sleeve in the cooling water is particularly advantageous for large
Machinery. In addition, the sleeve forms a partition between the hot, steamed
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blow mixed water that rises between the ribs 2 and the cooler water between the socket and the outer cooling jacket 5. This improves the circulation of the water in the cooling jacket, as the hotter water flows quickly upwards between the ribs 2, the steam bubbles above condense the deflection plate 4 and the colder water flows downwards on the outside of the sleeve. The flow velocity of the water rising along the hot ribs of the thinner cylinder is thus significantly increased.
The temperature difference between the sleeve 3 and the thin cylinder 1 and between the latter and the cooling water is reduced, whereby the use of a higher pressure in the cylinder is allowed. The greater flow rate of the cooling water also prevents scale, dirt and the like from settling. Like. On the surface of the inner cylinder. In the case of very large machines, the cross-section of the ribs 2 of the inner cylinder can be enlarged by means of extensions 7 (FIG. 4). This would not be possible if the difference between the temperature of the inner cylinder 1 and the edge of the ribs 2 on which the sleeve 3 is fitted were considerable. Because the impossibility of expanding towards the outside would result in damage to the inner cylinder if there was a considerable difference in temperature between these parts.
The design according to the invention therefore enables the ends of the ribs 2 to be reinforced without any disadvantages for the cylinder.
In the embodiment shown in Fig. 3, the sleeve 3 carries a shoulder 3a, adapted to the shape of the combustion chamber. The sleeve again has a regular shape so that it is easy to manufacture and can absorb not only radial but also axial loads, since it is connected to the latter by means of anchor bolts 8, the T-shaped heads 8a of which engage in slots 9 in the ribs. The bolts are inserted with their heads in the slots 9 of the ribs before fitting the sleeve. The sleeve is secured in the axial direction by means of nuts 10 screwed onto the screw bolts 8. A further securing of the sleeve 3 in the axial direction can be achieved by means of continuous screw bolts 10 (indicated in broken lines in FIG. 3), which are immersed in the cooling water.
Fig. 5 shows the arrangement of several interconnected sleeves 3, 3 b for adaptation to the elongated shape of the combustion chamber. This construction enables a higher pressure to be used in the combustion chamber of the cylinder.