CH238902A - Kolben mit Pleuelstange für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Zweitakt-Brennkraftmaschinen. - Google Patents

Description

  Kolben mit Pleuelstange für     Br        ennkraftmasghinen,    insbesondere  für     Zweitakt-Brennkraftmaschinen.       Die Erfindung betrifft einen Kolben mit  Pleuelstange für     Brennkraftmaschinen,    ins  besondere für     Zweitakt-Brenrikraftmaschinen,     der über einen     Kugelgelenkteil    (Kopf oder  Pfanne) und ein dazu konzentrisches Halte  lager auf einem     Kugelgelenkteil    (Pfanne oder  Kopf) der Pleuelstange gelagert ist, wobei  das kolbenseitige     Pleuelstangenende    und der  Kolben Mittel aufweisen,

   die die Winkel  ausschläge der Pleuelstange aus ihrer Mittel  lage während einer     Kurbelwellenumdrehung     als schwingende Drehbewegung des Arbeits  kolbens um seine Längsachse auf diesen über  tragen.  



  Die Erfindung besteht darin, dass der       Kugelgelenkteil    der Pleuelstange seitlich im  Umfang so geformt ist, dass seine Projektion  parallel zur     Pleuelstangenlängsachse    unge  fähr eine Ellipse bildet, deren längere Achse  ungefähr rechtwinklig zur Bewegungsebene  der Pleuelstange liegt, und dass die kugelige  Fläche des Haltelagers des Kolbens eine in  ihrer Form dieser Projektion ungefähr ent-    sprechende     @Öffnung    aufweist, deren kleinere  Achse ungefähr     rechtwinklig    zur Bewegungs  ebene der Pleuelstange liegt,     das    Ganze der  art,

   dass die Pleuelstange durch axiales Ein  schieben ihres     Kugelgelenkteils    in     um    unge  fähr     90     aus ihrer Betriebslage um ihre  Längsachse verdrehter Lage durch die Öff  nung des Haltelagers hindurch in die entspre  chende kugelige Lagerfläche des Kolbens  gebracht, durch Zurückdrehen um ungefähr  <B>90'</B>     um    ihre Längsachse     und    durch in Ein  griffbringen der die Winkelausschläge der  Pleuelstange aus ihrer     Mittellage    als schwin  gende Drehbewegung des Kolbens um seine  Längsachse von der Pleuelstange auf den  Kolben übertragenden Mittel im Kolben  montiert     und    gesichert werden kann.  



  Die     Fig.    1 zeigt beispielsweise einen er  findungsgemässen Arbeitskolben mit aus  wechselbarem Kugelkopf und einem Kolben  bodenrand, der nach einer -Raumkurve ge  krümmt ist, im Längsschnitt durch die grosse  Achse der elliptischen Öffnung des Halte-           lagers.    Die Pleuelstange mit im Grundriss  ebenfalls elliptischer Kugelpfanne ist in An  sicht dargestellt, wie sie in entsprechender  Lage durch die elliptische Öffnung des Halte  lagers in ihren Sitz auf den Kugelkopf ge  schoben wird.  



       Fig.    2 zeigt denselben Kolben mit Pleuel  stange in derselben Lage zueinander wie       Fig.    1, in Ansicht von unten mit abgeschnit  tener Pleuelstange.  



       Fig.    3 zeigt dieselbe Pleuelstange in der  selben Lage im Längsschnitt durch das seit  liche exzentrische Auge und denselben Kol  ben im Längsschnitt, aber in bezug auf die  Pleuelstange um 90  in die Betriebslage ge  dreht, im Eingriff mit dem Haltelager.  



       Fig.    4 zeigt den so montierten Kolben mit  Pleuelstange in Ansicht von unten, die Pleuel  stange durch das Auge des     Kolbendrehzap-          fens    geschnitten.  



       Fig.    5 zeigt eine andere Ausführungs  firm des Kolbens, der Pleuelstange und des  Kurbelzapfens im Längsschnitt, mit grösstem  Betriebsausschlag der Pleuelstange.  



       Fig.    6 zeigt den Kolben und die Pleuel  stange in demselben Betriebsausschlag von  unten im Querschnitt durch das Auge des       Kolbendrehzapfens.     



  Die     F'ig.    1 bis 5 zeigen zwei verschiedene  Beispiele von Ausführungsformen von Ar  beitskolben, bei denen der Erfindungsgedanke  in einfachster Form zur Anwendung gelangt.  In allen drei Ausführungsformen besteht der  Kolben 1 auf dem eigentlichen Kolbenkörper  A, dem Kugelkopf     B,    den Dichtungsringen  F und den     Olabstreifringen    G. Die Pleuel  stange 2 trägt an ihrem kolbenseitigen Ende  die Kugelpfanne P, in einem zum Kugelzen  trum exzentrischen Auge den Kolbendreh  zapfen C und auf diesem den zylindrischen  Gleitstein D.  



