Brennkraftmaschine. Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einer in einem fest stehenden Mascihinenteil angeordneten und gegen einen hin- und hergehenden Maschinen teil anliegenden Dichtungsvorrichtung.
Diese Maschine zeichnet sich dadurch aus, dass die Dichtungsvorrichtung mindestens einen mit einer Abstreifkante gegen den Brennraum zur Wirkung kommenden Ring, mindestens einen mit einer Abstreifk .ante gegen das Kurbel gehäuse zur Wirkung kommenden Ring und mindestens einen zwischen den beiden Ab- streifringen angeordneten Dichtungsring auf weist.
Brennraumseitig vor der Ab.streifkante des gegen -dien Brennraum zur Wirkung kom menden Ringes kann mindestens .ein Kanal angeordnet sein, welcher mit einem -Raum ausser'hal#b des feststehenden Maschinenteils in Verbindung steht. Dieser Kanal kann durch eine Ausnehmung im Abstreifring ge bildet sein.
Sind mehrere gegen den Brenn- rauen. zur Wirkung kommende Abstreifringe vorgesehen, so können die Kanäle mindestens zweier Abstreifringe über einen gemeinsamen Kanal mit einem .ausserhaIb des feststehenden 3Zaschinenteils befindlichen Raum verbunden sein. Dieser Raum kann durch einen mit einer Entlüftungsleitung versehenen Behälter ge bildet sein, mit welchem der Kanal über min destens eine Leitung verbunden ist.
Auf der gegen .das Kurbelgehäuse gerich teten Seite des Diehtungsringes kann ein Ringkana,1 angeordnet sein, welcher mit dem Innern des Kurbelgehäuses in Verbindung steht.
An die Abstreifkante mindestens eines Abstreifringes kann sich eine konische Fläche anschliessen, welche mit der Oberfläche des hin- und hergehenden Mas,eihinenteils gegen diese Kante hin zusammenläuft., damit sich bei der der Abstreifbewegung entgegengesetz ten Bewegung infolge Keilwirkung ein Schmiermittelfilm ausbildet.
Die Dichtungsvorrichtung derBrennkraft- maschine kann .derart zweiteilig ausgebildet sein, dass der dem Arbeitszylinder zugeord nete Teil mindestens einen gegen den Brenn- raum wirkenden Abstreifring enthält und der dem Kurbelgehäuse zugeordnete Teil minde stens einen gegen den Brennraum und minde stens einen gegen das Kurbelgehäuse wir kenden AIstreifring aufweist.
Bei zweiteiliger Ausführung der Dich tungsvorrichtung kann eine Laterne vorge sehen sein, welche zwischen dem dem Arbeits zylinder und dem dem Kurbelgehäuse zu geordneten Teil angeordnet ist.
Solche zweiteilige Dichtungsvorriehtun- gen können überdies von einem Mantel um- schlosGen sein, an welchen eine Sperrmittel- leiturig angeschlossen ist.
Bei Brennkraftmaschinen mit einer in den Arbeitszylinder eingesetztenLaufbüchse kann mindestens ein Teil der Dichtungsvorrichtung; in der Laufbüchse angeordnet sein, so dass er mit dieser zusammen aus dem Arbeitszylin der ausgebaut werden lmnn. Es kann auch eine Leitung zur Einfüh rung -eines Reinigungsmittels in die Dich- tungsvorriehtung vorgesehen sein.
In der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele .dies Erfindungsgegenstandes. wieder gegeben, und- zwar zeigt Fig. 1 Teile eines-Querschnittes durch eine mit einer Dichtungsvorrichtung versehene Brennkraftmaschine, Fig. 2-4 versdhiedene Ausführungsfor men von Dichtunb vorrichtungen,
Fig. 5 ein Stück eines gegen. den Brenn- raum zur Wirkung kommenden Abstreifrin- ges und die Fig. 6 und 7 quer zur Zylinderachse ge legte Schnitte durch Dichtungsvorrichtungen. Die Dichtungsvorrichtung besitzt bei der in Fig. 1 .dargestellten Brennkraftmä?schine drei Ringe 1, 2 und 3,
von .denen der oberste Ring 1 mit einer Abstreifkante 11 gegen den Brennraum 5 ödes Arbeitszylinders 4 zur Wir kung kommt, der Ring 2 als Dichtungsring mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet ist und der Ring 3 mit einer Abstreifkante 31 gegen das Kurbelgehäuse 7 zur Wirkung kommt. Die Ringe 1 bis 3 sind am untern Ende des Arbeitszylinders 4 so angeordnet.
dass sie am Arbeitskolben 6 anliegen, welcher in bekannter Weise in hin- und hergehender Bewegring Arbeit über die Schubstange $ an die nicht gezeichnete Kurbelwelle der Brenn- li:raftmaschine abgibt.
