FI58009B - Taetningsfoerbindning saerskilt foer cylinderhuvudets taetning i foerbraenningskolvmotor - Google Patents

Description

T. rftl KUULUTUSJULKAISU ΓΑΛΛΟ JÄä [Β3 11 UTLÄCG NINOSSKRI FT SÖUU^ 5¾¾¾ C (45) Fa tor. t tl «y3nnctty 10 11 1030

Patoni noddelat ^ v ^ (51) Kv.ik.3/inta3 F 16 J 15/08 SUOMI—FINLAND gi) ^«Λιΐ^-ρκ«βηι»ω«ι 2918/72 (22) HkkcmltpUvt — Aneflknlnpd»* 20.10.72 (23) AlkupiM-Glltl|h«t*dif 20.10.72 (41) Tullut JulklMlal— Bllvlt offmtllf 29. OU. 73 iwttl. jm rekisterihallitus (44) NMpmn „ kuuL,ulkAlMm _

Patent- och registerstyrelsan ' Amoktn utiifd och uti.$krHt*n pubUc«nd 31 · 07.80 - (32)(33)(31) Pryd*«y ttuolksu* — Begirt prtorittt 28.10.71

Ranska-Frankrike(FR) 7138761 _ (71) Societe d'fitudes de Machines Thermiques S.E.M.T., 2 Quai de Seine, 93 Saint-Denis, Ranska-Frankrike(FR) (72) Karl Kuhn, Saint-Germain-en-Laye, Ranska-Frankrike(FR) (7*0 Berggren Oy Ah (5*0 Tiivisteliitos erikoisesti sylinteripään tiivistettä varten mäntäpoltto-moottorissa - Tätningsförbindning särskilt for cylinderhuvudets tätning i förbränningskolvmotor

Esillä oleva keksintö kohdistuu pääasiassa lähinnä tasaiseen tiiviste- tai sulkuliitokseen erityisesti sylinteripään tiivisteen muodostamista varten mäntäpolttomoottorissa ollen sovitettu asennettavaksi esimerkiksi sylinteriholkin, -putken, -kotelon tai -vaipan ja sylinteripään liitospintojen väliin.

Sylinteriholkki, -putki tai -kotelo lepää yleensä sylinterin vesivaippaa vasten kärki- eli pääosallaan ulkoisen laipan muodostavan kauluksen tai olakkeen välityksellä. Tunnetulla tavalla valmistetut sylinteripään tiivisteet ovat suhteellisen kapeita säteittäi-sessä suunnassa aiheuttaakseen korkean puristuspaineen hoikin ja s sylinteripään välille ja ovat laakerikosketuksessa hoikin kanssa säteittäisessä suunnassa syrjässä tai sisäänpäin olevassa kohdassa hoikin ja vesivaipan kosketuskohdan suhteen sylinterilohkossa tai -ryhmässä, aiheuttaen täten hoikin sisällä vaikuttavan taivutusmo-mentin puristuspaineeseen nähden, rasituksineen ja jännityksineen, jotka vaihtelevat jaksottaisesti moottorin toiminnan aikana.

