DE636906C - Cylinders for internal combustion engines - Google Patents

Description

Zylinder für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft Zylinder für Brennkraftmaschinen, die aus mehreren Teilen zusammengesetzt sind. Es ist bekannt, hierbei einen den eigentlichen Zylinder bildenden Mittelteil vorzusehen, an dem die mit Öffnungen für die Ventile versehenen Zylinderköpfe befestigt sind. Zur Verbindung der einzelnen Teile sind bereits Zuganker bekannt, die in der verschiedensten Art die Verbindung durch Angreifen an Flanschen o. dgl. bewirken.Cylinders for internal combustion engines The invention relates to cylinders for Internal combustion engines that are composed of several parts. It is known, to provide a central part forming the actual cylinder on which the cylinder heads provided with openings for the valves are attached. To connect of the individual parts are already known tie rods, which are in various types the connection by attacking flanges o. The like. Effect.

Abgesehen von häufig ziemlich verwickelten Bguarten, weisen die bisherigen Ausführungsformen insbesondere den Mangel auf, daß durch die auftretenden Dehnungen der einzelnen Teile gefährliche Spannungen, insbesondere Biegespannungen, auftreten. Auch werden bei bekannten Bauarten die Zuganker durch Dehnungen beeinflußt und ihre Zugwirkung ändert sich, wodurch ebenfalls eine übermäßige Beanspruchung der Verbindungsflanschen auftreten kann.Apart from the often rather intricate bguarten, the previous ones show Embodiments in particular the lack of that due to the elongations occurring dangerous voltages, especially bending stresses, occur in the individual parts. Also in known designs, the tie rods are influenced by expansions and their The tensile effect changes, which also causes excessive stress on the connecting flanges can occur.

Nach der Erfindung wird ein Zylinder geschaffen, bei dem sich die einzelnen Teile frei ausdehnen können, ohne daß schädliche Beanspruchungen auftreten, und zwar wird die Verbindung der Zylinderköpfe mit den Enden des Zylindermittelteiles durch einen Ring bewirkt, an dem die inneren Enden der Zuganker angreifen, und der sowohl auf einem Randansatz des Zylinderkopfmantels als auch auf einem Randansatz des Zylindermittelteiles aufliegt und so einen Ausgleich der Dehnungen und Spannungen ermöglicht. Das Mittelstück dieses Zylinders kann sich entsprechend der auftretenden Temperatur frei ausdehnen, es wird nach außen hin von einem abnehmbaren Mantel umgeben, durch den die Wasserkammer gebildet wird. , Ein weiterer Vorteil der neuen Bauart ist darin zu sehen, daß die Dichtung zwischen dem Mittelteil und den Zylinderköpfen gut gekühlt werden kann. Hierzu werden in den dem Ring als Auflage dienenden Ansätzen des Mittelteils Kanäle für den Durchtritt des Kühlwassers vorgesehen. Die Dichtfläche. wird vorzugsweise konisch ausgeführt, so daß der Zylinderkopf als eine Art-Schrumpfring wirkt, was eine gute Abdichtung ergibt.According to the invention, a cylinder is created in which the individual parts can expand freely without damaging stresses occurring, namely the connection of the cylinder heads with the ends of the cylinder center part caused by a ring on which the inner ends of the tie rods engage, and the both on an edge approach of the cylinder head jacket and on an edge approach of the central part of the cylinder rests, thus compensating for the expansions and stresses enables. The center piece of this cylinder can vary according to the occurring Expand temperature freely, it is surrounded on the outside by a removable jacket, through which the water chamber is formed. Another advantage of the new design can be seen in the fact that the seal between the central part and the cylinder heads can be cooled well. For this purpose, approaches are used in the ring as a support of the central part channels are provided for the passage of the cooling water. The sealing surface. is preferably made conical, so that the cylinder head as a kind of shrink ring acts, which results in a good seal.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung veranschaulicht.The invention is illustrated in the drawing.

Abb. i zeigt einen Längsschnitt durch einen doppelt wirkenden Gasmaschinenzylinder, Abb. a eine Einzelheit in etwas anderer Ausführung, Abb. 3 einen Querschnitt zur Abb. i, Abb. q. die Kühlkanäle zwischen Zylindermittelteil und Zylinderkopf.Fig. I shows a longitudinal section through a double-acting gas engine cylinder, Fig. A a detail in a slightly different design, Fig. 3 a cross section for Fig.i, Fig.q. the cooling channels between the cylinder center part and the cylinder head.

