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Dichtungsring für Rohrschieber von Brennkraftmaschinen o. dgl. Die
Erfindung betrifft einen Dichtungsring für Rohrschieber von Brennkraftmaschinen
o. dgl., der zwischen einem feststehenden Ringkörper und dem Rohrschieber liegt.
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Gemäß der Erfindung besitzt der aus Hartmetall bestehende Ringkörper
an der mit dem Rohrschieber zusammenarbeitenden Oberfläche eine Auflage aus weichem
und leicht schmelzendem Metall, z. B. aus Lager-Weißmetall. Vorzugsweise ist der
Hartmetallring fugenlos ausgeführt und trägt auf seiner reibenden Fläche, die innen
oder außen liegen kann, eine dünne Schicht des Weichmetalls. Für die Aufbringung
dieses Weichmetalles empfiehlt es sich, die Ringfläche zunächst zu verzinnen und
dann die dünne Schicht des Weichmetalles o. dgl. aufzugießen und die Reibfläche
abzudrehen, aber nicht fein. zu schlichten. Der Ring wird vielmehr in oder über
den Maschinenteil gepreßt, gegenüber dem die Bewegung stattfindet. Die Fläche nimmt
eine Hochglanzpolitur an und schafft einen dauernd gasdichten Abschluß. Der Überzug
kann, die gesamte Reibfläche des Ringes bedecken oder nur einen Teil dieser Breite.
Beispielsweise braucht der Überzug nicht ganz bis zu den Ringrändern zu reichen,
und die Hartmetallfläche wird etwas ausgespart, so daß an beiden Rändern Rippen
oder flanschartige Teile verbleiben. Die Weißmetallschicht füllt nur den ausgesparten
Teil, ohne über die Hartmetallflansche hinwegzureichen. Der Durchmesser des überzogenen
Teiles ist nur wenig größer als der der Hartmetallbänder an den beiden Ringrändern.
Diese Ausführung eignet sich besonders für Kraftmaschinen, z. B. Brennkraftmaschinen
mit Rohrschieber, bei welchen die unbekleideten Ringkanten glas verhältnismäßig
leicht schmelzende Metall gegen Überhitzung schützen, die sonst leicht eintreten
könnte. Statt des gewöhnlichen Weißmetalles wird bisweilen eine Legierung mit größerem
Bleigehalt zweckmäßig verwendet. Ist bei Brennkraftmaschinen mit Rohrschieber der
Schieber aus gewöhnlichem Eisen oder Stahl, so kann der Abschlußring aus Flußeisen
oder Thomaseisen bestehen und mit Weißmetall oder mit Bronze, vorzugsweise Bleibronze,
umkleidet sein. Besteht der Rohrschieber aus einem Metall starken Expansionsvermögens,
so wird zweckmäßigerweise auch der Ringaus einemMetallvongleichemAusdehnungskoeffizienten
gestaltet, z. B. aus Bronze oder austenitischem Stahl hohen Ausdehnungsvermögens,
z. B. einem Stahl mit 18% Chrom und 80/0 Nickel. In diesem Falle wird man bei wassergekühlten
Maschinen Weißmetall, bei luftgekühlten Maschinen Bronze, insbesondere Bleibronze,
bei einem aus Hochexpansionsstahl bestehenden Ring wählen.
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Wenn man den Dichtungsring durch Einlaufenlassen in der Maschine auf
Hochglanzpolitur
gebracht hat, kann es unter Umständen zweckmäßig
sein, ihn noch einmal herauszunehmen und etwa an den Rändern hervorgequollene Metallspuren
zu entfernen.
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In der Zeichnung sind beispielsweise zwei verschiedene Ausführungen
eines Dichtungsringes gemäß der Erfindung in Anwendung auf den Zylinderkopf und
den Rohrschieber einer Brennkraftmaschine dargestellt, und zwar ist Abb. i ein senkrechter
Längsschnitt durch einen Zylinderkopf mit einem Abdichtungsring gemäß der Erfindung
und Abb. a eine entsprechende Darstellung eines Zylinderkopfes mit einer anderen
Ausführungsform des Dichtungsringes gemäß der Erfindung.
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Bei der Ausführung nach Abb. i hat der Zylinder A am oberen Ende einen
stopfenartig eingreifenden Zylinderkopf B, dessen mittlerer Teil B1 im wesentlichen
kegelig gestaltet ist, wie dargestellt, und eine Verbrennungskammer bildet. Der
Außendurchmesser des Teiles des Zylinderkopfes, der in den Zylinder eingreift, ist
geringer als der Innendurchmesser des Zylinders, so daß ein Ringraum C zwischen
den Teilen verbleibt, in dem sich das obere Ende des Rohrschiebers D bewegen kann,
der die Eimaß- und Auslaßöffnungen A 1 in der Zylinderwandung A steuert. Die Abschlußstelle
zwischen Rohrschieber D und Zylinderkopf B wird durch einen gemäß
der Erfindung ausgebildeten Deckelring abgeschlossen. Dieser Ring ist ungeteilt
und besteht aus einem Teil E verhältnismäßig harten Metalles, wie z. B. Flußeisen,
Bronze oder austenitischem Stahl hohen Ausdehnungsvermögens, der als Träger für
eine Auflage El von verhältnismäßig bildsamem Metall, wie Weißmetall, Bleibronze
o. dgl. dient, die in eine ringförmige Aussparung des Teiles E eingebracht ist und
einen etwas größeren Durchmesser aufweist als der Endteil E2 des Teiles E. Die Außenfläche
des Rohrschiebers D legt sich gegen die Innenwandung des Zylinders A.