Mindestens ein brennraumseitig vor der Abstreifkante 11 des, Ringes 1 angeordneter Kanal 9 ist über eine Leitung 10 mit :dem Innenraum des Behälters 12 verbunden, an welchen eine Entlüftungsleitung 13 ange schlossen ist.
Die Leitung 13 kann beispiels weise in die Abgasleitung öder bei Schiffs brennkraftmaschinen auch unmittelbar zum Kamin führen: Zischen den Ringen 2 und 3 ist ein Ringkanal 19: vorgesehen, welcher über- weitere Kanäle<B>15</B> mit,dem Innern -des Kurbelgehäuses 7 in Verbindung steht.
Die Arbeitsweise der Dichtungsvorrich tung ist folgende: Bei .der periodischen Ver brennung .des in den Brennraum 5 des Ar beitszylinders eingeführten Treibstoffes bil- den sich Verbrennungsrückstände, wie ver kohltes .Schmieröl und Aschenteilchen.
Ein Teil dieser Rückstände wird zusammen mit verschmutztem Schmieröl, welches auch durch den natürlichen Verschleiss :der Laufflächen des Arbeitszylinders 4 und der Kolbenringe 16 anfallenden..Aletallabrieb mitführt, durch die Kolbenringe. nach unten gegen die Dichtunbs- vorriohtung geschoben und fliesst über die Kanäle 9 und die Leitung 10 in den Behäl ter 12-. Ferner gelangt auch ein Teil der Ver brennungsgase aus dem Brennraum 5 über die Kolbenringe 16 hinaus nach unten,
da eine vollkommene Dichtung auch mit .den besten _Kalbenringen nicht. erreicht werden kann. Diese Grase können nun nicht in das Kurbelgehäuse vordringen, da sie vom Ab- streifring 1 :aufgehalten und über den Ka nal 9 und die Leitung f0 in den Behälter 12 geleitet werden.
Geht also ein Teil der Gase für den Ar beitsprozess der Brennkraftmaschine unver- meidilich verloren, so wird er .doch bei der beschriebenen Ausbildung nutzbringend ver wendet.
Da nämlich das über die Kolben ringe 16 vorgedrungeneVerlustgas noch unter Überdruck steht, bläst es die im Kanal 9 ,sich sammelnden Schmutzteilchen und das 'ver unreinigte Ö!1 in :den Behälter 12; s.o. .dass weder der Kanal 9 noch die Leitung 10 ver stopft werden können. Während szchiSehmutz und 0'1 im Behälter 12 absetzen und dort in einer zusätzlichen;
hier -nicht dargestellten Vorrichtung zwecks Reinigung des Öls von einander getrennt werden, entweicht das Gas dur-crh die Leitung 13. Noch an .der Merfläche des Kolbens heftendes 01, das auch über den Dichtungsring 2 nach unten vorgedrungen ist, sammelt-eich im Ringkanal 14,
von wo aus es über die Kanäle 15 in das Kurbel gehäuse abtropft. In gleicher Weise wird auch ein von der Abstreifkante 31 des gegen das Kurbelhäuse wirkenden Abstreifringes nicht erfa,sster Schmierölrest abgeführt.
Die in Fig. 2 dargestellte Dichtungsvor richtung umfasst zwei mit Abstreifkanten 11 und 1I' fegen den nicht gezeichneten Brenn- räum zur Wirkung kommende Ringel und 1'. einen Dichtungsring 2 und einen mit einer Abstreifkante 31 gegen das nicht gezeichnete Kurbelgehäuse zur Wirkung kommenden Ring 3.
