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Leichtmetallkolben, insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen.
Der Betrieb von Verbrennungskraftmaschinen mittels Kolben aus Leichtmetall, wie Aluminium, Magnesium und ähnlichen Metallen oder deren Legierungen, bietet insofern Schwierigkeiten, als es nicht einfach ist, das erforderliche Einpassungsspiel mit Rücksicht auf die verschiedenen Betriebszustände der Maschinen und mit Rücksicht auf die Wärmewirkungen zu sichern. Beispielsweise gelingt es, derartige Kolben so einzupassen, dass sie wohl bei voller Belastung einwandfrei laufen, dass sie aber bei der Inbetriebsetzung der Maschine, wo diese noch kalt ist, sich derart schlagend und klappernd bewegen, dass ein einwandfreier Betrieb gefährdet ist.
Die neue Bauart will diese Mängel beseitigen ; die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungs- beispiel. Fig. 1 zeigt den Kolben in Seitenansicht, Fig. 2 ist ein Längsschnitt, die Fig. 3 und 4 sind Querschnitte nach A-A bzw. B-B der Fig. 2 und Fig. 5 ist eine Ansicht auf das Kolbeninnere.
Der Kolben a besteht aus zwei hinsichtlich ihrer Wärmeleitfähigkeit verschiedenen Hauptteilen : dem nach Art eines Kreuzkopfes wirkenden Teil g-g und dem den Kolbenbolzen aufnehmenden Teil/-/, in dessen nabenartigen Ansätzen b die Büchsen c für die Lagerung des Kolbenbolzens angeordnet sind.
Wie aus den Darstellungen ersichtlich, ist der Teil g-g des Kolbenmantels durch über dessen Breite sieh erstreckende Schlitze d sowie durch in der Längsrichtung des Kolbens bis an seinen unteren Rand sich erstreckende Bohrungen e, gegebenenfalls noch durch zu beiden Seiten des Mantelteils g-g verlaufende Längsnuten s, die entweder nach Fig. 3 und 4 an der Innenseite des Kolbenmantels oder auch an dessen Aussenseite angeordnet sein können, von dem andern Mantelteil/-/getrennt ;
demgemäss wird unter Aufreehterhaltung der gewöhnlichen Zylinderform des Kolbens die Ableitung der Wärme vom Kolbenboden sowie von den den Kolbenbolzen aufnehmenden Mantelteinlen j-j nach den Gleitflächen des Zylinders möglichst erleichtert, der Wärmezufluss nach den Mantelflächen y-y dagegen tunlichst unterbunden. Die Ableitung der Wärme vom Kolbenboden kann noch durch Rippen i, die vom Kolbenboden nach den Naben b der Mantelteile/-i führen, wirksam unterstützt sein.
Bezüglich des Einpassen sei noch hervorgehoben, dass an der Stelle der Kreuzkopf tragflächen g-g der Laufdurchmesser D etwas grösser ist als der Durchmesser D'des andern Kolbenteils/,/', u. zw. kann der Durchmesser D einer Einpassung in kaltem Zustande oder bei mässigem Wärmezustande des Kolbens entsprechen. Bei der Inbetriebsetzung wird dann der Kolben vor allem auf den Mantelflächen g-g laufen und bei Vollbetrieb werden auch die Mantelflächen/-/des andern Kolbenteils durch die Ausdehnung in der Wärme zum Tragen und Dichten und so der ganze Kolben zum passenden Laufen gebracht.
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Light metal pistons, in particular for internal combustion engines.
The operation of internal combustion engines by means of pistons made of light metal, such as aluminum, magnesium and similar metals or their alloys, presents difficulties insofar as it is not easy to ensure the required clearance with regard to the different operating states of the machines and with regard to the thermal effects. For example, it is possible to fit such pistons in such a way that they run properly under full load, but that when the machine is started up, when it is still cold, they move so hittingly and clattering that proper operation is endangered.
The new design aims to eliminate these deficiencies; the drawing illustrates an exemplary embodiment. Fig. 1 shows the piston in side view, Fig. 2 is a longitudinal section, Figs. 3 and 4 are cross-sections along A-A and B-B of Fig. 2 and Fig. 5 is a view of the interior of the piston.
The piston a consists of two main parts that differ in terms of their thermal conductivity: the part g-g, which acts like a crosshead, and the part / - / receiving the piston pin, in whose hub-like lugs b the bushings c for the bearing of the piston pin are arranged.
As can be seen from the illustrations, the part gg of the piston skirt is characterized by slots d extending across its width and by bores e extending in the longitudinal direction of the piston to its lower edge, possibly also by longitudinal grooves s running on both sides of the skirt part gg, which can be arranged either according to FIGS. 3 and 4 on the inside of the piston skirt or also on its outside, separated from the other skirt part / - /;
Accordingly, while maintaining the normal cylinder shape of the piston, the dissipation of heat from the piston crown and from the casing elements j-j receiving the piston pin to the sliding surfaces of the cylinder is facilitated as much as possible, while the flow of heat to the casing surfaces y-y is prevented as much as possible. The dissipation of heat from the piston crown can also be effectively supported by ribs i, which lead from the piston crown to the hubs b of the shell parts / -i.
With regard to the fitting, it should also be emphasized that at the point of the crosshead aerofoils g-g the barrel diameter D is slightly larger than the diameter D 'of the other piston part /, /', and the like. between the diameter D can correspond to a fit in the cold state or in the case of a moderate warm state of the piston. During commissioning, the piston will primarily run on the outer surfaces g-g and when fully operational, the outer surfaces / - / of the other piston part are also brought to bear and seal due to the expansion in the heat and thus the entire piston is made to run properly.
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