Der Zylinder gemäß Abb. i ist in an sich bekannter Weise durch Wasser gekühlt. Der den eigentlichen Zylinder bildende mittlere Teil A ist mit den beiden Köpfen B und B' durch Zuganker C und Ringe D verbunden, welch letztere einerseits auf einem Randansatz E der Zylinderköpfe ünd andererseits auf einem Randansatz F des Zylindermittelteils aufliegen. 'Der abnehmbare Mantel G bildet zusammen; mit den Zylinderwandungen die mittlere Wasserkammer.The cylinder according to Fig. I is cooled by water in a manner known per se. The middle part A , which forms the actual cylinder, is connected to the two heads B and B ' by tie rods C and rings D, the latter resting on the one hand on an edge extension E of the cylinder heads and on the other hand on an edge extension F of the cylinder central part. 'The detachable coat G together forms; with the cylinder walls the middle water chamber.

Diese Wasserkammer H steht mit denen der Köpfe I durch in dem Randansatz F frei, gelassene Kanäle K in Verbindung, durch die das Kühlwasser durchströmen kann, um hiernach- durch Rippen L, in zweckdienlicher Weise weitergeleitet zu werden. Die Dichtung zwischen Zylinder und Köpfen wird durch konischen Einschlupf !'4I und eine Sicherheitsdichtung gewährleistet.This water chamber H stands with those of the heads I through in the edge approach F free, left channels K in connection, through which the cooling water flows can be passed on in an expedient manner afterwards through ribs L. The seal between the cylinder and the heads is achieved by conical slip-ins! '4I and a safety seal guaranteed.

Abb. z stellt eine hinsichtlich der Formgebung der Ringe D' etwas abweichende Lösung dar, die es ermöglicht, den inneren Teil der Köpfe B sowie den Einschlupf M' kürzer zu gestalten. Hierbei kann selbstverständlich dem Ringe D', je nach den Konstruktionserfordernissen des Zylinders, jede beliebige Form gegeben werden.Fig. Z shows something regarding the shape of the rings D ' different solution, which makes it possible to use the inner part of the heads B as well as the Make slip M 'shorter. Here, of course, the ring D ', depending on the design requirements of the cylinder, given any shape will.

Die linke Hälfte der Abb..3 stellt einen Querschnitt durch einen Kopf B dar und zeigt, an welcher Stelle beispielsweise eine Trennwand N eingebaut werden kann, durch die das Kühlwasser gezwungen , wird, nach seinem Eintritt in den unteren Teil des Kopfes B seinen Weg durch,die Kanäle (K in Abb. i) nach dem Zylinder A zu nehmen und sodann in entgegengesetztem Sinne nach dem oberen Teile des Kopfes B zurückzuströmen.The left half of Fig. 3 shows a cross section through a head B and shows at which point, for example, a partition wall N can be installed can, through which the cooling water is forced, after its entry into the lower Part of head B makes its way through the channels (K in Fig. I) to cylinder A. and then in the opposite direction towards the upper part of the head B to flow back.

.Dieselbe Abb. 3 zeigt in ihrer rechten Hälfte einen Querschnitt durch den mittleren Teil des Zylinders und läßt beispielsweise eine zweckmäßige Anordnung der Rippen L bei einem horizontalen Gasmaschinenzylinder erkennen.The same Fig. 3 shows in its right half a cross section through the middle part of the cylinder and leaves, for example, an expedient arrangement of the ribs L in a horizontal gas engine cylinder.

Aus Abb. 4 sind verschiedene Formen für die den Durchfluß des Wassers durch die Flanschen des Zylinders A gestattenden Kanäle K ersichtlich. Je nach der gegenseitigen Lage der einzelnen Zylinderteile ist es zweckmäßig, Form und Lage dieser Kanäle zu ändern. Ebenso können die Rippen L in verschiedener Weise angeordnet werden, sei -es in der Achse der Kanäle K, so daß das Kühlmittel in zwei Strömungen geteilt wird, sei es derart, daß dieses ' Kühlmittel in bestimmter Weise geleitet wird; auch können diese Rippen schraubenförmig um den Zylinder gewunden sein.Fig. 4 shows different shapes for the flow of water through the flanges of the cylinder A permitting channels K can be seen. Depending on the mutual position of the individual cylinder parts, it is appropriate to shape and position to change these channels. Likewise, the ribs L can be arranged in various ways be, let it be in the axis of the channels K, so that the coolant is in two flows is shared, be it in such a way that this' coolant is directed in a certain way will; these ribs can also be wound helically around the cylinder.

