CH225228A - Kolben für Brennkraftmaschinen. - Google Patents

Description

      Kolben    für     Brennkraftmaschinen.       Kolben für     Brennkraftmaschinen    müssen  bekanntlich unter Aufwendung peinlichster  Sorgfalt an ihrer Lauffläche mit grösster Ge  nauigkeit hergestellt werden. Dies gilt vor  zugsweise für Leichtmetallkolben. Insbeson  dere ist bei der Durchbildung des Mantels  der Beobachtung Rechnung zu tragen, dass  er an seiner tragenden Fläche sich während  des Betriebes durch die     Einwirkung    der  Wärme und unter dem Einfluss der aufzu  nehmenden mechanischen Kräfte stark ver  formt. Je grösser die Belastung ist, desto  stärker werden die Verformungen.  



  Um ungeachtet dieser Erscheinungen den  noch die Höchstleistung eines Motors zu er  zielen, ist es notwendig, den Kolben so aus  zubilden, dass er allseitig ein     bestimmtes     Spiel aufweist. Von der Wahl des letzteren  hängen auch die Grösse des Betriebsstoffver  brauches und die Lebensdauer ab.  



  Angestrebt     wi--d,    dass     aer    Kolben im be  triebswarmen Zustand und bei höchster Be  lastung mit dem     kleinstmöglichen    Spiel läuft.    Dabei muss das Auftreten von     Verklemmun-          gen    des Mantels vermieden werden. Zu die  sem Zwecke wurde bei bekannten Kolben  dem Mantel eine ovale Form im Querschnitt  gegeben.  



  Es ist     weiterhin.    bekannt, die Mantel  fläche des Kolbens durch stufenförmig an  einandergereihte     kegelige    Flächen zu bilden.  Hierdurch     wird    aber eine gleichmässige An  lage der ganzen Mantelfläche nicht erreicht.  Der Wärmeübergang ist demzufolge mangel  haft. Es entstehen neben     nichttragenden    Stel  len gleichzeitig Druckstellen, die zum Fres  sen der Kolben führen.  



  Es sind ferner     Kolbenausführungen    nicht  mehr neu, bei welchen der Kolben bei kreis  rundem     Querschnitt    in der     Längsrichtung     nach Art eines Doppelkegels oder auch kur  venförmig, z. B.     ähnlich    einem Fass, ge  schliffen ist. Durch eine solche     Formgebung     soll ebenfalls das     Klappern    vermieden wer  den.

   Wenn sich auch das Laufbild hierbei  gegenüber einem Kolben mit     rein    zylindri-      scher Ausbildung des Mantels verbessert, so  reicht doch auch diese Gestaltung allein nicht  aus, um     einen    gleichmässigen Wärmeüber  gang über sämtliche Querschnitte des Man  tels während des Betriebes zu erzielen, ohne  dabei Gefahr zu laufen, dass der Kolben ins  besondere bei grösseren Belastungen klemmt  oder gar frisst.  



  Es hat sich herausgestellt, dass bei be  kannten Kolben mit ovalem Querschnitt in  der Nähe des Bolzens eine genügende wärme  leitende Anlage an die Zylinderwand nicht  erzielt werden konnte. Es ist vielmehr beob  achtet worden, dass sich in den tiefen Aus  sparungen, die zwecks Vermeidung eines       Anreibens    des Kolbens in der Nähe seines  Bolzens vorgesehen wurden, während des Be  triebes Öl ansammelt, das bei der vorhandenen  hohen Temperatur zur Verkokung neigt. Die  sich bildenden Rückstände können ein     ein-          wändfreies    Arbeiten des Motors empfindlich  stören.  



  Der Kolben für     Brennkraftmaschinen     gemäss der Erfindung unterscheidet sich von  den bekannten Kolben dadurch, dass die Lauf  fläche in der     Längsrichtung    kurvenförmig  ausgebildet ist, und dass mindestens ein Teil  der Querschnitte des Kolbens eine von der  Kreisform abweichende Gestalt aufweist. Die  Art der zu wählenden Mantelform richtet  sich nach dem Verwendungszweck des Kol  bens und hängt zum Beispiel davon ab, für  welche Motorart und für welche Arbeitsweise  der Kolben Anwendung finden soll. Die       Schlifform    ist daher erfahrungsgemäss von  Fall zu Fall festzulegen.

   Es hat sich in der  Regel als zweckmässig erwiesen, den     Durch-          Messer    des Kolbens in der Richtung des Kol  benbolzens etwas kleiner zu wählen als senk  recht dazu.  



  Die Figuren der Zeichnung stellen Aus  führungsbeispiele der Erfindung dar.  



  Die     Fig.    1 zeigt die Kolben nach den       Fig.    2-6 in Ansicht.  



  Die     Fig.    2 veranschaulicht einen Quer  schnitt durch einen Kolben in Höhe des     Kol-          benbolzenlagers.       Die     Fig.    ss-5 sind Grundrisse von Kol  ben anderer Ausführungsform.  



