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Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen.
Die äusserste Gewichtsverminderung der bewegten Massen ist eine der wesentlichsten Forderungen im Bau von Brennkraftmaschinen.
Für eine solche Gewichtsverminderung kommt hauptsächlich der kraftübertragende Kolben in Frage. Obwohl man heute für nahezu alle Kolbenausführungen Leichtmetall als Werkstoff verwendet und die Wandstärken so weit als möglich herabgesetzt hat, wird im Zusammenhang mit weiteren Drehzahlund Leistungssteigerungen immer wieder die Forderung nach erneuter Gewichtsverminderung gestellt, für deren Erfüllung jedoch seither keine Mittel und Wege gefunden wurden. Hier eine zweckmässige Lösung zu finden, ohne die in der Kolbentechnik bereits erzielten Vorteile aufzugeben, ist die Aufgabe der Erfindung.
Es ist schon bekanntgeworden, in der Ringzone von Kolben eine Aussparung vorzusehen, und diese durch Einfügen von Metalleinlagen zur Bildung der Nutenflanken zu unterteilen. Man hat auch schon die Ringnutenflanken von Kolben mit eingedrehten Ringnuten durch eingesetzte dünne Hartblechplatten bewehrt.
Die vorliegende Erfindung verbindet nun die Vorteile dieser Kolbenausführungen mit dem Ziel einer erheblichen Verkürzung und Gewichtserleichterung des Kolbens und besteht darin, dass zur Unterteilung der nutenartigen Aussparung für die Kolbenringe als Einlagen an Stelle stark profilierter Metallringe scheibenförmige Ringplatten aus dünnem Hartmetallblech, z. B. Eisenblech, eingesetzt sind. Diese Ringplatten bilden die oberen und (oder) die unteren Sitzflächen für die Kolbenringe. Ausserdem kann in an sich bekannter Weise die obere und (oder) die untere Flankenbegrenzung der nutenartigen Aussparung mit gleichartigen oder ähnlichen scheibenförmigen Eisenblechplatten bewehrt werden, so dass dann sämtliche Sitzflächen der Kolbenringe aus Hartmetall gebildet sind.
Zum mindesten erhalten aber bei der erfindungsgemässen Kolbenausführung die dem Kolbenboden zunächst liegenden Kolbenringe sämtlich eine Hartmetallsitzfläche für die untere Kolbenringfläche.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Die Abbildungen zeigen die Kolbenringzone eines Leichtmetallkolbens im Längsschnitt.
In dem Beispiel nach Fig. 1 besitzt der mit 1 bezeichnete Kolben, der in dem Zylinder 2 bewegt wird, eine nutenförmige Aussparung 3. Diese wird durch Einfügen von scheibenförmigen Ringplatten 4 unterteilt, die aus dünnem Eisenblech bestehen und mit einem Teil ihrer Fläche im Kolbenwerkstoff verankert sind. Auf diese Weise werden die Kolbenringnuten 5,6 und 7 gebildet. Für den in der Nut 5 sitzenden Kolbenring ergibt sich dadurch eine Sitzfläche aus Hartmetall für die untere Flankenfläche, für den in der Nut 6 sitzenden Kolbenring eine beiderseitige Hartmetallsitzfläche und für den Kolbenring, der in die Nut 7 eingesetzt wird, eine Hartmetallsitzfläche für die obere Flankenfläche.
Will man auch für den untersten Kolbenring für beide Flankenflächen Hartmetallsitzflächen vorsehen, so kann die untere Fläche der nutenförmigen Aussparung 3, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, in bekannter Weise mit einer Hartmetallbewehrung 8 irgendwelcher Art versehen werden. Infolge Verwendung dünner Eisenblechscheiben zur Unterteilung der Kolbenringnuten wird die Bauhöhe des Kolbens und somit sein Gewicht wesentlich vermindert,