Die die Erfindung kennzeichnenden..baulichen Maßnahmen bringen außer den unmittelbaren Vorteilen, wie erleichterte Fertigung, insbesondere in der Gießerei (infolge der Vereinfachung und der kleineren Abmessungen- der Teile), eine ganze Reihe neuer Möglichkeiten mit sich, die als Fortschritte gegenüber den bisherigen Bauarten anzusprechen sind. So kann z. B. die Wandstärke des Zylinders A in dessen mittlerem, kältestem Teil bis auf ein mit den an- dieser Stelle obwaltenden Zugbeanspruchungen vereinbares Mindestmaß verringert werden. Auf diese Weise wird gerade an den Stellen, wo die höchste Kolbengeschwindigkeit einen entsprechend großen Verschleiß verursacht, eine besonders wirksame Kühlung erreicht. Diese Wandstärke kann sich gegen die Enden zu, wo der Zylinder höheren Drücken und höheren Temperaturen ausgesetzt ist, verdicken, doch wird auch hier eine wirksame Kühlung bewirkt dank den Vorrichtungen, die das Wasser zwingen, diese Wandungen mit großer Geschwindigkeit zu überströmen.The structural measures characterizing the invention bring besides the immediate advantages, such as easier production, especially in the foundry (due to the simplification and the smaller dimensions of the parts), a whole Set of new possibilities with them as advances over the previous ones Types are to be addressed. So z. B. the wall thickness of the cylinder A in its middle, coldest part except for one with the tensile loads prevailing at this point agreed minimum size can be reduced. In this way, just in the places where the highest piston speed causes a correspondingly high level of wear, a particularly effective cooling achieved. This wall thickness can be against the ends to thicken where the cylinder is exposed to higher pressures and temperatures, but also here an effective cooling is effected thanks to the devices that do this Forcing water to flow over these walls at great speed.

Im mittleren Teil kann die Kühlung noch verbessert werden durch an die Zylinderwand angegossene und den Kanälen vorgelagerte Rippen, wobei durch geeignete Lage und Formgebung sowohl der Kanäle wie dieser Rippen und durch entsprechende Wahl der Wandstärken eine sehr gleichmäßige Kühlung des Zylinders erreicht werden kann. Bei einem Zylindertyp beispielsweise, der besonders in seinem unteren Teil der Erwärmung ausgesetzt ist, wird man zweckmäßig an dieser Stelle die Wassergeschwindigkeit sowie die Zahl der Rippen erhöhen, welch letztere dann nach oben hin an Zahl und Höhe abnehmen bzw. gänzlich in Wegfall kommen. Diesen Fall veranschaulicht die Abb. 3 rechts.In the middle part, the cooling can be improved by on the cylinder wall cast on and the channels in front of ribs, with suitable Position and shape of both the channels and these ribs and by corresponding By choosing the wall thickness, a very even cooling of the cylinder can be achieved can. In the case of one type of cylinder, for example, the one particularly in its lower part is exposed to the heating, one is expedient at this point the water speed as well as increasing the number of ribs, the latter then increasing in number and Decrease in height or completely cease to exist. This case is illustrated in Fig. 3 right.

Die Dichtungen M zwischen dem Mittelstück und den Wasserkammern I haben axialen Anzug, sind gut eingespannt und -vor Wärme geschützt; sie werden durch die Dehnungen der Teile nur wenig beansprucht. Die Zylinderenden können trotz des hohen Druckes sehr dünn sein, da der sie umgebende Wulst des Zylinderkopfes als Schrumpfring wirkt. Da zudem diese Teile sehr kurz sind, erfolgt ein Wärmeabfluß aus denselben entweder nach der Zylindermitte hin, woselbst eine intensive Kühlung stattfindet, oder aber nach den Zylinderköpfen zu dank dem leicht erzielbaren metallischen Kontakt.The seals M between the middle piece and the water chambers I. have axial tightening, are well restrained and protected from heat; they will go through the stretching of the parts is only slightly stressed. The cylinder ends can in spite of the high pressure, since the bead of the cylinder head surrounding it as Shrink ring works. In addition, since these parts are very short, there is heat dissipation from them either towards the middle of the cylinder, where intensive cooling itself takes place, or after the cylinder heads too thanks to the easily achievable metallic Contact.

Der Umlauf des Kühlmittels kann entweder von den Köpfen her gegen die Zylindermitte zu oder umgekehrt oder auch in beiden Richtungen zugleich erfolgen, z. B. durch Einbau von horizontalen Trennwänden in den Köpfen nach Art der in Abb. 3 unter N dargestellten. In diesem letzteren Falle erfolgen Ein- und Auslaß am Ende der Zylinderköpfe.The circulation of the coolant can either oppose the heads the cylinder center to or vice versa or in both directions at the same time, z. B. by installing horizontal partitions in the heads according to the type shown in Fig. 3 shown under N. In this latter case, inlet and outlet are at the end the cylinder heads.