Kanäle 9 und 9', welche brennraum- seitig vor den Abstreifkanten 11 und 11' an- georduetsind, stehen mit weiteren Kanälen 17 und 17' in Verbindung, welche frei nach aussen münden oder an nichtdargestellte Lei tungen angeschlossen sind.
Die Dichtungsvorrichtung ist so ausgebil det, dass jeweils ein gegen den Arbeitskol ben 6 anliegender Ring durch einen weiteren, mit dem feststehenden Teil starr verbundenen Ring gehalten ist. So ist zunächst der Ab- streifring 1 in die Laufbüchse 2'1 des Ar beitszylinders 4 eingelegt. Ein Ring 18, wel cher zugleich eine Ausnehmung für den wei- tern Ring 1' aufweist, hält .den Abstreifring 1. so in seiner Lage fest, dass er sich nur quer zur Zylinderachse bewegen kann.
Der Ab- streifring 1' selbst ist durch einen weiteren mit der Laufbüchse verbundenen Ring 18' gehalten, wobei der Ring 18' seinerseits eine Ausnehmung für den Dichtungsring 22 auf weist. Durch einen weiteren Ring 19 wird auch der Dichtungsring 2 gehalten. Der Ring 19 enthält einerseits einen Ringkanal 14 und anderseits eine Ausnehmung für .den gegen das Kurbelgehäuse wirkendenAbstreif- ring 3.
Ein weiterer Ring 2'0 ist durch nicht gezeichnete Befestigungsmittel mit der Lauffläche 21' verbunden und hält alle übri gen übereinan.dergeschobenen Ringe in ihrer Lage fest. An den Ringkanal 14 ist ein Ka nal 15 angeschlossen, welcher mit dem nicht gezeichneten Kurbelgehäuse in Verbindung steht. Die ganze Dichtungsvorrichtung kann in der Lauffläche 21 verbleiben, wenn diese aus dem Arbeitszylinder 4 nach oben her ausgezogen wird.
Die Arbeitsweise .dieser Dichtungsvorrichtung ist dieselbe wie die der vorher besprochenen, nur dass die gegen den Brennraum gerichtete Abstreifwirkung durch die Verwendung eines weiteren Abstreifrin- ges 1' verbessert wird.
Nach Fig. 3 besteht die Dichtungsvore- richtung aus zwei Teilen, von denen der dem Arbeitszylinder 4 zugeordnete Teil zwei ge- gen den nicht gezeichneten Brennraum wir kende Abetreifringe 1 und 1' und einen Dichtungsring 2 enthält, während der dem Kürbelgehäuse 7 zugeordnete Teil einen ge gen den Brennraum wirkenden Abstreifring 1", einen Dichtungsring 27 und einen gegen das Kurbelgehäuse wirkenden Abstreifring 3 auf weist.
Die Ringe 1 und' 1' des dem Arbeits zylinder zugeordneten Teils der Dichtungs vorrichtung sind, ähnlich wie bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, durch Ringe 18, 1,8' und 23 gehalten. Brennraum seitig vor den Abstreifkanten der gegen den Brennraum wirkenden Ringe 1 und 1' sind Kanäle 9 und 9' angeordnet, welche über einen gemeinsamen Kanal 2,2, einen Ring kanal 24 und die Bohrung 25 in .die Lei tung 10 münden. Es können natürlich auch mehrere Kanäle 22 über den Umfang ver teilt sein. Die Leitung 10 kann an einen nicht gezeichneten Behälter angeschlossen sein.
Der dem Kurbelgehäuse zugeordnete 'feil der Dichtungsvorrichtung umfasst eine Wanne 2i6, welche am Kurbelgehäuse 7 be festigt ist und Ausnehmungen für den Dich tungsring 2' und den Abstreifring 3 sowie einen diese beiden Ringe trennenden weiteren Ring 27 enthält. Der Ring 2'7 ist mit einem Ringkanal 14 ausgestattet, in welchem sich das aus dem Kurbelgehäuse über den Ab- streif ring 3 nach oben vordringende Schmier öl sammelt, um dann über eine oder mehrere Kanäle 15 in .das Kurbelgehäuse abzutropfen.