Aikaisemmin tunnettu parannuskeino tähän käsittää sylinteripään tiivisteen läpimitan suurentamisen sen asettamiseksi säteittäi-sesti ulospäin hoikin ja sylinterin vesivaipan kosketuskohdan päälle poistaakseen näin kosketuskohtien sanotusta säteittäisestä syrjässä olemisesta aiheutuvan vipuvarren. Kun sylinteripään tiiviste kaikes- 2 58009 ta huolimatta jää kapeaksi mahdollistaakseen korkean puristuspai-neen aikaansaamisen, muodostuu tällä tavoin vapaa tila eli aukko sylinteripään ja -hoikin väliin sanotun hoikin sisäpintaa kohden. Polttokaasut ovat taipuvaisia virtaamaan tähän vapaaseen aukkoon sylinteripään ja -hoikin välillä aiheuttaen korkeita painevoimia siihen saaden täten aikaan samalla tavoin kuin aikaisemmin taivutusmomentin, sen johdosta, että palamiskaasujen aiheuttamat painevoimat toimivat syrjemmässä vesivaipan tukireaktion suhteen. Lisäksi nämä pala-miskaasut voivat aiheuttaa hiilikerrostumien muodostumisen sanottuun aukkoon pyrkien takerruttamaan, liimaamaan tai sitomaan sylinteripään hoikkiin kiinni, mikä täten johtaa vaikeuksiin kun sylinte-ripää on purettava tai irroitettava. Tällaisten haittojen välttämiseksi on ehdotettu, että tämän aukon sisäreunaa vasten asennettaisiin rengas, joka on korkeudeltaan hieman suurempi kuin sanottu aukko, niin että renkaan vastaavat ylä- ja alareunat asettuvat täten sylinteripään ja -hoikin vastaavaan rengasmaiseen uurrepariin toimiakseen näin esteenä polttokaasujen virtaukselle sanottuun tilaan.

Tämä järjestely on epämukava monimutkaisuutensa ja siten kalleutensa tähden.

On olemassa myös tunnettuja rengasmaisia tiivisteitä, jotka on varustettu vaadittuja korkeita paineita silmälläpitäen samankeskisillä sulkuhampailla tai -hammastuksilla, jotka kohoavat tiivisteen pinnasta aineskasautumina. Näiden hampaiden tai hammastuksien tarkoituksena on kuitenkin vain lisätä tiivisteen erityistä pintapainetta ratkaisematta mainittuja ongelmia.

Näiden ongelmien ratkaisemiseki ja sanottujen haittojen välttämiseksi keksinnön mukainen tiiviste sisältää rengasmaisen tilan, jossa moottorin rungon päällä oleva sylinteriputken laippa suuntautuu säteettäisesti ulospäin tämän rengasmaisen tilan suhteen, sylin-terikannen tiivisteen ollessa tarkoitettu sovitettavaksi edellä mainittuun rengasmaiseen tilaan ja muodostuessa kahdesta vierekkäisestä rengasmaisesta osasta eli säteen suunnassa ulkopuolisesta ja säteen suunnassa sisäpuolisesta osasta, rengasmaisen sisäosan ollessa helpommin kokoon painuva kuin rengasmainen ulko-osa ollen tunnettu siitä, että sylinterikannen tiiviste täyttää kokonaan rengasmaisen tilan ja rengasmainen sisäosa on säteen suunnassa leveämpi kuin rengasmainen ulko-osa sylinterikannen tiivisteen aiheuttamien vääntömomenttien pienentämiseksi sylinteriputkessa.

Keksinnön erään toisen luonteenomaisen piirteen mukaisesti sanottu rengasmainen sisäosa on tehty yhdeksi kappaleeksi tai samana 3 58009 kappaleena sanotun uiko-osan kanssa sisältäen ainakin yhdellä sivullaan särianKeskisot tai ren^a smai s e t ynden suunta! set namina st ukset, uurteet, kourut tai vastaavat.

Keksinnön emin vielä toisen luonteenomaisen piirteen mukaisesti sanottu sisäosa on kokon&istcoriceuöeltaan ainakin yhtäläinen sanotun uiko-osa n kanssa ollen sateit täisestä ooi; .utottu, aallotettu tai rypistetty.

Keksinnön mukainen sulkutiiviste ei tästä syystä sijaitse syläjässä säteittäisessä suunnassa ulospäin, kuten aikaisemmin oli asianlaita, mahdollistaen näin hoikin ja s y1in t er ipää n vastakkaisten pin-„ tojen väliin jäävän tilan tai aukon täyttämisen, johon tilaan tai aukkoon polttokaasuilla on vapaa pääsy.

