CH206806A - Ungekühlter Kolben für Brennkraftmaschinen. - Google Patents

Description

      Unbekühlter    Kolben für     Brennkraftmaschinen.       Die Erfindung betrifft einen     ungekühlten     Kolben für     Brennkraftmaschinen    und besteht  darin, dass eine     Wärmeschutzplatte    aus hoch  temperaturbeständigem Stahl auf dem Boden  einer     gusseisernen    Glocke aufliegt, deren Man  tel die Kolbenfedern trägt, und dass ein die  Wärme     gut    leitender     Kern,    z. B. aus Alumi  nium, die dem Boden der Glocke durch die       Wärmeschutzplatte    zugeführte Wärme an  den Mantel der Glocke ableitet.

   Die drei  Teile können beispielsweise nur in der Mitte  des Kolbens miteinander fest verbunden, in  radialer Richtung jedoch frei gegeneinander  verschiebbar sein. Im kalten Zustand kann  der die Wärme     gut    leitende     Kern    in dem  Mantel der Glocke so viel Spiel haben, dass  er sich erst in warmen Zustand satt in den  Mantel     einschmiegt    und die Wärme auf den  Mantel überträgt. Die     Wärmeschutzplatte     kann in ausserhalb der Kolbenachse liegen  den Punkten am Boden der Glocke und dieser  am Kern befestigt sein, jedoch so, dass ihre  gegenseitige radiale     Verschiebbarkeit    erhal  ten bleibt.

   Die     Wärmeschutzplatte    kann mit    der Glocke durch kurze, mit selbstschmieren  dem Metall, z. B. Gusseisen, unterlegte, nur  schwach angezogene Schrauben     verbunden     sein.  



  Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs  gegenstandes     ist    auf der Zeichnung schema  tisch dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt     einen    Schnitt durch den  obern Teil des Zylinders und des Kol  bens einer vertikalen     Einspritz-Brennkraft-          maschine,    in     Fig.    2 ist auf der linken Seite  ein Teil einer Ansicht der Wärmeschutz  platte von oben, auf der rechten Seite ein  Teil einer Ansicht von unten abgebildet.       Fig.    3 ist eine Ansicht der     gusseisernen     Glocke von     oben.     



  Die     Verbrennungskraftmaschine    hat einen  Mantel 1, in welchen der Zylinder 2 einge  baut ist. Auf dem Zylinder 2 ist der Zylinder  deckel 3 angeordnet, welcher durch einen     An-          pressring    4 mit dem Mantel 1 durch Schrau  ben 5 verbunden ist. Die Hohlräume 6 und  7 sind wassergekühlt. Ein     Einspritzventil    8      mit Düsen 9, durch welche Brennstoff ein  gespritzt wird, ist im Deckel 3 angeordnet.  



  Der     ungekühlte    Kolben der     Verbrennungs-          kraftmaschine    besteht aus einer Wärme  schutzplatte 11, die aus     hochtemperatur-          beständigem    Stahl besteht, einer Busseisernen  Glocke 12, auf deren Boden die Wärmeschutz  platte 11 aufliegt, und deren Mantel 13 als  Träger der Kolbenfedern 14 dient, aus einem  die Wärme gut leitenden Kern 15, z. B. aus  Aluminium, der die dem Boden 11 der Glocke  durch die     Wärmeschutzplatte    noch zuge  führte Wärme an den Mantel der Glocke 13  ableitet, und einem Unterteil 26. In der  Glocke 13 ist im obersten Dichtungsring 14  eine Schürzenfeder 10 angeordnet.  



  Unter der     Wärmeschutzplatte    11 befindet  sich die Glocke 12. Ein zentraler Bolzen 16  verbindet die     Wärmeschutzplatte    11 mit dem  die Wärme gut leitenden Kern 15. Dieser  zentrale Bolzen 16 wird durch Verschraubung  17 mit der     Wä,rmeschutzplatte    11 verbunden  und durch eine Mutter 18, die an eine Unter  lage 19 gegen das Aluminium angesetzt ist,  angezogen.  



  Die     @Värmesehutzplatte    11, die     Busseiserne     Glocke 13 und der die Wärme gut. leitende  Kern 15 sind nur in der Mitte untereinander  fest verbunden durch den Bolzen 16, in ra  dialer Richtung jedoch frei gegeneinander  verschiebbar. In kaltem Zustand hat der die  Wärme gut leitende Kern 15 so viel Spiel  20, dass er erst in warmen Zustand sich an  den Mantel anschmiegt und erst dann seine  Wärme auf den Mantel überträgt.  



