AT138999B

AT138999B - Leichtmetallkolben, insbesondere für Brennkraftmaschinen.

Info

Publication number: AT138999B
Authority: AT
Original assignee: Oesterreichische Schmidtstahlw
Priority date: 1929-06-19
Filing date: 1931-05-28
Publication date: 1934-10-10

Description

Leiehtmetallkolben, insbesondere für Brennkraftmaschinen.
EMI1.1

bilden. Durch die bei 7 nicht geschlossenen, aus einem Metall von anderm Ausdehnungskoeffizienten, z. B. Eisen, bestehenden Einlagen 6, die mit dem Mantel 2, beispielsweise durch Eingiessen, zu einem einheitlichen Verbundkörper vereinigt sind, ist. die bimetallisehe Wirkung, Änderung der Krümmung bei Temperaturänderung, für Kolben dienstbar-gemacht ;

durch entsprechende Wahl der Abmessungen von Mantel 2 und Einlagen 6 kann auch bei geschlossenem Leichtmetallmantel 2 das Formänderungsbestreben des Verbundkörpers infolge Temperaturänderung durch die gleichzeitig auftretende Krümmungs- änderung kompensiert werden, so dass ein Einbau solcher Kolben mit geringstem Spiel möglich ist und im Betrieb die Kreisform des Querschnittes annähernd erhalten bleibt.

In Fig. 1 ist der Leichtmetallmantel beispielsweise von kreisförmigem Querschnitt und durchwegs von gleicher Wandstärke. Fig. 3 zeigt einen oval ausgebildeten Kolbenmantel 2 mit wechselnder Wandstärke. Das grösste Spiel und die grösste Wandstärke befinden sich an den Bolzenaugen 3, die geringste Wandstärke an den Endstellen 7 der Einlagen 6. Die bei Erwärmung auftretende, sehr geringe Form- änderung hat ein Einziehen des Mantels an den Stellen 7 unter gleichzeitiger Ausbauchung an den Bolzenaugen 3 zur Folge, so dass bei normaler Betriebstemperatur eine annähernde Kreisform erhalten wird.

In Fig. 4 ist der im allgemeinen kreisringförmige Querschnitt des Schaftes an den Stellen 7 mit Aus : sparungen versehen, um die elastische Nachgiebigkeit zu erhöhen. Bei fortschreitender Vertiefung dieser Aussparungen gelangt man unter gleichzeitiger Erhöhung der Elastizität zur Durchschlitzung des Kolbens.

In Fig. 5 ist z. B. ein derartiger geschlitzter Kolben von veränderlicher Wandstärke dargestellt, dessen Einlagen 6 ebenfalls veränderliche Wandstärke aufweisen. Hier lässt sich durch geeignete Änderung der Wandstärke eine präzise Kreisform des Querschnittes erhalten.

Die Einlagen 6 sind in Fig. 1 als glatte, offene einteilige Ringe oder Hülsen, in Fig. 2 bzw. 3 als zweiteilige Hülsen ausgebildet. Fig. 8 zeigt einen Ausschnitt einer beispielsweisen Sonderform von Ringen oder Hülsen mit Verankerungswiderhaken 13 ; ähnliche Wirkung weisen die ein-oder mehrteilig aus- geführten, in Fig. 4 dargestellten Einlagen auf, die durch die allseits vom Leichtmetallmantel umgebenen rippenartigen Fortsätze 8 einen besonders innigen Zusammenhang des Verbundkörpers gewährleisten, der somit zur Aufnahme aussergewöhnlich hoher innerer Spannungen befähigt ist.

. Diese mechanischen Verankerungsmittel sind hiebei in geringer Entfernung zu wählen, um ein der Bimetallwirkung analoges Arbeiten zu bewirken. Da bei Metallen, welche miteinander keine Haftverbindung eingehen, nur die Stellen der Verankerung allein für den Zusammenhang des Verbundkörpers massgebend sind und dazwischen nur ein verbindungsloses, zur Übertragung selbst minimalen Kräfte ungeeignetes Nebeneinanderliegen der beiden Metalle stattfindet, so ist es für die Wirkung vollkommen gleichgültig, ob in den Zonen zwischen den Verankerungsstellen (9 in Fig. 6) die beiden Metalle aneinander- (Fig. 4) oder voneinander getrennt (Fig. 6) liegen.

