DE1042292B - The cylinder is elastically mounted in its supporting structure - Google Patents

Description

In seiner Tragkonstruktion elastisch gelagerter Zylinder Die Erfindung bezieht sich auf einen in seiner Tragkonstruktion elastisch gelagerten Zylinder, insbesondere für Großverbrennungskraftmaschinen mit Heißkühlung.Cylinder elastically mounted in its supporting structure. The invention refers to a cylinder that is elastically mounted in its supporting structure, especially for large internal combustion engines with hot cooling.

In einem auf den Erfinder zurückgehenden, nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag wird ein Zylinder für Großverbrennungskraftmaschinen beschrieben, bei dem infolge der besonderen Zylinderkonstruktion eine wesentlich günstigere Kühlung der den Verbrennungsgasen ausgesetzten Teile und eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades des Arbeitsprozesses erzielt wird. Insbesondere bei diesen Zylinderkonstruktionen treten thermische Beanspruchungen innerhalb des Zylindergefüges auf, die sich mit den üblichen Lagerungen nicht bewältigen lassen und zu einer Beschädigung des Zylinders führen. Man hat zwar bereits versucht, bei senkrecht stehenden Zylindern in Richtung der Zylinderachse wirkende thermische Spannungen dadurch auszugleichen, daß man den Zylinder in seiner Lagerung über Federglieder aufhängt. Diese Konstruktion ist jedoch auf senkrecht stehende Zylinder beschränkt und führt bei einem Verkippen der Zylinderanordnung zur Einleitung weiterer, durch die federnde Lagerung nicht mehr aufzunehmender Beanspruchungen.In one that goes back to the inventor, not the state of the art belonging proposal describes a cylinder for large internal combustion engines, in which, due to the special cylinder construction, a significantly more favorable cooling of the parts exposed to the combustion gases and an improvement in the thermal Efficiency of the work process is achieved. Especially with these cylinder designs thermal stresses occur within the cylinder structure, which are combined with the usual storage and damage to the cylinder to lead. Attempts have already been made in the case of vertical cylinders in the direction to compensate for thermal stresses acting on the cylinder axis in that one suspends the cylinder in its storage via spring links. This construction is but limited to vertical cylinders and results in tilting the cylinder arrangement to initiate further, not due to the resilient mounting more stresses to be absorbed.

Durch die Erfindung wird eine Zylinderkonstruktion vorgeschlagen, die sich insbesondere für Großverbrennungskraftmaschinen mit Heißkühlung eignet und von der Lage des Zylinders grundsätzlich unabhängig ist, wobei alle durch die hohen Temperaturen bei der Heißkühlung hervorgerufenen Dehnungsspannungen des Zylindermantels aufgenommen werden.The invention proposes a cylinder construction, which is particularly suitable for large internal combustion engines with hot cooling and is fundamentally independent of the position of the cylinder, all by the high temperatures caused by the expansion stresses of the cylinder jacket during hot cooling be included.