Der gegen den Brennraum zur Wirkung kommende Abstreifring 1" ist in einen aus den Teilen 2'8 und 29 zusammengesetzten Deckel eingelegt. Kanäle 9", welche brenn raumseitig vor der Abstreif'kante des Rin ges 1" angeordnet sind, münden in eine Ölff- nung 30.
Die Wirkungsweise dies .dem Arbeitszylin der zugeordneten Teils der Dielitungsvorrich- tung entspricht im wesentlichen der im Zu sammenhapg mit Fig. 1 besprochenen.
Die Verbrennungsrückstände und das ver schmutzte 01 gelangen durch :die Kanäle 9 und 9' und den beiden gemeinsamen Kanal 22 in den Ringkanal 24 und die Bohmung <B>25</B> und von hier aus über die Leitung 10 in einen nicht gezeichneten Behälter, wo der Schmutz vom 0'1 getrennt wird, Bei dem dem Kurbel gehäuse zugeordneten Teil der Dichtungsvor richtung übernimmt der A1streifring 3 die eigentliche Abstreifarbeit. Der grösste Teil des Schnnieröls, das.
aus dem Innern des Kur- be'lgehäuses 7 gegen den Kolben 6 spritzt, wird ,durch .die Abstreifkante 311 nach unten gestreift: Ein Teil des 0lls wird ,dabei über den Ring- 3 hinaus weiter nach oben mitge nommen und kann sich dort im Ringkanal 14 sammeln und in der bereits besprochenen Weise über die Kanäle -115 in das.
Kurbel gehäuse zürückgelangen. Hierbei leistet der Dichtungsring 2' einen kleinen Anteil an die Abetreifarbeit. Der gegen- den Brennraum zur Wirkung kommende Ring 1' lässt infolge des kleinen seiner konischen Innenfläche 3,6-und .der .dadurch bei der Auf wärtsbewegung des Kolbens tiervorgerufenen Keilwirkung den noch über den Abstreif= ring 2' aus- dem Kurbelgehäuse nach oben vorgedrungenen Schmierölrest weiter nach oben durch,
während er bei der Abwärts bewegung des Kolbens den- vom Brennraum hervorkommenden Schmutzölrest abstreift und über -den Kanal 9" und die Öffnung 3,0 in .die Wanne 26 fördert. Der Teil 2,9 weist eine scharfe Kante 3'2 auf, über die. das aus der Öffnung 3\0 austretende Schmutzöl abtropft. In ähnlicher -Weise ist auch der Ring 23 zur Erleichterung des Abtropfens mit einer schar fen Kante 33 versehen.
Die abgeschrägte Obe,rfläzhe des -Deckelteils 28 fängt .das von .der .gante 3ss abtropfende 0l auf und: leitet es in die Wanne 56. An'-dieser- ist eine Ab laufleitung 39 vorgesehen, .durch die .das. sich in der Wanne sammelnde Schmutzöl abfliesst.
Zwischen .dem dem Arbeitszylinder zugeord neten und dem dem Kurbelgehäuse zugeord neten '.)Teil der Dithtungsvorrichtung ist eine Laterne 34 vorgesehen, die -es -gestattet, die Oberfläche .des - Arbeitskolbens 6 während des Betriebes --der Maschine zu überwachen. Soll -bei- Überholungsarbeiten der- obere Teil der Dichtungsvorrichtung gereinigt werden, <B>90</B> kann über eine Leitung 35, die mit dem Kanal 22 verbunden ist, ein Reinigungsmit tel, z. B. Pressluft, in die Dichtungsvorrich tung eingeleitet werden.
Hierbei wird der Arbeitskolben mit Vorteil so gestellt, dass sich die Kolbenringe dicht über .dem obersten Kanal 9 befinden, damit das Reinigungsmit tel nicht zwischen dem Arbeitszylinder und dem,Kolben 6 nach oben gelangen kann.
In Fig. 4 ist gezeigt, wie die Diclitungs- vorrichtung, insbesondere bei zweiteiliger Ausbildung, durch einen Mantel 37 um schlossen sein kann. Hierdurch besteht die Möglichkeit, dass über eine Leitung 38 ein Sperrmittel, z. B. Pressluft, welche bei Zwei- takt-Brennkraftma.schinen beispielsweise ,dem Spülluftbehälter entnommen werden kann, eingeleitet wird.
