<Desc/Clms Page number 1>
Kolben.
Die Erfindung betrifft einen Kolben. insbesondere für Brennkraftmaschinen, und bezweckt, durch besondere Versteifungsrippen am unteren Kolbenrande und durch geeignete Höhenlagerung zweier im Kolben eingebauter Spreizen die Dehnung Infolge der Erwärmung während des Betriebes so zu beeinflussen, dass er die gewünschte richtige Passform annimmt.
Auf der Zeichnung stellt Fig. 1 eine Ansicht des erlindungsgemässen Kolbens teilweise im Schnitt dar. Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie,'2-2 der Fig. 1. Fig. 3 ist ein Schnitt
EMI1.1
andern Ausführungsform. Fig. 5 ist ein Schnitt durch den unteren Teil des Kolbens, der die Art der Herstellung veranschaulicht. Fig. 6 ist eine schematische Darstellung. Die Fig. 7 und 8 sind schematische Darstellungen, die die Wirkung verschiedener Lagen der Spreizen im Kolben kenntlich machen.
Bei dem aus Leichtmetall bestehenden Kolben sind der Kopf 10 und der Mantel 14 durch einen Querschlitz 12 voneinander getrennt und hängen nur durch den etwas eingezogenen Kolbenhals 13 miteinander zusammen, der beiderseits die Kolbenzapfenlager- ! 5 trägt.
An deren Aussenseiten ist der Mantel selbst weit ausgeschnitten. Nur unterhalb der Zapfenlager bildet der Mantel einen geschlossenen Ring. von dem dann die stehengebliebenen Mantelteile als Führungsbacken 16, 17 nach aufwärts ragen. Sie haben den grössten Teil des Seitenschubes der Pleuelstange auf die Zylinderwand zu übertragen und sind daher, weil sonst zu stark federnd, durch ein Paar Spreizen 18 sowohl untereinander wie gegen den Kolbenhals 13 abgestützt.
Diese Spreizen 18 sind aus einem Werkstoff gefertigt. der eine geringere Wärmedehnung hat wie das Metall des Kolbens selbst. Ihre Enden sind in die Wände der Führungteile 16, 1'7 eingegossen. ihr Mittelteil in den Kolbenhals 1.'1, so dass sie bestimmenden Einfluss auf den gegenseitigen Abstand der Führungsteile haben. sei es im erkalteten Zustande des Kolbens, sei es im erhitzten während des Betriebes.
EMI1.2
Dort läuft an den unterhalb der Zapfenlager 15 liegenden Stellen des Mantels eine Rippe 19 den Rand entlang ; dagegen ist einer der Führung-steile 1 G vom unteren Rand an bis hoch hinauf mit einem Schlitz 20 versehen.
Der Kolbenhals 13 ist unten entweder durch einen quergelegten Steg 21 mit dem ringförmigen Mantelteile verbunden, wie nach den Fig. 1. und 2 oder er geht unmittelbar in diesen über. wie nach den Fig. 3 und 4.
Die Rippen 19 ermöglichen es, die Mantelwand zwecks Gewichtsersparnis sehr dünn zu halten, denn sie selbst braucht innen nicht bearbeitet zu werden : nur die Rippen werden genau bearbeitet, um den Kolben, der beim Bearbeiten der Aussenseite des Mantels über einen Dorn gesteckt wird, zentrieren zu können.
Um jedoch den Kolben mittels bleibender Formen giessen zu können, ist die Rippe 19 nicht ringsum geführt, sondern an zwei gegenüberliegenden Stellen 24 unterbrochen (Fig. 2. 3,4 und 5). Das Mittelstück , 3 des dreiteiligen Gusskernes kann dann nach dem Guss der
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
so gestattet anderseits der Schlitz 20 im Führungsteil 16 zusammen mit der rippenlosen Stelle 24 des Führungsteiles 17 eine gewisse Federung des Mantels. Die Schlitzlänge wird so gewählt, dass die Steifigkeit des Mantels in der Achse der Zapfenlager 15 möglichst gleich gross ist wie senkrecht darauf oder die Grösse der Durchbiegung in dem einen Durch-
EMI2.2
Durchmesser B-B steht.
