CH189708A - Kolben. - Google Patents

Description

      Kolben,       Vorliegende Erfindung bezieht sich auf  Kolben mit Kolbenkopf, mit diesem verbun  denen Kolbenzapfenlagern, einem Paar Gleit  schuhe und einem Paar Stege vom gleichen  Material wie die     Gleitschuhe,    welche Stege  mit den Gleitschuhen ein Stück bilden und  sie mit den Kolbenzapfenlagern verbinden.  



  Im besonderen bezieht sich die Erfindung  auf Kolben der oben erwähnten Art, welche  aus Leichtmetall, wie Aluminiumlegierun  gen, gebildet sind. Diese Legierungen haben  manche Vorteile, insbesondere bei Verbren  nungsmaschinen; ihr Hauptnachteil gegenüber  dem früher ausschliesslich verwendeten Guss  eisen ist ihre höhere Wärmedehnung.  



  Gemäss der Erfindung besitzt jeder der  genannten Stege eine Rippe, welche vom  Kolbenzapfenlager aus auf der Kurbelseite  schräg zur     golbenage    läuft.  



  Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus  führungsbeispiel des     Erfindungsgegenstandes.            Fig.    1 ist eine Seitenansicht des Kolbens;       Fig.    2 zeigt links einen Schnitt nach der  Linie 2-2 in der     Fig.    1 und rechts eine An  sicht;       Fig.    3 und 4 sind Schnitte nach den Linien  3-3 und 4-4 in den     Fig.    1 und 2;       Fig.    5 und 6 sind schematische Darstel  lungen zur Erläuterung der Wirkung eines  zylindrischen Ringes des     Kolbens.     



  Der dargestellte Kolben besitzt einen Kopf  10 mit dem Kolbenboden und einem zylindri  schen Rand, der in Nuten 24, 25 Kolben  ringe aufnimmt, einen Mantel 11 mit je in  der Ebene einer Sehne angeordneten Stegen  12, einen zylindrischen Teil 13 und     Gleit-          Schuhe    14 und 15. Kolbenzapfenlager 16 sind  von den Stegen 12 getragen und durch Stützen  17 mit dem Kolbenkopf verbunden.  



  Die Gleitschuhe 14 und 15 und der zylin  drische Teil 13 am offenen Kolbenende sind  derart oval     geschliffen,    dass die     kurze        Age    des      Ovals parallel zur     Axe    der Zapfenlager ist,  so dass dort bei der Erwärmung des Kolbens  auf die Betriebstemperatur eine Auswärts  bewegung möglich ist. Zweckmässig ist die  Form an den     Gleitschuhen    beim Kolbenkopf  schwächer oval als beim zylindrischen Teil,  weil sie im Zylinder um so besser anliegen,  je schwächer die     Ovalform    oval ist.  



  Der Gleitschuh 14 ist durch einen Schlitz 20  vom Kopf getrennt, und von diesem Schlitz  geht ein zweiter Schlitz 21 ungefähr in axialer  Richtung in den Gleitschuh 14 hinein. Der  Gleitschuh 15 ist nicht geschlitzt und mit  dem Kopf in Verbindung. Jeder Schuh ver  jüngt sich nach oben nach einer Kurve.  



  Jeder Steg 12 besitzt eine     L-förmige,     schlitzartige Öffnung 23, welche zweckmässig  beim Giessen hergestellt wird. Der eine Schen  kel jeder dieser Öffnungen erstreckt sich auf  der Kurbelseite des Kolbenzapfenlagers paral  lel zum Kolbenboden, während der andere  Schenkel auf der rippenfreien Seite des Steges  zwischen dem Kolbenzapfenlager und dem  Gleitschuh 15 parallel zur     Kolbenaxe    ange  ordnet ist.  



  Eine sich verjüngende Rippe 22 erstreckt  sich von jedem Kolbenzapfenlager aus auf der  Kurbelseite schräg zur     Kolbenaxe    aussen längs  des Steges 12 gegen den geschlitzten     Gleit-          schuh    14. Diese Rippen 22 bewirken eine  Verstärkung der Stege 12 und beeinflussen  die Deformation des Kolbenmantels bei der  Erwärmung.  