Die Erfindung geht aus von an einer Tragkonstruktion gelagerten, doppelt wirkenden Zylindern, insbesondere für Großgasverbrennungskraftmaschinen mit Heißkühlung, deren Zylindermantel über elastisch nachgiebige Organe aufgehängt ist, und schlägt vor, die Aufhängeorgane sternförmig um den Zylindermantel anzuordnen und mit diesen nur in seinem mittleren Teil zu verbinden. Vorzugsweise geht man so vor, daß die Tragorgane aus Längsrippen bzw. -lamellen bestehen, die einerseits mit dem Zylindermantel, andererseits mit den Endflanschen verschweißt sind. Man erhält auf diese Weise ein den ganzen Zylinder umgebendes und ihn abstützendes, ihm aber für die Aufnahme der Wärmedehnungen genügend Raum belassendes Tragsystem. Da zur Erhöhung der Elastizität der Aufhängung die Längsrippen nur in ihrem Mittelteil an die Zylinderwand angeschweißt sind, entsteht ein zwar starres, aber wenigstens den Zylinderenden weitgehendste Bewegungsfreiheit belassendes Tragsystem. Unterstützen läßt sich die Nachgiebigkeit dieser Tragkonstruktion durch gegenseitige stumpfwinklige Anordnung der Stege. Besonders zweckmäßig ist es, die Anordnung aus vier Paaren von Aufhängeorganen derart aufzubauen, daß die Winkelhalbierenden der jeweiligen Paare mit der Horizontalen einen Winkel von 45° einschließt.The invention is based on a double bearing structure acting cylinders, especially for large gas combustion engines with hot cooling, whose cylinder jacket is suspended by elastically yielding organs, and strikes before arranging the suspension elements in a star shape around the cylinder jacket and with them connect only in its middle part. It is preferable to proceed in such a way that the Support members consist of longitudinal ribs or lamellae, which on the one hand with the cylinder jacket, on the other hand are welded to the end flanges. This way you get a surrounding the whole cylinder and supporting it, but for the reception of the Support system leaving enough space for thermal expansion. As to increase the elasticity of the suspension, the longitudinal ribs are only welded to the cylinder wall in their central part are, the result is a rigid one, but at least the most extensive to the cylinder ends Carrying system that leaves freedom of movement. The compliance can be supported this support structure by mutual obtuse-angled arrangement of the webs. Particularly it is appropriate to build the arrangement from four pairs of suspension elements in such a way that that the bisector of the respective pairs make an angle with the horizontal of 45 °.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zylinderanordnung für eine Großgasmaschine, und zwar in Abb. 1 im Längsschnitt und in Abb. 2 im Querschnitt.The drawing shows an embodiment of the invention Cylinder arrangement for a large gas engine, namely in Fig. 1 in longitudinal section and in Fig. 2 in cross section.

Die Erfindung soll im folgenden an Hand eines Zylinders für Großverbrennungskraftmaschinen erläutert werden, bei dem der Zylinderkörper zur Erzielung einer besonders wirkungsvollen Heißkühlung aus einer Vielzahl von dicht aneinandergereihten, mit Druckwasser od. dgl. beschickten, vorgefertigten Rohren hergestellt ist, die das Kühlmedium an die Zylinderlauffläche heranführen.The invention is intended below on the basis of a cylinder for large internal combustion engines be explained, in which the cylinder body to achieve a particularly effective Hot cooling from a large number of closely lined up, with pressurized water or. Like. Charged, prefabricated tubes is made, which the cooling medium to the Bring up the cylinder surface.

In den Abbildungen ist mit a die aus einer Vielzahl von nebeneinanderliegenden Profilrohren a', a", ä " bestehende Innenwandung des Zylinders bezeichnet. Die Zylinderlauffläche wird durch eine mittels Auftragsschweißung erzeugte Schicht b gebildet. Die Gesamtheit der Profilrohre ist von dem geschweißten Stahlblechmantel c von z. B. 25 mm Wandstärke umgeben.In the figures, a denotes the inner wall of the cylinder, which consists of a large number of profile tubes a ', a ", ä" lying next to one another. The cylinder running surface is formed by a layer b produced by means of build-up welding. The entirety of the profile tubes is of the welded sheet steel jacket c of z. B. 25 mm wall thickness surrounded.