Hinsichtlich der Verteilung der Beanspruchungen bietet die beschriebene Bauweise den sehr ins Gewicht fallenden Vorteil, daß die Zugbeanspruchungen sowohl der Zylinderdeckelbolzen wie auch der Verbindungsschrauben der Maschine unmittelbar oder mittelbar über einen kurzen Hebelarm auf die Zuganker und durch diese vermittels des Ringes D auf den Zylinder selbst übertragen werden. Auf diese Weise werden die Biegebeanspruchungen der Flanschen auf ein Mindestmaß beschränkt und gleichzeitig die für die Zylinderköpfe so gefährlichen Zugbeanspruchungen ganz aufgehoben.With regard to the distribution of the stresses, the described one offers Construction the very significant advantage that the tensile stresses both the cylinder cover bolts as well as the connecting screws of the machine directly or indirectly via a short lever arm to the tie rods and through them of the ring D transferred to the cylinder itself will. To this In this way, the bending stresses on the flanges are kept to a minimum and at the same time the tensile stresses that are so dangerous for the cylinder heads canceled.

Bei der beschriebenen Bauart können auch die am meisten der Wärme ausgesetzten Teile sich frei ausdehnen, während zugleich in den Köpfen die Dehnungsunterschiede zwischen den inneren und äußeren Wandungen sich durch das Spiel der beweglichen Ringe D ausgleichen können, ohne daß dabei für die mit den Köpfen zusammengegossenen Flanschen noch für die Zuganker gefährliche Beanspruchungen sich ergeben.With the design described, the most of the heat can be used exposed parts expand freely, while at the same time the expansion differences in the heads between the inner and outer walls through the play of the movable ones Rings D can compensate without doing so for those cast together with the heads Flanges still result in dangerous stresses for the tie rods.

Für den Betrieb ergeben sich nach der Erfindung insbesondere folgende Vorteile: Sowohl ein Zylinderkopf als auch der Zylindermittelteil können leicht ersetzt werden. und man kann ferner die symmetrisch ausführbaren Zylinderköpfe austauschen. Der Laufzylinder kann während des Betriebes an den Enden nicht mehr einschrumpfen, und die Schmierung ist wirksamer und dementsprechend der Verschleiß geringer, weil der Zylinder im Gegensatz zu bekannten Bauarten kälter ist. Hieraus folgt auch ein Gewinn an Leistung. Schließlich können die Kühlkammern leichter ausgewaschen werden, weil diese nicht von den Zugankern durchzogen werden.According to the invention, the following results in particular for operation Advantages: Both a cylinder head and the cylinder center part can easily be replaced. and you can also exchange the symmetrically executable cylinder heads. The barrel can no longer shrink at the ends during operation, and the lubrication is more effective and accordingly the wear is less because the cylinder is colder in contrast to known types. From this it also follows Gain in performance. Finally, the cooling chambers can be washed out more easily, because these are not pulled through by the tie rods.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Zylinder für Brennkraftmaschinen mit einem den eigentlichen Zylinder bildenden Mittelteil, an .dem die mit Öffnungen für die Ventile versehenen Zylinderköpfe durch Zuganker befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Zylinderköpfe mit den Enden des Zylindermittelteiles durch einen Ring (D) bewirkt wird, an dem die inneren Enden der Zuganker (C) angreifen, und der sowohl auf einem Randansatz (E) des Zylinderkopfmantels als auch auf einem Randansatz (F) des Zylindermittelteiles aufliegt und so einen Ausgleich der Dehnungen und Spannungen ermöglicht. PATENT CLAIMS: i. Cylinder for internal combustion engines with one the actual cylinder-forming middle part, on the one with openings for the valves provided cylinder heads are fastened by tie rods, characterized in that that the connection of the cylinder heads with the ends of the cylinder center part through a ring (D) is created on which the inner ends of the tie rods (C) engage, and both on an edge approach (E) of the cylinder head jacket and on one Edge approach (F) of the cylinder center part rests and thus a compensation of the expansion and tension allows. 2. Zylinder nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (D) mehrteilig ist. 2. Cylinder according to claim i, characterized in that that the ring (D) is in several parts. 3. Zylinder nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den dem Ring (D) als Auflage dienenden Ansätzen des Mittelteils Kanäle (K) für den Durchtritt des Kühlwassers vorgesehen sind. q.. Zylinder nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderköpfe mit dem Mittelteil durch einen konischen Sitz (M) verbunden sind, und daß der Zylinderkopf als Schrumpfring wirkt.3. Cylinder according to claim i and 2, characterized in that that in the approaches of the middle part serving as a support for the ring (D) channels (K) are provided for the passage of the cooling water. q .. cylinder according to claim i to 3, characterized in that the cylinder heads with the central part by a conical seat (M) are connected, and that the cylinder head acts as a shrink ring.