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Zylinder für Kolbenmaschinen mit Schlitzsteuerung, insbesondere für
Flugmotoren Die- Erfindung bezieht sich auf einen Zylinder für Kolbenmaschinen mit
Schlitzsteuerung, insbesondere für im Zweitakt arbeitende, schnell laufende Flugmotoren,
bei denen der Kolben in seiner in einem Kühlmantel- eingezogenen - Zylinderbüchse-
läuft, die an den Dichtungsstellen für die zwischen Büchse -und Mantel. gebildeten
Kühlräume mit nach diesen Räumen zu offenen Taschen versehen ist.
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Es ist bekannt, die Abdichtung ,gegen die Kühlflüssigkeit durch Gummiringe
vorzunehmen. Diese Abdichtungsart hat sich insbesondere an den den Schlitzen benachbarten
Dichtungsstellen nicht bewährt. Bekanntlich ist der .mit dien- Schlitzen versehene
mittlere Teil des Zylinders. bei Zweitaktmaschinen stets wechselnden Temperaturen
unterworfen, da er abwechselnd von den heißen Auspuffgasen und der kalten Spülluft
bestrichen wird:. Die Gummiringe müssen daher häufig ausgewechselt werden, was ein
Herausziehen der Büchse nötig macht. Auch wird durch die Gummiringe der Zylinderdurchmesser
und damit das Gewicht der Maschine vergrößert, was besonders für Flugmotoren von
Bedeu,-tünä ist, da die Gummiringe mit 8/4 ihrer Dicke in den Ringflansch der Tasche
eingelassen sein müssen. Damit vergrößern sich auch die übrigen Abmessungen des
Zylin-.ders, insbesondere auch des Büchsenflansches, was leine erhebliche Gewichtszunahme
bedeutet und die Kühlung der Büchse im Oberteil beeinträchtigt.
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Anderseits hat man bei Viertaktmaschinen schon die Laufbüchse eingepreßt,
unmittelbar anliegend an den Kühlmantel, um eine ,gute metallische Berührung zwischen
Büchse und Mantel zu erhalten und dadurch einen wirksamen Wärmeübergang zu sichern.
Man kennt jedoch die Schwierigkeiten, die gerade bei passend eingepreßten Büchsen
infolge von Deformationen bei Erwärmung im Betriebszustand ,auftreten, die sich
in Form
von Undichtheiten zwischen den Gasstutzen und den Wasserräumen
äußern.
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Schließlich hat man; um die Nachteile dieser Abdichtungsart zu vermeiden,
die Riggflansche edier Zylinderbüchsen reit der Büchse durch dünnwandige, elastische
Teile verbunden, zum Zwecke, dem Zylinder freie Beweglichkeit gegenüber dem Kühlmantel
zu sicheln. Diese Ausführung hat jedoch dien Nachteil, @daß gerade die bei Flugmotoren
mit kurzen Pleuelstangen besonders hoben Seitendrücke dies Kolbens auf die Laufbüchse
durch die elastischen, dünnwandigen,- Teile der Ringflansche gar nicht aufgenommen
werden können, daß also, mit anderen Worten, de Laufbüchsen nicht hinreichend gut
abgestützt sind.
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Gemäß der Erfindung sind diese @tbelstände bei guter Abdichtung der
Kühlräume .dadurch vermieden, daß die Ringflansche der Taschen sich an ihrem äußeren
Umfange von der Wurzel aus leicht kegelförmig erweitern und dadurch elastisch sind,
wobei die Auflagerflächen am Kühlmantel zylindrisch sind, so daß die Ringflansche
nach dem Einsetzen federnd an dem Mantel anliegen und die Kühlräume abdichten.,
während sich an die Taschen anschließende starre Ringteile der Büchse diese gegen
Seitendrücke des Kolbens auf dem Kühlmantel abstützen. Hierdurch ist an: den Dichtungsstellen
der Kühlräume :eine rein metallische Dichtung geschaffen, durch die nicht nur der
bekannte Nachteil der Gummiringe vermieden ist, nämlich die ständige Wartung und
häufige Erneuerung besonders im Bereich der Schlitze, sondern auch eine wesentliche
Verkleinerung der Abmessungen des Zylinders und damit seines Gewichtes ermöglicht
wird, was für Flugmotoren von ganz besonderer -Bedeutung ist. Durch die Erfindung
also ist insbesondere für einien Flugmotor ein leichter, gut gekühlter und betriebssicherer
Zylinder geschaffen, der nur einen kleinen Raumbedarf hat. Dabei werden die bei
Flugmotoren mit kurzen Pleuelstangen besonders hohen Seitendrücke dies Kolbiens
auf die Laufbüchse durch die starren Ringteile der Büchse aufgenommen und auf den
Mantel übertragen, so daß die Büchse gut abgestützt ist. Dagegen versehen die elastisch
gehaltenen Ringflansche ausschließlich -die Abdichtung.