       Fig.    6 veranschaulicht einen Querschnitt  durch einen weiteren Kolben in Höhe des       Kolbenbolzenlagers.     



  Die     Fig.    1 zeigt die Kolben     a    nach den       Fig.    2-6 in Ansicht, jedoch verzerrt ge  zeichnet, da der Unterschied zwischen dem       obern    und untern Durchmesser praktisch nur  einige Zehntelmillimeter beträgt. Die Lauf  fläche beschreibt somit in der Längsrichtung  des Kolbens eine sehwach gewölbte Kurve.  



  In der     Fig.    2 bedeutet der mit b bezeich  nete Kreis den Grundkreis der Zylinderboh  rung, während c die von der Kreisform leicht  abweichende Form des Kolbenmantels an der  Stelle des grössten Kolbenquerschnittes dar  stellt. d ist die äussere Mantelform des Kol  bens im durch das     Bolzenlager    gelegten  Querschnitt. Der grösste Durchmesser des  letzteren steht senkrecht zur Achse des Bol  zens und der     kleinste    Durchmesser liegt par  allel zum Bolzen. Mit einem solchen Kolben  lassen sich die besten Laufergebnisse er  zielen.  



  In der     Fig.    3 ist b wieder der Grund  kreis der Zylinderbohrung, c ist die Form  des Kolbenmantels an der offenen Stirn  seite und e die     Form    im Ringteil des Kol  bens. An beiden Stellen liegt der kleinste  Durchmesser in der Richtung der Bolzen  achse. Die mit f bezeichnete Oberkante des  Kolbens ist in derselben Richtung oval, der  kleinste Durchmesser liegt an dieser Stelle  somit ebenfalls parallel zur Kolbenbolzen  achse.  



       Fig.    4 zeigt eine weitere Möglichkeit für  die Durchbildung des Kolbenmantels. Der  Kopfkreis ist wiederum mit f bezeichnet,  aber vollständig kreisförmig, also konzen  trisch zu b ausgeführt. Der Kolbenmantel ist  so ausgebildet, dass er im Querschnitt von  der obern Stirnseite des Kolbens aus nach  unten hin oval wird. Die     Ovalität    im Ring  teil ist parallel zum Kolbenbolzen gerichtet,  während sie am offenen Ende des Kolbens  rechtwinklig zum Kolbenbolzen verläuft.      In     Fig.    5 wird unter b     wiederum    der  Grundkreis der Zylinderbohrung verstanden  und mit c die Form des Mantels an der offe  nen Kolbenseite bezeichnet.

   Der grösste Durch  messer verläuft an dieser Stelle quer zur  Längsrichtung des     Bolzenlagers,    während der  Kolbenmantel in Höhe des     Bolzenlagers    kreis  rund, also konzentrisch zum Grundkreis b ist,  wie dies der Kreis d veranschaulicht. Die  wieder mit f bezeichnete     Kolbenoberkante    am  Kolbenboden ist jedoch -entgegengesetzt oval  wie c ausgeführt. Der grösste Durchmesser  liegt hier parallel zum Bolzen. Die Mantel  fläche ist so ausgebildet, dass in der Längs  richtung des Kolbens ein allmählicher Über  gang von der einen     Querschnittsform    auf  die andere erfolgt.  



  Die     Fig.    6 zeigt einen Querschnitt durch  einen weiteren Kolben in der Höhe des     Kol-          benbolzenlagers.     



  Der Grundkreis der Zylinderbohrung  trägt wiederum das Bezugszeichen b. Die  Form des     Mantels    an der     Kolbenöffnung    ist  wie in     Fig.    2 oval und mit c angegeben, wäh  rend die Mantelform d in Höhe des Bolzen  lagers sich jedoch aus konzentrischen Kreis  bogenstücken     g    und h und aus     sehnenartig     verlaufenden Geraden<I>i</I> und     k    zusammen  setzt.    Die beschriebenen Kolbenformen bürgen so  für einen einwandfreien Kolbenlauf selbst  bei Höchstbelastungen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kolben für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche in der Längsrichtung kurvenförmig ausgebildet ist und dass mindestens ein Teil der Querschnitte des Kolbens eine von der Kreisform abwei chende Gestalt aufweist. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Kolben nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der grösste Durchmesser am Kolbenboden parallel zur Bolzenachse verläuft, während am offenen Ende der grösste Durchmesser im rechten Winkel dazu steht, wobei in der Längsrichtung des Kol bens ein allmählicher Übergang von der einen Querschnittsform auf die andere erfolgt. 2.

   Kolben nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelform in der Höhe des Bolzenlagers teils aus konzentri- schen Kreisbogenstücken (g, A), teils aus sehnenartig verlaufenden Geraden <I>(i,</I> k) <I>zu-</I> sammengesetzt ist.