CH193724A - Brennkraftmaschine mit einer Einsatzbüchse aus hartem Werkstoff im Zylinder. - Google Patents

Description

      Brennkraftmasehine    mit einer     Einsatzbüchse    aus hartem Werkstoff im Zylinder.    Zur     Verringerung    der     Abnutzung    an der  Lauffläche der Zylinder von     Brennkraft-          maschinen    hat man vorgeschlagen, in die  Zylinder eine Büchse einzusetzen, die aus  härterem Werkstoff     besteht    als die Zylinder  wandung.

   Da man     bisher    annahm,     dass    die  Abnutzung der Zylinderwand durch die       Federungskraft    und mangelhafte Passung  der     Kolbenringe,    sowie bei     einfachwirkenden     Maschinen mit einem Kolbenzapfen im Kol  ben     durch    das Kippender Kolben verursacht  wird, hat man diese     Einsatzbüchsen    bisher  stets so lang ,gemacht,     @dass    der Kopf des Kol  bens beim Hin- und Hergehen des Kolbens  noch in der     Einsatzbüchse    blieb.

   Man hat  auch schon     vorgeschlagen,    solche     Einsatz-          büchsen    aus zwei oder mehreren     hülsenförmi-          gen    Teilstücken     verschiedener    Härte     mittels     Flanschen und 'Schrauben     zusammenzusetzen.          Diese    mehrteiligen Einsatzbüchsen bringen  aber grosse     Schwierigkeiten    im     Betrieb        mit            sich    und erfordern Spezialkonstruktionen     von     übergrossen     Baulängen.      Es  <RTI  

   ID="0001.0032">   wurde    nun     festgestellt,        dass    die Ab  nutzung der     Zylinderwandungen    bei     B,renn-          kraftmaschinen    fast ausschliesslich     @daller     kommt,     @dass    die     Kolbenringe    in der einen       Totpunktsteilung        des    Kolbens unter     Wirkung     des     Verbrennungsdruckes    radial auseinander  gepresst und gegen die Zylinderwandung ,ge  schlagen werden.

   Bei der hohen Zahl     dieser          immer    an derselben     ,Stelle    wiederkehrenden  Schläge hämmern die Kolbenringe     ring-          förmige        Vertiefungen    in die     Zylinderwand     ein, deren Ränder     durch        .die    Kanten der Kol  benringe beider     Hin-    und     Herbewegung    des       Kolbens        ausbrechen    und abgeschabt wer  den.

   Dieser Vorgang wird noch dadurch be  schleunigt,     dass    die Schläge     :der        Kolbenränge     immer     in    dem Augenblick     auftreten,    'wenn  die Zylinderwand der     höchsten        Temperatur     ausgesetzt ist,      Gemäss vorliegender Erfindung erstreckt  sieh daher die     Einsatzbüchse    von der     tirn-          fläche    auf der     Brennraumseite    des Zylinders  aus nur über einen Teil der     Gesamtlänge     der Lauffläche des Zylinders.

   Die Einsatz  büchse ist vorzugsweise kürzer als der Kol  benhub im Zylinder, so dass sie in der einen       Totpunktstellung    vom Kolben völlig frei  liegt. Zweckmässig reicht die Einsatzbüchse  in der     Totpunktstellung    des Kolbens am  Ende der     Kompression    von der zugehörigen  Stirnfläche des Zylinders nur bis hinter die  auf der     zugehörigen        Kolbenseite    angeordne  ten Kolbenringe. Da bei Früh-     und    Spätzün  dungen der Verbrennungsdruck nicht genau       in.    der     Totpunktstellung    auftritt, so ist     die     Einsatzbüchse vorteilhaft noch etwas länger.  



  Die Erfindung     gestattet        es,    die Einsatz  büchse als einen verhältnismässig schmalen.  dünnen Ring auszuführen, .der sich bei ein  fach wirkenden     mehrzylindrigen    Maschinen  in der einen     Totpunktstellung    des - Kolbens  ohne     Zerlegung    des Zylinderblockes     und    ohne       Herausnahme    der Kolben durch ein Werk  zeug     hintergreifen        und    herausziehen lässt.

   Es       ergibt        sich    daraus eine erhebliche Verein  fachung beim Ersetzen ,der Einsatzbüchsen  und ausserdem eine erhebliche Materialerspar  nis, die um so     wichtiger        ist,    als die Einsatz  büchsen aus Legierungen, also aus     teuren     Werkstoffen     angefertigt    werden.  