Durch geeignete Wahl der zur Versteifung des Kolbenmantels dienliehen Mittel lassen sich wesentlich voneinander verschiedene PassfOl1Ilen während des Betriebes erzielen. Die schematische Fig. 6 veranschaulicht dies. Der Mantel habe im kalten Zustande den Durchmesser E. Die Spreizen 18 seien ganz oben angebracht, Rippen 19 seien keine vorhanden, dafür aber starke, wirksame Stege 21 zwischen dem Kolbenhals und dem Mantel in der Höhe der Linie C. Die eine stärkere Ausdehnung verhindernden Spreizen halten bei einer Erhitzung des Kolbens die oberen Enden der Führungsteile zusammen : in der Zone der Stege 21 wird sich aber der Mantel ausdehnen können, etwa auf den Durchmesser C. und der untere Mantelrand wird dann bis nach den Punkten F auseinandergezogen.
Fehlen aber die Stege 21, wie bei der Kolbenform nach den Fig. 3 und 4. und die Rippen 19 sind vorhanden, so dehnt sich der untere Mantelrand bei der Erhitzung des Kolbens. etwa auf den Durchmesser D, bis zu den Punkten pI aus, also bedeutend weniger als im andern Falle.
Die jeweilige Lage der Spreizen 18 ändert gleichfalls Mass und Art der Mantelaus- dehnung. Stellen in Fig. 7 und 8 die ausgezogenen Linien die richtige Passform des heissen Kolbens dar, so wird er bei starker Abkühlung während des Stillstandes der Maschine bei ganz hoch liegender Spreize 18 (Fig. 7) im Durchmesser A unverändert bleiben, im Durchmesser B dagegen stark zusammenschrumpfen. Liegt aber die Spreize 18 mehr in der Mitte der Führungsteile, so bleibt der Durchmesser C ungeändert, der Durchmesser B verkleinert sich, wenn auch nicht im gleichen Masse wie im andern Falle, und der Durchmesser A. wird etwas grösser. Dann hat der Kolben auch im kalten Zustande gute Führung und klappert beim Anlassen nicht.
Bei Erhitzung dieses Kolbens über die normale Temperatur werden sich die Ausdehnungsverhältnisse gerade umkehren.
Beide Arten der Spreizenlagerung haben für bestimmte Zwecke ihr- besondere Bedeutung.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kolben, dessen Kopf mit dem Mantel nur durch einen die Zapfenlager enthaltenden Kolbenhals in Verbindung stellt und von dessen am unteren Ende kreiszylindrischen Mantel zwischen die Zapfenlager zwei Führungsteile hinaufragen, die durch ein Paar Spreizen aus einem Werkstoffe von geringerer Wärmedehnung als der des Mantels bestehen, wobei der untere Mantelrand durch eine Rippe verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Rippe (19) nicht über den ganzen Umfang des unteren Mantelrandes verläuft, sondern in der Mitte jedes Führungsteiles unterbrochen ist.
<Desc / Clms Page number 1>
Piston.
The invention relates to a piston. especially for internal combustion engines, and the aim is to influence the expansion due to the heating during operation through special stiffening ribs on the lower edge of the piston and by suitable height positioning of two spreaders built into the piston so that it assumes the desired correct fit.
In the drawing, FIG. 1 shows a view of the piston according to the invention partially in section. FIG. 2 is a section along the line 2-2 of FIG. 1. FIG. 3 is a section
EMI1.1
other embodiment. Figure 5 is a section through the lower part of the piston illustrating the manner of manufacture. Fig. 6 is a schematic illustration. 7 and 8 are schematic representations which show the effect of different positions of the spreaders in the piston.