Keksintö käy selvemmin ymmärrettäväksi ja sen lisäkohteet, _ luonteenomaiset piirteet, yksityiskohdat ja edut käyvät tarkemmin ilmi seuraavasta kuvausselostuksesta oheisiin kaaviomaisiin piirustuksiin viitaten, jotka on esitetty esimerkin vuoksi erilaisista keksinnön tällä hetkellä suositeltavista sovellutusnuodoisa, ja joissa: - Kuvio 1 on osittaiskuva akselin pitkittäisessä poikkileikkaus-suunnassa syiinteriholkin ja -pään liitoksesta varustettuna keksinnön mukaisella rengasmaisella sulkutiivisteellä; - kuvio 2 esittää kuvion 1 vastaavaa osittaista yläkuvaa sylinterin pää poistettuna; - kuvio 3 on suurennos kuvion 1 ympyrällä merkitystä yksityiskohdasta ill; ja - kuviot H-j ovat läpimittapoikkileikkauksen puolikkaita esittäen keksinnön mukaisen sulkutiivisteen eri sovellutusmuotoja.

Kuviosta 1 näkyy siis osittainen poikkileikkaus sylinteri-hoikista 1, jonka yläpuolella sijaitsee sylinteripä! 2 keksinnön mukaisen sulkutiivisteen 2 välityksellä. Sylinteriholkki, -putki tai ^ kotelo 1 lepää sylinterin vesivaipan reunaa vasten kauluksen, ulok keen tai laipan 5 kautta. Keksinnön mukainen renkaanrnuotoinen sulku-tiiviste 3 on asetettu sylinteriholkin 1 kärkiosan syvennyspinnalle 3, jota rajoittaa ulospäin suunnassa rengasmainen uloke G sylinteri-pään keskistämistä varten. Sylinteripä! 2 sisältää vastaavan yhteensopivan olakkeen 7, joka toimii yhdessä hoikin 1 sanotun olakkeen u xan3

Keksinnön mukaisesti sulkutiiviste 3 sisältää vierekkäisten rengasmaisten vastaavalla tavalla säteittä!Sten uiko- ja sisäosien 10 ja 11 muodostaman parin, joka peittää pääasiassa hoikin koko ren-gaspinnan o. Kuten kuviosta 1 näkyy, sylinteripään tiivisteen muo- uostava sulkutiiviste 3 sijaitsee täten syrjässä sisäänpäin sanotusta u 58009 hoikista 1 suhteessa tämän hoikin 1 ja sylinterin vesivaipan ä kosketuskohtaan .

Guikutiivisteen 2 sisäosa 11 on hieman leveämpi kuin ulko-osa 10 ollen myös helpommin litistyvä joutuessaan puristuksiin syiinteri-pään 2 ja sylinteriholkin 1 pinnan o väliin. Täten tiivisteen 3 ulko-osa 10 kestää melkein kaikki ne jännitykset, jotka sylinteripään puristaminen hoikkia vasten aiheuttaa, tehden täten mahdolliseksi erittäin Korkean puristuspaineen ja hyvän nestetiiviyden saavuttamisen sanotun sylinteripään 2 ja sanotun hoikin 1 välille. Gulkutii-visteen rengasmainen sisäosa 11 tarjoaa vähemmän vastusta puristusvoimille ollen helpommin litistettävissä ja toimien pääasiassa pala-miskaasujen pääsyn estämiseksi hoikin 1 pinnan 3 ja sylinteripään c väliseen tilaan.

iällä tavoin saavutetaan tiivisteen erittäin korkea puristus-paine hoikin ja sylinteripään välillä johtuen tiivisteen osan 10 suhteellisen pienestä leveydestä, ja lisätaivutusmomenttien esiintyminen hoikin sisällä vältetään tiivisteen sisäosan 11 avulla, joka estää palamiskuasujen virtauksen hoikin ja sylinteripä"!! väliin.