       Brennkraftmaschinen    mit vom Kolben in  der einen     Totpunktstellung    freigelegten  Steuerschlitzen, z. B.     Zweitaktbrennkraft-          maschinen,    können mit einer leicht auswech  selbaren     Einsatzbüchse    von grosser Haltbar  keit versehen werden, welche nicht bis zu  den Steuerschlitzen reicht.

   Soweit man     sol-          eheMaschinen    bisher mit einer von der Stirn  fläche     des    Zylinders eingesetzten     Einsatz-          büchse        versehen    hat, war diese mit Schlitzen  für den     Gasdurchlass    ausgerüstet. Solche  Büchsen haben aber nur eine geringe Halt  barkeit, weil ,die     schmalen    Stege zwischen  den     Öffnungen    leicht reissen.

   Ausserdem kann  durch eine     Verlagerung    der Büchse eine Ver  änderung der     Steuerschlitze    bewirkt werden  und damit auch eine Verschiebung dar    Steuerzeiten und eine     Verringerung    der Wirt  schaftlichkeit der Maschine.  



  Die Zeichnung zeigt Versuchsergebnisse  zur Erklärung der Erfindung und die Zy  linder     einiger        einfachwirkenden        vertikalen          Maschinen    als     Ausführungsbeispiele    der Er  findung.  



       Fig.    1 zeigt einen     Zweitaktmotorzylinder     im Längsschnitt ohne     Einsatzbüchse;          Fig.    2 ist     -das        Abnutzungsdiagrammdazu;          Fig.    3 zeigt den gleichen Zylinder     mit     der Einsatzbüchse gemäss der Erfindung;       Fig.    4 ist das     Abnutzungsdiagramm    die  ses     Zylinders    nach der gleichen Betriebs  dauer;

         Fig.    5 zeigt einen Zylinder für eine ver  tikale Maschine mit herausnehmbarer Lauf  büchse, die mit einer     Einsatzbüchse    gemäss  der Erfindung versehen     ist;          Fig.    6 zeigt einen Längsschnitt     dureh    ,die  Einsatzbüchse in     Fig.    5;       Fig.    7 zeigt     .einen        Längsschnitt    durch  einen mit     Kühlmantel        versehenen    Zylinder  einer vertikalen Maschine mit .dem Kolben  in der     obern        Totpunktstellung.     



       Fig.    1 zeigt     einen,Graugusszylinder    1 für  einen Zweitaktmotor mit in der Laufbahn 2  befindlichen     .Steuerschlitzen    3 für den Eir  und     Auslass    der Gase. Das     Abnutzungs-          dia,gramm    in     Fig.    2 ergibt nach einer Be  triebszeit von 1000     ;Stunden    im     obern    Teil  des Zylinders eine Abnutzung von etwa.  1 mm, während unterhalb der     Steuerschlitze     3 .die Abnutzung kaum     1/10o    mm     beträgt.     



       Fi,g.    3     zeigt    den gleichen Zylinder mit       einer    in das     Zylinderkopfende        eingezogenen          Einsatzbüchse    4 aus     Chrom-Nickel-Schleuder-          guss    von der     Brinell-Härte    300 bis 350. Ge  mäss     Fig.    4 beträgt die Abnutzung dieser  Büchse nach     1000stündiger    Betriebszeit nur  etwa 0,065 mm. Die Abnutzung     ist    also  etwa 15 mal .geringer.

   Die     Einsatzbüchse    4  reicht nur bis in die Nähe der Steuerschlitze  3, ist also weder durch die Steuerschlitze       geschwächt,    noch kann bei einer Verdrehung  der     Einsatzbüchse    die Stellung der     ,Steuer-          schlitze    verändert werden. Für     das    Heraus-      nehmen der     Einsatzbüchse    4 genügt es, den  Kolben in die     untere        Totpunktstellung    zu be  wegen. Der untere Rand der Einsatzbüchse  wird dann von dem Kolben freigelegt.

   Die  unter     Spannung        stehenden    Kolbenringe blei  bendabei in     Berührung    mit der Zylinder  wand 5, so     dass    beim Herausnehmen und  Wiedereinsetzen     ider    Einsatzbüchse kein um  stäudliches     Neneinziehen    .der Kolbenringe  notwendig     ist.     



  Der Zylinder nach     Fig.    5     besitzt        einen     Mantel 6, in den eine Laufbüchse 7     eingesetzt     ist, .die sich über die ,ganze     Länge    der Lauf  fläche erstreckt     und    als     Nassbüchse    ausgebil  det ist, also mit dem Mantel einen Wasser  raum 8 für die Kühlung bildet. Die Lauf  büchse 7 enthält im obern     Teil    eine kurze  Einsatzbüchse 9, die in der obern Totpunkt  stellung     des    nicht gezeichneten Kolbens nur  bis unter die am Kolbenkopf befindlichen       Kolbenringe    reicht.