In the piston made of light metal, the head 10 and the jacket 14 are separated from one another by a transverse slot 12 and are only connected to one another by the somewhat retracted piston neck 13, which is on both sides of the piston pin bearing! 5 carries.
The coat itself is cut wide on the outside. The jacket forms a closed ring only below the journal bearings. from which the remaining casing parts then protrude upwards as guide jaws 16, 17. They have to transfer most of the sideshift of the connecting rod to the cylinder wall and are therefore supported by a pair of spreaders 18 both against one another and against the piston neck 13, because otherwise they are too resilient.
These spreaders 18 are made of one material. which has a lower thermal expansion than the metal of the piston itself. Their ends are cast into the walls of the guide parts 16, 1'7. their middle part in the piston neck 1.'1, so that they have a decisive influence on the mutual distance between the guide parts. be it when the piston is cold or when it is heated during operation.
EMI1.2
There, a rib 19 runs along the edge at the points of the jacket lying below the journal bearings 15; in contrast, one of the guide parts 1 G is provided with a slot 20 from the lower edge up to the top.
The piston neck 13 is connected at the bottom either by a transverse web 21 with the annular jacket parts, as shown in FIGS. 1 and 2, or it merges directly into this. as in FIGS. 3 and 4.
The ribs 19 make it possible to keep the jacket wall very thin in order to save weight, because it does not need to be machined inside: only the ribs are precisely machined to center the piston, which is placed over a mandrel when machining the outside of the jacket to be able to.
However, in order to be able to cast the piston using permanent molds, the rib 19 is not guided all around, but rather interrupted at two opposite points 24 (FIGS. 2, 3, 4 and 5). The middle piece, 3 of the three-part casting core can then after the casting of the
<Desc / Clms Page number 2>
EMI2.1
on the other hand, the slot 20 in the guide part 16, together with the ribless point 24 of the guide part 17, allows a certain degree of resilience of the jacket. The slot length is chosen so that the rigidity of the jacket in the axis of the journal bearing 15 is as large as possible as it is perpendicular to it or the size of the deflection in the one bend
EMI2.2
Diameter B-B stands.
By a suitable choice of the means used to stiffen the piston skirt, substantially different fitting shapes can be achieved during operation. The schematic Fig. 6 illustrates this. The jacket has a diameter of E when cold. The struts 18 are at the very top, ribs 19 are not present, but strong, effective webs 21 between the piston neck and the jacket at the level of the line C. The struts preventing greater expansion hold the upper ends of the guide parts together when the piston is heated: in the zone of the webs 21, however, the jacket will be able to expand, for example to diameter C. and the lower jacket edge is then pulled apart as far as point F.
If, however, the webs 21 are missing, as in the case of the piston shape according to FIGS. 3 and 4, and the ribs 19 are present, the lower jacket edge expands when the piston is heated. approximately to the diameter D, up to the points pI, that is, considerably less than in the other case.
The respective position of the spreaders 18 also changes the degree and type of jacket expansion. If the solid lines in FIGS. 7 and 8 represent the correct fit of the hot piston, it will remain unchanged in diameter A when the machine is at a standstill and the spreader 18 (FIG. 7) is very high, but diameter B remains unchanged shrink strongly. If, however, the spreader 18 is more in the middle of the guide parts, the diameter C remains unchanged, the diameter B decreases, although not to the same extent as in the other case, and the diameter A. becomes somewhat larger. Then the piston has good guidance even when cold and does not rattle when it is started.
If this piston is heated above normal temperature, the expansion ratios will just reverse.
Both types of strut positioning have their special meaning for certain purposes.
PATENT CLAIMS:
1. Piston, the head of which is connected to the jacket only by a piston neck containing the journal bearings and from the lower end of which the circular cylindrical jacket protrudes between the journal bearings and two guide parts, which are made of a material with a lower thermal expansion than that of the jacket due to a pair of expansion joints , the lower casing edge being reinforced by a rib, characterized in that this rib (19) does not run over the entire circumference of the lower casing edge, but is interrupted in the middle of each guide part.