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Die Elastizität des Ringflansches der Taschen wind noch erhöht, wenn
die Ringflansche an der Wurzel mit Ringnuten versehen sind _ und sie sich an ihrem
inneren Umfange nach der freien Kante hin verjüngen.
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Um auf der gleichen Büchse mehrere Abstützungen und Abdichtungen der
beschriebenen Art anbringen ztt können, werden die zylindrischen Auflageflächen
des Kühlmantels der in der Einsetzrichtung der Büchsen aufeinanderfolgenden Taschen
mit abnehmendem Durchmesser abgestuft.
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Auf der Zeichnung ist ein mit der Abdichtung versehener Zylinder einer
Zw eitaktbrennnkraftmas,chine mit Schlitzsteuerung im Längsschnitt .dargestellt.
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In den Kühlmantel a ist bei der dargestellten Ausführungsform die
aus Stahl bestehende Büchse b !eingesetzt, welche die Lauffläche e für :den nicht
eingezeichneten .:Kolben bildet. In der Mitte ist die Büchse b mit Schlitzend versehen,
durch welche die Verbrennungsrückstände in die Auspuffleitunge austreten bzw. die
Spülluft in den Zylinder eintritt. Zwischen den Schlitzend verbleiben die Stege
f. Zu beiden Seiten der Auspuffleitung e ist der Mantel a mit Aussparttn.geng versehen,
die bei eingesetzter Büchse b die ringförmigen Kühlräume bilden, durch welche die
Kühlflüssigkeit hindurchgeführt wird. Die Kühlflüssigkeit tritt durch die Öffnung
h am unteren Ende des Mantels « ein und durch die Öffnung i am oberen Ende des Gehäuses
aus.
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Die Büchse b ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel an drei Stellen,
mit Taschen.k versehen, deren äußere Ringflansche nt annähernd axial gerichtet und
elastisch sind. Diese Taschenh sind so vorgesehen, daß sie nach den Kühlräumeng
hin offen sind. An die Taschen k schließen sich starre Ringteile der Büchse an.
Die obere Tasche ist also nach oben hin abgeschlossen, die beiden Barunterliegenden
Taschen schließen sich an die Enden der Stege f an, sie sind also nach der Auspuffleitunge
hin abgeschlossen. Den Taschen entsprechend ist der Mantel a mit Auflagerflächen
n versehen.
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Die Ringflansche in nehmen zur Erhöhung ihrer Elastizität von ihrer
Wurzel aus nach der freien Kante zu durch Vergrößerung des Innendurchmessers in
ihrer Stärke etwas ab. Ferner ist dicht unterhalb der Wurzel der Ringflansche in
eine Ringnut o vorgesehen, so daß :an der Wurzeleine schwache Stelle entsteht, durch
welche die Elastizität der Ringflansche noch weiter erhöht wird.
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Um das Einsetzen der Büchse b in den Mantela zu erleichtern, ist der
Durchmesser der =mittleren Auflagerfläche n kleiner als Bier Durchmesser der obersten
Auflagerringfläche und der Durchmesser der untersten Fläche etwas kleiner als der
Durchmesser der mittleren Fläche. An der Außenseite sind die Ringwände.m von den
Ringnuten o aus nach der freien Kante zu etwas kegelförmig ausgebildet, so daß an
der- Kante der Außendurchmesser größer ist als Bier Durchmesser
der
entsprechenden Auflagerringflächen n. Wird daher die Büchse b in. den Mantel a eingesetzt,
:so legen sich, die Ringflanschent, die etwas nach innen durchfedern müssen, mit
seinem gewissen Anpressungsdruck (Vorspannung) auf die Auflagerflächen n dies Mantelsa
und dichten dadurch die Kühlräume ä nach ,außen hin auf dem ganzen Umfange gut ab.
Die Federung der Ringfl,ansch@em ist durch die Ringnuten,o so weich gemacht, daß
beim Einsetzen der Büchse b in den Mantel a eine Formänderung der Lauffläche c für
den Kolben nicht eintreten kann.
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Durch ,die Auflageruml Büchse b auf dem Mantela an mehr-eilen Stellen
ist auch ,eine ,gute Abstützung der Bücchse gegen seitliche Drücke geschaffen, die
von den sich an die Taschen anschließenden starren Ringteilen der Büchsie aufgenömmen
werden.
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Am unteren Teil des Zylinders ist bei der dargestellten Ausführungsform
der Kühlraumg durch eine Stopfbüchsep üblicher Bauart nach ,außen hin abgedichtet,
es kann aber auch an die Stelle dieser Stopfbüchse eine Tasche k treten.
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In: den Stegen/ sind axiale Kanäle r vorgesehen, die in das Innere
der sich anschlie-B:enden Taschen h münden. Dadurch sind die beiden Kühlrätune ä
miteinander in Verbindung gesetzt.