   Die Laufbüchse 7 kann       beispielsweise        aus        Gusseisen    oder aus     Schleu-          derguss    mit einer     Brinell-Härte    von 80.0 bis  350, die Einsatzbüchse 9 dagegen zum Bei  spiel aus     nitriertem        @Schleuderguss    mit einer       Brin.ell-Härte    von 1000     hergestellt    sein.

   Da  die Einsatzbüchse am     untern    Rande bei der  untern     Totpunktstellung    des     Kolbens    voll  kommen     freiliegt,    kann man sie ohne Heraus  nahme :der     Laufbüchse    7 und ohne     Beein-          trächtigung    der     Dichthaltung    des Wasser  raumes 8 herausziehen.

   Gemäss     Fig.    6 ist die  Einsatzbüchse 9 am     untern    Ende     mit    Kerben  9' versehen, die das Einhaken von Werk  zeugen zum Herausziehen der Büchse gestat  ten.     An    ihrem     obern    Rande hat die Büchse 9  einen Bund 10, der den Druck des auf den  Zylinder aufzuschraubenden     Zylinderkopfes     aufnimmt, so     @dass        beim        Festschrauben    des  Zylinderkopfes keine     Stauchung    des Werk  stoffes in der Fuge 11     (Fig.    5)     eintritt.     



  Bei :dem Zylinder 12 nach     Fig.    7 befindet  sieh der Kolben 13 in der obern Totpunkt  stellung, in welcher     die    im Kopf des Kolben,  angeordneten     Kolbenringe    14 sich in der Ein  satzbüchse 15 befinden. Die     Einsatzbüchse    15  ist mit einem     kegeligen    Bund 16 versehen.

    In dieser     Figur    ist in     gestrichelten    Linien    die     @Stellung    des     -Kolbens    im untern Tot  punkt     eingezeiehnet.    Die obere Stirnfläche  des     Kolbens    liegt dann bei     17,-,also    weit un  terhalb des     untern    Randes     IS    der Einsatz  büchse 15, die sich     infolgedessen        mittels     Werkzeugen leicht nach oben herausziehen  lässt.  



  Gegebenenfalls kann die     Einsatzbüchse          ohne    Bund als     eine    vollständig     glatte    Hülse       ausgeführt    sein. Ihre     Anwendung        ist    auch  bei     @doppeltwirkenden    Maschinen von Vorteil.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Brennkraftmaschine mit einer Einsatz- büchse aus hartem Werkstoff im Zylinder, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ein satzbüchse von der ,Stirnfläche -auf der Brenn- raumseite des Zylinders aus nur über einen Teil der Gesamtlänge der Lauffläche des Zylinders erstreckt. ÜNTERANSPRüCHE 1.

   Brennkraftmasehine mit Einsatzbüchse nach Patentanspruch, .dadurch gekenn zeichnet, dass .die Einsatzbüchse kürzer ist als der Kolbenhub, so dass sie in der einen Totpunktstellung des Kolbens vollständig frei liegt.

   z. Brennkraftmaschine mit Einsatzbüchse nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Einsatzbüchse in der Totpunktstellung des Kolbens @aan Ende der Kompression nur etwa bis .hinter die auf der zugehörigen Kolbenseite angeord neten Kolbenringe reicht.

   3. Brennkraftmaschine mit Eingatzbüchse nach Patentanspruch, bei welcher der Zylinder mit vom Kolben in der einen Totpunktlage freigelegten Steuerschlitzen versehen ist, dadurch ,gekennzeichnet, dass die Einsatzbüchse nicht bis zu den Steuerschlitzen seicht.

   4. Brennkraftmaschine mit Einsatzbüchse nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Ein;satzbücluse in einer über die ganze Länge des Zylinders sich erstreckenden Laufbüchse angeordnet ist und von,der ,Stirnfläche :

   dieser Laufbüchse nur soweit nach innen ragt"dass -sie in der einen Totpunktstellung des Kolbens voll ständig frei liegt. 5.

   Bremskraftmaschine mit Einsatzbüchse nach dadurch .gekenn zeichnet, dass die Einsatzbüchse an ihrem dem Brennraum abgekehrten Stirnende gerben besitzt, die das Einhaken von Werkzeugen zum Herausziehen der Ein satzbüchse gestatten.