Tiivisteen rengasmainen ulko-osa 10 on sopivinmin tehty tasaiseksi, kun taas tämän tiivisteen rengasmainen sisäosa 11 sisältää ainakin yhdellä sivullaan hamuastukset, uurteet, kourut tai vastaavat muodostelmat, jotka ovat rengasmaisia ja sijoitettu samankeski-sesti toistensa suhteen. Kummastusten, uurteiden tai vastaavien muodostelmien Käyttö sisäosan 11 pinnalla tekee tämän sisäosan litistät täv ämmäksi tai peräänantavamrnaksi kuin ulko-osa 10, joka lähinnä kestää puristusvoiman pääosan. Kolojen tai syvennysten syvyys ja huippujen tai harjanteiden korkeus kohoutumissa tai hammastuksissa määräävät sen puristaspaineen, joka halutaan saavuttaa, siis jännitykset, jotka tästä johtuvat. Rengasmaiseen sisäosaan 11 muodostetut Kummastukset toimivat myös labyrinttiliitoksena palamiokaasuja varten.

Kuvioissa 3-3 on esitetty keksinnön mukaisen sulkufciivisteen eri sovellutusmuotoja. Kuviossa 3 sisäosa 11 on varustettu samansuuntaisilla ja -keskeisillä rengasmaisilla uurteilla 13 molemmilla sivuillaan, näiden uurteiden ollessa sopivimman sijoitettuina syrjään yhdellä sivulla toiseen sivuun veivaten, so. kolo, kouru tai syvennys yhdellä sivulla vastaa lähinnä kohoutumaa tai ulkonevaa osaa toisella sivulla.

Kuviossa -4 samansuuntaiset ja -keskiset rengasmaiset uurteet le' sulkufciivisteen sisäosan 11 kummallakin sivulla ovat tarkalleen vastakkaisissa asennoissa muodostaen näin sarjan kavennuskohtia tai supistettuja osia sulkutiivisteen paksuudessa.

5 58009

Kuviossa ö esitetyssä vaihtoehtoisessa sovellutusmuodossa tämän tiivisteen rengasmaisen sisäosan 11 metallipaksuus on pienempi kuin rengasmaisessa ulko-osassa 10 ollen säteittäisessä suunnassa aallotettu, poimutettu tai rypistetty.

Kuvion 6 esittämässä 1 isImuunnelrnassa tiivisteen rengasmainen sisäosa ui käsittää sarjan rengasmaisia samankeskisiä uurteita lp' 1, jotka sijaitsevat vain toisella sivulla. Rengasmaisen sisäosan 11 toinen sivu on täten täysin tasainen ollen samassa tasossa eli tasan rengasmaisen ulko-osan 10 kanssa.

Kaikissa mainituissa esimerkeissä sisäosan 11 molempien vastakkaisten sivujen liitospintojen välinen kokonaiskorkeus, so. näiden kahden pinnan kohoutumien kärkien, huippujen ja harjanteiden välinen korkeus, on yhtä suuri tai sopivimman hieman suurempi kuin tasaisen uiko-osan 10 paksuus eli korkeus. Lisäksi molemmat osat 10 ja 11 voivat joko muodostaa yhden yksinkertaisen jakamattoman osan tai olla kokoonpantu erillisten rengaselementtien .Muodostamasta parista.

Kuvioissa 7 ja o esitetyissä keksinnön mukaisen sulkutiivis-teen 3 toisissa sovellutusmuodoissa sanottu tiiviste ei ole yhdestä kappaleesta /Muodostettu jakamaton kokonaisuus, vaan sisältää parin erillisiä vierekkäisiä rengasmaisia uiko- ja sisäosia 20 ja 21 tai vastaavasti 20' ja 21’. ,'olemmat tiivisteen /Muodostavat rengasmaiset osat on tehty eri metalleista, rengasmainen uiko-osa 20, 20' kovemmasta metallista kuin rengasmainen sisäosa 21, 21', jonka muodostava metalli muuttaa siten helpommin muotoaan puristuksen alaisena. Olosuhteiden mukaan osa 21 voi korkeudeltaan olla hieman suu-„ rempi kuin osa 20, kuten kuviossa 3 on esitetty, osan 21' korkeus on pääasiassa sama kuin osassa 20'.

nimenomaan sulkutiivisteen sisä- ja ulko-osien valmistaiMiseksi metallit voidaan valita siten, että niistä ensimmäisellä on pienempi ✓ kimno.Moduli kuin toisella.

