DE800794C - Doppelseitig wirkender Gross-Gasmaschinen-Kolben - Google Patents

Description

• Doppelseitig wirkender Groß-Gasmaschinen-Kolben Bisher hat inan hei liegendenGroß-Gasniaschinen finit doppelseitig wirkenden, einen Kiililrauni ecithaltenden Kolben einteilige Kolben aus Gußeisen oder Stahlguß verwendet. Das Entfernen der Kerninasse und das spätere Reinigen dieser Kolben ist wegen der lmschr:inkten Zugiinglichkeit des Kühlraumes auch dann schwierig, wenn auf die -Anwendung versteifender Rippen verzichtet wird. Wegen dieser Schwierigkeit wird die Reinigung derartiger Kolben lange liiiiatisgezögert, und es kommt deshalb vor, dalß infolge des Hinundherschüttelns der iin Wasser enthaltenen Fremdkörper, Sand u. dgl., sowie der von der Kolbenwand aligesplittertcii Kesselsteinstiicke diese die Kolbenwand iin unteren Teil des bei der Vielzahl von Huhwechseln durchscheuern. Der Verwendung von geteilten Kolben, wie sie bei Dampf- tind Brennkraftinaschinen bekannt sind, stehen bei Groß-Gasmaschinen we-en der iin T,etrieli abwechselnd auf die grol;@en Koll>enstirnw:inde wirkenden Drücke erhebliche Bedenken gegenüber.
• -Nach der Erfindung wird es nun ermöglicht, die holte Wechselbiegebeanspruchung der Kolbetistirnwände erheblich zti vermindern und auch bei Groß-Gasinaschinen einen geteilten Kolben zu verwenden. Die Erfnclung besteht in einer solchen Ausbildung der Trennfläche des geteilten Kolbens, daß beim Berühren der Stoßflächen am äußeren Kollientitnfang an den Stoßflächen der Nabentremiting Spiel vorhanden ist, das erst aufgehoben wird, wenn die Kolbenhälften durch besondere Mittel fest gegeneinander oder mit der Kolbenmutter fest gegen den Konus der Kolbenstange gezogen werden. Dadurch erhält der Kolben eine von der nach Bedarf zu bemessenden Formänderung beim Zusammenspannen der Kolbennabe herrührende Vorspannung, die die Biegebeanspruchung der Kolbenstirnwände durch die von Beiden Seiten wirkenden holten 13etriehsdrücke erheblich herabsetzt. Damit an der Stoßstelle am Kolbenumfang kein Kühlwasseraustritt gegen die Zylinderlaufbahn möglich ist und das Spiel an den Stoßflächen der Nabentrennung genau eingestellt werden kann, werden vorteilhaft die Metall auf Metall sitzenden Stoßflächen am äußeren Kolbenumfang mit Stufen versehen, -%vobei in die ringförmigen frei gelassenen Räume bei jeder einzelnen Stufe ein Dichtungsmittel eingelegt wird, oder in einer eingedrehten Nut miteinander verschweißt. Bei einteiligen Kolben für Groß-Gasmaschinen mit Kühlraum müssen in den hoch beanspruchten Kolbenstirnseiten Öffnungen zum Lagern der Kerne und zum Entfernen der Kernmasse vort!esehen werden. Die Gewindestopfen zum Verschließen dieser Öffnungen müssen von Zeit zu Zeit wieder herausgebohrt werden, um den an den Kolbenwänden gebildeten Wasserstein und die im Wasser sonst noch enthaltenen und abgelagerten Stoffe zu entfernen. Der einteilige Kolben mit Kühlraum ist daher viel schwieriger herzustellen als zwei Kolbenhälften mit lösbarer elastischer Abdichtung. :\uch beim Verschweißen der beiden Kolbenhälften ist das Wegdrehen Gier Schweißraupe und ihre Wiederherstellung bei geringem Zeitaufwand einfach. Dabei ist es ein großer Vorteil, daß die Schweißnaht nur auf Druck beansprucht wird und von den heißen Gasen und hohen Drücken nicht berührt wird. Weiter erschwert bei einem geteilten Kolben die günstige Anwendung verstärkender Rippen die Reinigung in keiner Weise.
• .,1uf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen Fig. i die Abdichtung der Stoßflächen der Kolbenhälften am äußeren Umfang durch elastische Dichtungsringe, Fig. 2 die Verschweißung derselben und Fig.3 einen Längsschnitt durch den geteilten Kolben.
• Der mehrteilige Kolben i aus geignetem Werkstoff hat nach den Figuren die Trennungs- bzw. Stoßflächen senkrecht zur Kolbenachse und möglichst weit weg von den Stellen, die von den im Verbrennungsrauen bei jedem Arbeitshub entstehenden heißen Gasen berührt werden. Bei Verwendung von schwer schweißbarem Werkstoff, z. B. Gußeisen, wird in die am äußerenKolbenumfang liegenden Stoßflächen 2 ein geeignetes Dichtungsmittel, z. 13. Gummiringe 3 (Feg. i), eingelegt. Bei schweißbarem Werkstoff, Stahl, können die Stoßflächen 2 miteinander verschweißt werden (Feg. 2).