  Es sind verschiedene Sicherheitsbolzen 21  vorgesehen. die in kaltem Zustand die Auf  bregung des Randes der     Wärmeschutzplatte     11, in     warmem    Zustand die     Ausknickung    von  Teilen der Platte 11 verhindern und ausser  dem noch die Platte bei einem Festfressen der  Schürzenfeder 10 halten. Die     Muttern    24  der Bolzen 21 sind nur schwach von Hand  angezogen und mit selbstschmierenden, z. B.       Busseisernen,    Distanzhülsen 23 unterlegt, so  dass sie ein Hin- und Herschieben auf den  Unterlagen, wie es infolge der Dehnungen  der Platte     notwendig    ist, gefahrlos ertragen.    Ferner sind Bolzen 22 vorgesehen, um  das Unterteil 26 des Kolbens mit der Glocke  12 zu verbinden.

   Zwecks     Hochhaltens    der  Oberflächentemperaturen der     Wärmeschutz-          platte    11 ist der Wärmestrom zwischen  Platte 11 und Glocke 12 auf einige schmale  Auflagestege 25 der Glocke 12 beschränkt,  die gleichzeitig als Dichtungsfläche gegen  die Verbrennungsgase wirken. Diese Stege 25       könnten    auch an der     Wärmeschutzplatte    11  oder sowohl an der     Wärmeschutzplatte    11  wie auch an der Busseisernen Glocke 12  sitzen.  



  Von den Stegen 25 aus strömt die Wärme  in den Boden der Glocke 12. Der innere, das  heisst der näher an der Kolbenachse gelegene  Teil dieses Wärmestromes durchfliesst den  Boden in hauptsächlich     achsialer    Richtung  und tritt in den Kern 15 über, dann durch  dessen Mantelfläche, die in warmem Zustand  ja in Kontakt mit dem Mantel der Glocke  12 steht, in den letzteren und schliesslich  durch die Kolbenfedern und die übrigen Teile  des Kolbenmantels in den wassergekühlten  Zylindereinsatz 2     bezw.    den Zylinderdeckel 3.  



  Der äussere Teil des     Wärmestromes    da  gegen fliesst schräg nach aussen     gerichtet    vom  Boden der Glocke 12 unmittelbar deren Man  tel zu und geht dann ebenfalls durch die  Kolbenfedern auf den wassergekühlten Zy  lindereinsatz 2     bezw.    den Zylinderdeckel 3  über.  



  Hierdurch wird erreicht, dass die Tempe  ratur des Bodens der Glocke 12 von der Mitte  bis aussen annähernd konstant ist, im beson  deren also eine     Überhitzung    der mittleren  Teile des Bodens vermieden wird. Der innere  Teil des Wärmestromes hat zwar den läng  sten Weg zurückzulegen, verläuft aber dafür  auf dem     grössten    Teil seines Weges in dem  die Wärme gut leitenden Kern 15, während  der äussere Teil des Wärmestromes seinen  kürzeren Weg ganz in der die Wärme schlech  ter leitenden Glocke 12     zrr    durchlaufen hat.  



  Da der grösste Teil des Wärmeübergangs  widerstandes bei den den     Wärmefluss    stark  drosselnden Stegen 25 liegt, wird die Wärme  schutzplatte 11 recht gleichmässig auf der      einerseits für ihr Material noch zulässigen,  anderseits aber zur wirksamen Isolation der  Wärme im Verbrennungsraum auch erfor  derlichen Temperatur von beispielsweise  <B>700'</B> C gehalten,     die    Glocke 12, der Kern  1.5 und schliesslich die Kolbenringe 14 da  gegen. auf Temperaturen, die für deren Ma  terialien und     Betriebsbedingungen    ausrei  chend     niedrig    sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Ungekühlter Kolben für Brennkraftma- schinen, gekennzeichnet durch eine Wärme schutzplatte aus hochtemperaturbeständigem Stahl, eine gusseiserne Glocke, auf deren Bo den die Wärmeschutzplatte aufliegt, und deren Mantel die Kolbenfedern trägt, und einen die Wärme gut leitenden Kern, der die dem Boden der Glocke durch die Wärme schutzplatte zugeführte Wärme an den Man tel der Glocke ableitet.

   UNTERANSPRüCHE 1. Ungekühlter Kolben nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme schutzplatte, die Glocke und der Kern nur in der Mitte miteinander fest verbunden. in radialer Richtung jedoch frei gegen einander verschiebbar sind. 2. Ungekühlter Kolben nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in kaltem Zustand der die Wärme gut leitende Kern in dem Mantel der Glocke so viel Spiel hat, dass er sich erst in warmem Zustand satt in den Mantel einschmiegt und die Wärme auf den Mantel überträgt.

   3. Ungekühlter Kolben nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesehutzplatte in ausserhalb der Kol- benachse liegenden Punkten am Boden der Glocke und dieser am Kern befestigt ist, jedoch so, dass ihre gegenseitige radiale Verschiebbarkeit erhalten bleibt. 4. Ungekühlter Kolben nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme schutzplatte mit der Glocke durch kurze, mit selbstschmierendem Metall unterlegte, nur schwach angezogene Schrauben ver bunden ist.

   5. Ungekühlter Kolben nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der die Wärme gut leitende Kern aus Aluminium hergestellt ist.