Durch einen - solchen Man tel 37 wird verhindert, dass Verbrennungsgase über den :dem Arbeitszylinder zugeordneten Teil .der Dichtungsvorrichtung und .die La terne in den Raum vordringen können, in wel chem die Brennkraftmaschine aufgestellt ist. Ausserdem wird dem vom Arbeitszylinder und vom Kurbelgehäuse her vordringenden 0(1 der Austritt zur Laterne versperrt.
In Fig. 5 ist ein Teil eines Abstreifrin- ges 1 gezeigt, bei welchem die Kanäle 9 durch. Ausnehmungen im Abstreifring gebil det Bind. Diese könnten selbstverständlich auch als Ausnehmungen im Arbeitszylinder oder im Zylindereinsatz ausgebildet sein.
An die Abstreifkante 1'1 schliesst sich eine mit der Oberfläche des hin- und hergehenden Teils gegen .diese Kante hin zusamrmenlau- fende konische Fläche 36 an, deren Ölffnungs- winkel 2 9p so klein ist, dass sich bei :der der Abstreifbewegung entgegengesetzten Bewe gung des hin und hergehenden Maschinen teils, also beispielsweise des Kolbens 6;
infolge Keilwirkung ein Schmiermittelfilm ausbildet. Diese -Keilwirkung ist aus der Theorie der Gleitlager bekannt und beruht auf der Tat sache; dass der Druck im Schmiermittelfilm zwischen ruhendem und bewegtem. Teil in folge der Viskosität .des Schmiermittels mit abnehmender geikpalthöhe ansteigt. Die Fig. 6 und 7 zeigen zwei Möglich keiten, wie der Ringkaual 24 an :den Behäl- ter 12 angeschlossen sein kann.
Nach Fig. 6 ist nur eine Leitung 10 vorgesehen. Dafür ist der Ringkanal 24 .durch exzentrische Anord nung seiner vom Ring 23 (Fix. 3) gebildeten Aussenwand so geformt, dass er an der Stelle, wo .die Leitung 10 angeschlossen ist, den grössten Querschnitt besitzt. Ein Teil der Fig. 6 stellt einen Schnitt durch .den Ring 18 (Fix. 3) .dar und zeigt, wie die Kanäle 2=2 über den TJmfanb verteilt sind.
Nach Fig. 7 sind vier Leitungen 1;0, vor gesehen. Der Ringkanal 24 besitzt überall den gleichen Querschnitt. Statt der vier ge zeichneten Leitungen 10 können selbstver ständlich auch mehr oder auch nur zwei an geordnet sein. Die Leitungen 10, können in eine gemeinsame Sammelleitung einmünden, die ihrerseits, wie in Fig. 1 gezeigt, mit dem Innenraum eines Behälters in Verbindung s s teht.
Durch die Anordnung von Dichtungsvor richtungen, wie sie im vorstehenden in eini gen Beispielen beschrieben worden sind, ist eine einwandfreieTrennung des Kurbelgehäu ses vom Brennraum der Brennkraftmäschine möglich. Das im Kurbelgehäuse enthaltene Schmieröl, welches stets in Umlauf ist und zur Schmierung der bewegten Teile der Ma schine dient, wird dabei vor Beschmutzung durch Verbrennungsrückstände geschützt. Anderseits haben Versuche bewiesen, dass die vom Brennraum her kommenden und nach unten abgestreiften Verbrennungsrückstände sowie das verschmutzte 011 derart wirksam entfernt werden, dass z.
B. bei einer Ausfüh rungsform gemäss Fig. 3 an der Laterne 34 nur noch Spuren von verschmutztem 01 zum Vorschein kommen.
Als "hin- und hergehender Maschinenteil" kann sowohl derArbeitskolben als auchbei dbp- peltwirkenden Brennkraftmaschinen die Kol benstange gelten, da im letztgenannten Fall die Kolbenstange derjenige Teil ist, welcher aus dem Arbeitszylinder herausragt, während der Kolben vollständig eingesehlossen ist und nicht in das Kurbelgehäuse hineinragt.
Selbstverständlich beschränkt sich die Er findung nicht auf Brennkraftmasehinen mit vertikalen Zylindern, sondern sie ist auch auf liegende Maschinen anwendbar.