Dieselbe Wirkung einer Krümmungs- änderung bei Erwärmung zur Kompensierung des Ausdehnungsbestrebens ist bei Auflösung des Einlageringes in ein Gelenkvieleck nach Fig. 7 vorhanden ; in dieser sind die Gelenke mit 10 und die einzelnen, den einheitlichen Ring ersetzenden Vieleckelemente mit 11 bezeichnet ; die strichliert eingezeichneten Achslinien gehen bei der in genau gleicher Weise wie bei den andern Ausführungsformen erfolgenden Ver- formung in die punktiert angedeutete Lage über, die in diesem Falle besonders deutlich hervortritt und durch die Veränderung des Trapezwinkels 12 gekennzeichnet ist.

Von den weiters möglichen Formen der Einlagen ist auch die schraubenfederartige Ringform nach Fig. 9 längs ihres Umfanges nicht geschlossen und erfüllt die Bedingung der elastischen Nachgiebigkeit.

In den Fig. 10-12 sind drei beispielsweise mögliche Schlitzformen gezeichnet, u. zw. in Fig. 10 ein gerader, in Fig. 11 ein schiefer und in Fig. 12 ein keilförmiger Schlitz.

Bei kräftigen Bolzenaugen empfiehlt sich die Anordnung von Zylindenmhlitzen 4 (Fig,. 3), welche die Bolzenaugen 3, die mit dem Kolbenboden 1 fest verbunden sind, vom Mantel 2 vollständig trennen, so dass dieser von den Formänderungen der Bolzenaugen vollkommen unbeeinflusst bleibt.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Leichtmetallkolben, insbesondere für Brennkraftmaschinen, nach dem Patente Nr. 136581, dadurch gekennzeichnet, dass die längs ihres Umfanges nicht geschlossenen, mit dem Leichtmetallmantel fest verbundenen, aus einem andern Metall bestehenden Einlagen als Ringe, Streifen, Hülsen u. dgl. von gleichbleibendem oder veränderlichem Querschnitt,'ein-oder mehrteilig ausgebildet sind.

Claims

2. Leichtmetallkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die längs ihres Umfanges nicht geschlossenen Einlagen in einem als geschlossener Zylinder ausgebildeten Leichtmetallmantel angeordnet sind.

3. Leichtmetallkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die längs ihres Umfanges nicht geschlossenen Einlagen in einem Leichtmetallmantel angeordnet sind, der an den Stellen der Unter- brechungen der Einlagen zum Zwecke erhöhter elastischer Nachgiebigkeit Aussparungen, Schlitze, Löcher od. dgl. aufweist (Fig. 4).

4. Leichtmetallkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die längs ihres Umfanges nicht geschlossenen Einlagen in einem Leichtmetallmantel angeordnet sind, dessen äussere Mantelfläche im kalten Zustand in an sich bekannter Weise ovalen Querschnitt aufweist, wobei die Wandstärke des <Desc/Clms Page number 3> Mantels von den Bolzenaugen nach beiden Richtungen stetig abnimmt, um bei der mittleren Betriebstemperatur infolge der Formänderungen annähernd kreisförmigen Querschnitt zu erhalten (Fig. 3).

5. Leichtmetallkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlagen rippenartige Fortsätze, Widerhaken, Zähne u. dgl. aufweisen, die allseits vom Leichtmetallmantel umgeben sind, um einen besonders innigen Zusammenhang des Verbundkörpers zu gewährleisten (Fig. 4,8).

6. Leichtmetallkolben nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlagen in mit dem Leichtmetallmantel vergossene und in diesem starr verankerte radiale Rippen und einen diese gelenkig oder ungelenkig verbindenden, vom Leichtmetallmantel getrennten Ring aufgelöst sind (Fig. 6,7).

7. Leichtmetallkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze der einzelnen Einlagen in der gleichen Zylindererzeugenden des Mantels gelegen sind.

8. Leichtmetallkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze der einzelnen Einlagen in verschiedenen Zylindererzeugenden des Mantels gelegen sind.

9. Leichtmetallkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage des Verbundkörpers als schraubenfederartiger Ring ausgebildet ist. EMI3.1