Keksinnön mukainen sulkutiiviste, valmistettuna joko homogeenisestä tai heterogeenisestä aineksesta, muodostaa täten huomattavan parannuksen tavanomaisia sylinteriholkkeja käytettäessä poistamalla tässä hoikissa esiintyvän taivutusmomentin lisäyksen, joka johtuu /Moottorin toiminnan aikana syntyvien pal ami s kaasu j en aiheuttamasta paineesta.

On ymmärrettävää, että keksintö ei ole laisinkaan rajoittunut selostatt u i n i n ja kuvattuihin sovellutusesinerkkeihiri, jotka on esitetty vain esimerkin vuoksi. La sisältää nimenomaan kalkki esi-

Claims (6)

1. 6 58009 tettyjä laitteita ja niiden yhdistelmiä teknisesti vastaavat laitteet ja yhdistelmät, mikäli näitä käytetään keksinnön sisällyksen mukaisesti.
2. 1. Sylinterikannen tiiviste (3) mäntäpolttomoottoria varten, jossa sylinteriputken (1) ja sylinterikannen (2) pintojen välissä on suljettu rengasmainen tila ja jossa moottorin rungon (4) päällä oleva sylinteriputken (1) laippa suuntautuu säteettäisesti ulospäin tämän rengasmaisen tilan suhteen, sylinterikannen tiivisteen (3) ollessa tarkoitettu sovitettavaksi edellä mainittuun rengasmaiseen tilaan ja muodostuessa kahdesta vierekkäisestä rengasmaisesta osasta eli säteen suunnassa ulkopuolisesta (10, 20, 20'} ja säteen suunnas-sasa sisäpuolisesta osasta (11, 21, 21'), rengasmaisen sisäosan (11, 21, 21') ollessa helpommin kokoon painuva kuin rengasmainen ulko-osa (10, 20, 20T), tunnettu siitä, että sylinterikannen tiiviste (3) täyttää kokonaan rengasmaisen tilan ja rengasmainen sisäosa (11, 21, 21’) on säteen suunnassa leveämpi kuin rengasmainen ulko-osa (10, 20, 20') sylinterikannen tiivisteen aiheuttamien vääntömo-menttien pienentämiseksi sylinteriputkessa.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiiviste, jonka sisäosassa (11) on useita samankeskisiä vuorottaisia uurteita (15, 15', 15") ja kohou-tumia, tunnettu siitä, että uurteet ja kohoumat on muodostettu ainakin tiivisteen (3) toiselle sivulle säteittäisinä kourumaisina muodostelmina, joiden harjat ovat pääasiassa tasaiset tai katkaistut samassa suhteessa tällä sivulla.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiiviste, jonka sisäosa (11) on yhdestä osasta, joka on samaa kappaletta ulko-osan (10) kanssa, tunnettu siitä, että sisäosan (11) paksuus on pienempi kuin ulko-osan (10).
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiiviste, tunnettu siitä, että sisäosa (21, 21’) on metallista, joka on helpommin muovautuvaa kuin ulko-osan (20, 20’) muodostava metalli ollen ainakin yhtä paksu kuin ulko-osa.
6. 1. Tätning (3) för cylinderhuvudet i en förbränningskolvmotor, där ett slutet ringformat utrymme befinner sig mellan cylinderrö-rets (1) och cylinderhuvudets (2) ytor och där cylinderrörets (1) fläns pä motorns stomme (4) riktar sig radiellt utät i förhällande