In dem Zylinder bewegt sich der Hohlkolben la von gemäß dem Ausführungsbeispiel trapezförmigem Querschnitt, dessen vorwärtige und rückwärtige Kegelfläche mit Rohren besetzt ist, denen Hochdruckkühlwasser über die Bohrung h in der Kolbenstange Z und die Anschlüsse m zugeführt wird. Erfindungsgemäß ist der Zylinder mittels an seinem Außenmantel c im Mittelteil c' angeschweißter Längsrippen za, die gemäß dem Ausführungsbeispiel unter stumpfemWinkel einander zugeordnet sind (vgl.Fig. 2), an den Endflanschen p', p" über zwischengeschaltete, -kurze Blechschüsse ö und o " befestigt. Durch diese Art der Anbringung der Längsrippen n nur im Mittelteil der Zylinderwand wird die Elastizität der Aufhängung bedeutend erhöht. Diese Konstruktion ist bei jeder Art der Heißkühlung unabhängig von der dargestellten Ausführung des Zylinders von großer Bedeutung, weil dadurch vermieden wird, daß die infolge der hohen Temperaturen im Zylinderbereich auftretenden Wärmedehnungen ohne Ausgleichselement unmittelbar auf die Flanschen übertragen werden. Die Anbringung nur im Mittelteil der Stege n läßt diese in gewissem Umfange federnd den Großteil der Wärmespannungen in sich aufnehmen. Unterstützt #.vird diese Federwirkung durch die gegenseitige stumpfwinklige Anordnung der Stege.The hollow piston la moves in the cylinder according to the exemplary embodiment trapezoidal cross-section, its front and rear conical surface with tubes is occupied, which high pressure cooling water through the hole h in the piston rod Z and the terminals m is fed. According to the invention is the cylinder by means of longitudinal ribs za welded to its outer jacket c in the middle part c ', which according to the exemplary embodiment are assigned to one another at an obtuse angle (see Fig. 2), at the end flanges p ', p "via intermediate, short sheet metal sections ö and o "attached. By this type of attachment of the longitudinal ribs n only in the middle part the cylinder wall, the elasticity of the suspension is significantly increased. This construction is independent of the depicted version of the Cylinder is of great importance because it avoids that the result of the thermal expansions occurring at high temperatures in the cylinder area without a compensating element be transferred directly to the flanges. The attachment only in the middle part the webs n leave the bulk of the thermal stresses resilient to a certain extent take in. This spring action is supported by the mutual obtuse-angled arrangement of the bars.

Durch diese gewissermaßen elastische Aufhängung des Zylinders mittels einzelner längs des Zylinders liegender Lamellen oder Rippen werden, wie bereits eingangs ausgeführt, die durch die Heißkühlung hervorgerufenen Wärmespannungen, ohne die Übertragung der axial zum Zylinder verlaufenden Arbeitskräfte zu beeinflussen, in besonders günstiger Weise aufgenommen. Dies ist sehr wichtig, da die Temperatur der heißgekühlten Zylinderwände wesentlich höher liegt als bei den üblichen kaltwassergekühlten Zylindern.By this kind of elastic suspension of the cylinder by means of individual lamellae or ribs lying along the cylinder are, as already stated at the beginning, the thermal stresses caused by the hot cooling, without influencing the transfer of the working forces running axially to the cylinder, recorded in a particularly favorable manner. This is very important as the temperature the hot-cooled cylinder walls is significantly higher than the usual cold-water-cooled Cylinders.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: 1. In einer Tragkonstruktion gelagerter, doppelt wirkender Zylinder, insbesondere für Großgasverbrennungskraftmaschinen mit Heißkühlung, dessen Zylindermantel über elastisch nachgiebige Organe aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängeorgane (n) sternförmig um den Zylindermantel (c) angeordnet und mit diesem nur in seinem mittleren Teil verbunden sind. PATENT CLAIMS: 1. Double-acting cylinder mounted in a supporting structure, in particular for large gas-fired combustion engines with hot cooling, the cylinder jacket of which is suspended by elastically yielding organs, characterized in that the suspension elements (s) are arranged in a star shape around the cylinder jacket (c) and only in with it its middle part are connected. 2. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängeorgane (n) paarweise unter stumpfem Winkel gegeneinander an dem Zylindermantel (c) angesetzt sind. 2nd cylinder according to claim 1, characterized in that the suspension elements (s) in pairs under are attached at an obtuse angle to each other on the cylinder jacket (c). 3. Zylinder nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch vier Paare von Aufhängeorganen (zz) in solcher Anordnung, daß die Winkelhalbierende der jeweiligen Paare mit der Horizontalen einen Winkel von 45° einschließt. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 973 377; britische Patentschriften Nr. 217 996, 448 054; USA.-Patentschrift Nr. 2127 825.3rd cylinder according to claim 2, characterized by four pairs of suspension members (zz) in such Arrangement that the bisector of the respective pairs with the horizontal one Includes an angle of 45 °. Documents considered: French patent specification No. 973,377; British Patent Nos. 217 996, 448 054; U.S. Patent No. 2127 825.