  Wenn der Kopf des Kolbens von einem  oder beiden Gleitschuhen durch einen Schlitz  getrennt ist, so spreizt der Kolben bei seiner  Erwärmung im Betrieb die Kolbenzapfenlager  auseinander und bei Vorhandensein einer star  ren Verbindung zwischen den Lagern und  dein zylindrischen Kolbenteil am Kolbenrande  wird dieser zylindrische Teil unter den Lagern  auswärts gedrückt, wodurch die Zunahme des  seinen im rechten Winkel zur     Axe    der Zapfen  lager stehenden Durchmessers vermindert wird.  



  So bezeichnen in     Fig.    5 B Stellen auf dem  Ring am offenen Kolbenende unter den Zapfen  lagern. Wenn die Ausdehnung der Zapfen  lager direkt auf die Stellen B übertragen    wird, so wird die Mantelwand an diesen  Stellen um den Betrag G auswärts gedrückt,  und der rechtwinklig zur     Zapfenaxe    liegende  Durchmesser wird entsprechend um den Be  trag D vermindert.  



  Beim dargestellten Kolben wird jedoch  die Auswärtsbewegung G der Lager nicht an  den Stellen B, sondern, wie in     Fig.    6 gezeigt,  durch die Rippen 22 an den Stellen     .A    auf  den zylindrischen Teil 13 übertragen, die auf  derselben Seite der     Zapfenlageraxe    liegen und  von ihr gleich weit entfernt sind.

   Hierdurch  wird eine grössere Hebelwirkung ausgeübt und  eine viel grössere Zunahme F des zur     Zapfen-          lageraxe    parallelen Durchmessers und eine  viel grössere Abnahme     E    des zu dieser     Axe     senkrechten Durchmessers des zylindrischen  Teils 13 bewirkt, als wenn eine direkte starre  Verbindung zwischen den Lagern und dem  zylindrischen Kolbenteil am offenen Kolben  ende vorhanden wäre. Diese Deformation er  folgt lediglich durch Spannungen im Kolben  und unabhängig vom Druck der Zylinder  wand auf den Mantel.  



  Bei der oben beschriebenen Kolbenkon  struktion ist der übermässigen Ausdehnung  der Leichtmetallegierung am offenen Ende  des Mantels durch die     L-förmigen    Öffnungen  und die Verbiegung des zylindrischen Teils  und an den Teilen des Mantels in der Nähe  des Kolbenkopfes durch die beiden Schlitze 20  und 21 und die kurvenförmige Begrenzung der       Gleitschnhe    Rechnung getragen. Diese Mass  nahmen wirken im mittleren Teil des Mantels  zusammen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kolben mit Kolbenkopf, mit diesem ver bundenen Kolbenzapfenlagern, einem Paar Gleitschuhe und einem Paar Stege vom glei chen Material wie die Gleitschuhe, welche Stege mit den Gleitschuhen ein Stück bilden und sie mit den Kolbenzapfenlagern verbin den, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Stege eine Rippe besitzt, welche vom Kolben zapfenlager aus auf der Kurbelseite schräg zur Kolbenaxe läuft. UNTERANSPRÜCHE 1. Kolben nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Stegrippen sich vom Kolbenzapfenlager aus verjüngen. 2.

   Kolben nach Patentanspruch, gekennzeich net durch einen zylindrischen Teil am offenen Kolbenende, welcher mit den Kolben zapfenlagern nur indirekt verbunden ist. 3. Kolben nach Patentanspruch und Unter anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Teil am offenen Kolben ende durch je eine Aussparung in den beiden Stegen von den Kolbenzapfenlagern getrennt ist. 4. Kolben nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Stege je in der Ebene einer Sehne angeordnet sind. 5.

   Kolben nach Patentanspruch, bei welchem einer der Gleitschuhe durch einen Schlitz vom Kolbenkopf getrennt ist und von diesem Schlitz ein zweiter Schlitz ungefähr in axialer Richtung in diesen Gleitschuh hin eingeht, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stegrippen von den Kolbenzapfen lagern gegen den geschlitzten Gleitschuh laufen. 6. Kolben nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass jeder der Stege eine L-förmige Aussparung aufweist, deren einer Schenkel sich auf der Kurbelseite des Kolbenzapfenlagers parallel zum Kolben boden erstreckt, während der andere Schen kel auf der rippenfreien Seite des Steges zwischen dem Kolbenzapfenlager und dem Gleitschuh parallel zur Kolbenase ange ordnet ist.