• Die Stoßflächen :4 der Nabentrennung (Fig.3) besitzen erfindungsgemäß beim Berühren der Stoßflächen am äußeren Kolbenumfang Spiel 5, das erst aufgehoben wird, wenn die beiden Kolbenhälften 6, 7 durch besondere Mittel oder mit der Kolbenmutter 8 fest gegen den Konus 9 der Kolbenstange to gezogen werden. Im Ausführungsbeispiel sind die Stoßflächen :f mit einer Stufe i i ausgeführt. Damit das Spiel 5 genau eingestellt werden kann, müssen die Stoßflächen 2 am äußeren Kolbenumfang gut -zusammenpassen. Sie werden deshalb zweckmäßig ebenfalls mit Stufen versehen. Bei der Ausführung nach Fig. 1 sind zwei Stufen 12 mit drei Dichtungsringen und bei der nach Fig. 2 eine Stufe 13 vorhanden. Die Stoßflä chen.I der Nabentrennung können mit Spiel ausgeführt werden, weil an beiden Austrittsstellen der Kolbenstange io aus dem Kolben die üblichen Abdichtungen verwendet werden, so daß an der Nabe auch dann kein Wasser austreten kann, wenn die senkrechte Trennfuge der Nabe nicht wasserdicht abschließt.
• Zum Verschweißen der am äußeren Kolbenumfang liegenden Stoßflächen 2 werden diese mit von außen gut zugänglichen Nuten 1.4 versehen, in die die Schweißraupe 15 leicht eingelegt werden kann. Diese rundlaufenden Nuten können auch eine zum maschinellen Schweißen geeignete Form erhalten. Die Schweißung kann, wie in Fig. 2 gezeigt, bis nahe an den äußeren Durchmesser des Umfanges geführt oder mehr vertieft gelegt werden. Es kann auch eine breite Nut 16, in die ein mehrteiliger Ringsteg 17 eingesetzt und durch Schweißen befestigt wird, nach Fig. 3 angewendet werden. Hierbei muß die Schweißraupe, nachdem sie genügend stark aufgetragen ist, überdreht werden, um einen Sitz für den einzusetzenden Ringsteg zu erhalten, der dann ebenfalls durch .,\ufschweißen mittels vorher einzudrehender Nuten 18 befestigt wird. Der mehrteilige Ringsteg 17 erhält Zugabe und wird erst beim Fertigdrehen der Ringnuten i9 für die Kolbenringe auf Maß bearbeitet.
• Um die Bohrung des Kolbens für die Kolbenstange besser bearbeiten zu können, kann in weiterer Ausbildung der Erfindung die Vorspannung der beiden Kolbenhälften auch, wie schon oben erwähnt, durch besondere :Mittel, und zwar durch Spannbolzen 20 erreicht werden, mit denen diese vor dem Fertigschleifen der Druckflächen an der Austrittsstelle der Kolbennabenbohrung fest gegeneinander gezogen werden. Die Spannbolzen sind z. B. auf einer Seite mit einem Kopf 21 versehen und werden mit der dem Kopf gegenüberliegenden Kolbenstirnseite verschraubt. Die Verschraubungsstelle wird durch einen Gewindestopfen 22 abgedichtet. Sowohl letzterer als auch der Kopf 21 besitzen in dem gezeichneten Beispiel für den Angriff des Schraubenschlüssels Ansätze 23, die nachher abgedreht werden. Die Spannbolzen 20 können auch warm eingesetzt werden.
• Wenn nach längerem Betrieb die Ringstege 2 zur Führung der Kolbenringe durch Ausschlagen zu schmal geworden sind oder wenn der Kolbenmantel 25 an einer Stelle durchgescheuert ist, kann bei einem derartigen zweiteiligen Kolben der Kolbenmantel leicht abgedreht und durch Anschweißen neuer Mantelstücke 26, 27 an die Stirnwände der beiden Kolbenhälften ersetzt werden. Das Anschweißen erfolgt durch je eine innen- und außenliegende Schweißnaht 28, 29, die beide für das Schweißwerkzeug leicht zugänglich sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Doppelseitig wirkender, einen Kühlraum enthaltender zweiteiliger Groß-Gasmaschinen- Kolben. geketitizeiclitiet durch eine solche Aus- bildung der Trennfläche, dali beim Berühren der Stoßflächen (21 ain äulietrn Kolbenumfang an den '#,tolIfl:iclieti (l) der \abentrennung Spiel (;) vorhanden ist, (las erst aufgehoben wird, wenn die Koll)ettliiilfteti (%. ;) durch besondere Mittel fest gegeneinander oder mit der Kolben- tnutter (Si fest gegen den l@otius (9) der Kol- benstange (t o) gezogen werden. 2. Groß-Gasmaschinen-Kolben nach An- spruch t. dadurch gekennzeichnet, daß an den am äußeren Umfang liegenden Stoßflächen (2) der Kolbenhälften ein Dichtungsmittel (3), ge- gebenenfalls in Stufen, eingelegt ist. 3. Groß-Gasinaschlnen-Kolben nach An- Spruch i. dadurch gekennzeichnet. dali die am äußeren Umfang liegender. Stoßflächen (2) der Kolbenhälften (6. ,-) mit einer \ttt (1d) Ver- sehen und in dieser verschweißt sind. .+. Groß-Gasnlasihtnen-holbetl nach All- spruch 3, dadurch gekennzeichnet. dal' die Schweißnaht (i;) überdreht und in dieser ein mehrteiliger Ringsteg (17) eingesetzt ist. der ebenfalls mit den Kolbenhälften (6, 7) ver- sch-,veißt wird. 5. Groß-Gasmaschinen-Kolben nach An- spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die be- sonderen Mittel nach Anspruch i in die Kolben- hälften (6, 7) kalt oder warm eingesetzte Spann- hohen (20) sind.