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Bei der Ausführung nach Abb. 2 ist ein Zylinder F mit einem stopfenartigen
Zylinderkopf G ausgerüstet, der in das obere Ende des Zylinders vorspringt. Der
Außendurchmesser des Stopfens ist geringer als der Innendurchmesser des Zylinders,
so daß ein Ringraum zwischen beiden Teilen verbleibt. In diesem Ringraum ist ein
Ring J frei angebracht, der an seinem oberen Ende einen Flansch J1 trägt, der sich
gegen die Stirnfläche des Zylinderkörpers F anlegt; der Flansch ist dabei in einer
ringförmigen Aussparung Hl im Zylinderkopf untergebracht, so daß er sich in einem
gewissen Maße darin bewegen kann.
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Der Ring J ist beispielsweise aus Bronze, Flußeisen oder einem hohe
Expansion aufweisenden austenitischem Stahl oder einem sonstigen Hartmetall hergestellt.
An seinem unteren Ende ist eine ringförmige Aussparung vorhanden, die mit einer
Füllung K verhältnismäßig weichen Metalls, wie Bleibronze, versehen ist. Dieses
bildsame Metall tritt über die Außenzylinderfläche des Ringes J hervor und bildet
eine Reibfläche für das obere Ende des Rohrschiebers L, der im Ringraum zwischen
Zylinderwandung und Ring J angebracht ist und die Kanäle F1 im Zylinder steuert.
Die Außenfläche des Rohrschiebers legt sich gegen die Zylinderwandung.
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In einer Ringnut G1 im unteren Ende des stopfenartigen Zylinderkopfes
G liegt ein Dichtungsring G2, der die Aufgabe hat, die Verbindungsstelle zwischen
Zylinderkopf G und Ring J gasdicht zu halten.
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Bei beiden vorbeschriebenen Anordnungen wird der Abschlußring wie
folgt eingespannt. Der Ring wird, ob er nun wie bei Abb. i vom Zylinderkopf selbst
getragen oder ob er wie bei Abb. a durch einen besonderen Hilfsteil zwischen Zylinderkopf
und Zylinderwandung getragen wird, in das Ende des Rohrschiebers eingedrückt, und
der Zylinderkopf wird dann an seinem Platz befestigt. Darauf läßt man die Kraftmaschine
für kurze Zeit laufen, wodurch der Rohrschieber über die Fläche des bildsamen Metalles
im Abschlußring geführt wird und dessen Oberfläche eine Hochglanzpolitur verleiht.
Die Maschine ist dann gebrauchsfertig.
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Nachdem der Dichtungsring eingelaufen ist, erweist es sich jedoch
bisweilen als zweckmäßig, ihn herauszunehmen und von seinen Rändern den kleinen
Rand des verhältnismäßig plastischen Metalles zu entfernen, das etwa über die äußeren
Ränder des Ringes vorgetrieben ist. In manchen Fällen jedoch, beispielweise wenn
das Weichmetall in einer Nut im harten Metallring gemäß Abb. i untergebracht ist,
wird ein solcher Rand nicht hervorgequollen sein, oder wenn er sich gebildet hat,
so kann es unnötig sein, ihn vor Gebrauch der Maschine zu entfernen; man kann es
dem Gebrauch überlassen, ihn zu entfernen, und er kann dann aus dem Zylinder mit
den Auspuffgasen ausgetrieben werden.
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Die Erfindung ist hier unter besonderer Bezugnahme auf ungeteilte
Dichtungsringe beschrieben; bisweilen kann es jedoch zweckmäßig sein, geschlitzte
Ringe mit einer Reibfläche oder Auflage von weichem bzw. bildsamem Metall gemäß
der Erfindung zu verwenden.
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Wenn nach dem Obigen die Erfindung besonders auf Abschlußringe bei
Brennkraftma schirren im Rohrschieber anwendbar ist, so kann sie jedoch auch bei
Abschluß- oder Dichtungsringen an anderen Bauarten von Brennkraftmaschinen oder
bei Dampfmaschinen Anwendung finden, z. B. bei Rohrventilen, bei denen ein gasdichter
Abschluß zwischen einem hin und her gehenden und einem festen Teil herzustellen
ist.