  Aus     Fig.    1 und 3 ist ersichtlich, dass der  Kugelkopf B durch die elliptische Öffnung  A2 des zum Kugelkopf konzentrischen, ku  geligen Haltelagers     Ai    hindurchgeschoben  werden kann, um in seinen zylindrischen       Presssitz    As gebracht zu werden. Dasselbe  gilt für die     Kolbenausführungsform    nach         Fig.    5 und 6. Der Kugelkopf oder seine Lauf  fläche wird aus einem Material hergestellt,  das gute Laufeigenschaften in der Kugel  pfanne der Pleuelstange aufweist. Vorzugs  weise wird der Kolbenkörper mit dem Kugel  kopf aus Leichtmetallegierung,     Grauguss    oder       Stahlguss    in einem Stück hergestellt.

   Der  Kugelkopf steht dann vorzugsweise nur über  die Rippen     A4    in     Fig.    1 und 3 mit dem Kol  benkörper A in Verbindung, während der  Kegelboden As zwischen den gestrichelten  Linien wegfällt. An Stelle eines Kugelkopfes  im Kolben kann     daselbst    eine Pfanne     ange-          oi        dnet    sein. Die Pleuelstange muss dann an  Stelle der Pfanne mit einem Kugelkopf ver  sehen sein.  



  Aus     Fig.    1 und     2'    ist auch ersichtlich, wie  die Kugelpfanne P der Pleuelstange 2     mit     ihrer elliptischen     Umrisslinie        P3    durch die um  weniges grössere elliptische Öffnung A2 des  zum Kugelkopf konzentrischen Haltelagers  <B>Al</B> auf den Kugelkopf B geschoben werden  kann.  



  Aus     Fig.    3 und 4 ist im weiteren ersicht  lich, dass die Pleuelstange 2 mit der Kugel  pfanne 0 nun noch um 90  gedreht werden  muss, um die Pleuelstange 2 mit der Kugel  pfanne P     einerseits,    mit dem     Arbeitskolben-          körper    A anderseits über die kugeligen     Flä-          cLen        Bi,        Pi    und Ar, P2 miteinander in Ein  griff zu bringen.

   Dieser Eingriff wird hier  auf dadurch gesichert, dass man die Mittel am  kolbenseitigen     Pleuelstangenende    und am  Kolben, die die Winkelausschläge der Pleuel  stange aus ihrer Mittellage als schwingende  Drehbewegung auf den Kolben     übertragen;     miteinander in Eingriff bringt. Im vorliegen  den Beispiel geschieht das dadurch, dass man  den zylindrischen     Gleitstein    D in seine zy  lindrische Gleitbahn As bringt und durch  die zylindrische     Bohrung        Di    des Gleitsteines  D den     Kolbendrehzapfen    C     steckt    und ihn  im Auge der Pleuelstange 2 durch     Presssitz     festschraubt und sichert.  



       Fig.    5 und 6 zeigen, wie sich der Kolben  A mit seinem Haltelager<B>Al</B> und dessen ellip  tischer Öffnung A2 und der zylindrischen  Gleitbahn As relativ zur Kugelpfanne P mit           elliptischer        Umrisslinie        P3    und dem     Gleit-          stein    D beim grössten     Pleuelstangenausschlag     verdreht.

   Man sieht, dass bei dieser grössten  betriebsmässigen Verdrehung noch     eine    genü  gende Überdeckung Ü zwischen der kugeli  gen Lauffläche P2 der Kugelpfanne P und  der kugeligen Lauffläche     Ai    des Haltelagers  im Kolbenkörper A vorhanden ist, um die  Verbindung zwischen Kolben 1 und Pleuel  stange 2 zu sichern.  



  Die Ellipse Ei zeigt die Bewegungsbahn  des     Durchdringungspunktes    E eines Kolben  durchmessers durch die     golbenlauffläche,     .während die Ellipse E2 die Bewegungsbahn  der Achse des exzentrischen     Pleuelauges,    das  den     Kolbendrehzapfen    C aufnimmt, darstellt.  



  In den     Fig.    1, 3 und 5 ist die obere gante       Ao    des Kolbens als eine Raumkurve dar  gestellt, mit deren Hilfe nicht nur die     hin-          und    hergehende Bewegung, sondern auch die       Drehschwingungsbewegung    des Kolbens zur  Steuerung der Ein- und     Auslasssehlitze    im  Zylinder herangezogen wird.

   Da diese Raum  kurve die äussere Begrenzungslinie des Kol  benbodens bildet, muss sie auch Forderungen  in bezug auf eine gute Auspuff- und Spül  strömung im Zylinder, guten     Wärmeabfluss     aus dem     Kolbenboden    in den gekühlten Zy  linder, kleinste     .Spalt-    und     Wirbelverluste     während der Verdichtung, günstige Form des  Verbrennungsraumes zur Gemischbildung  und Flammenausbreitung, kleinstmögliche  Verschmutzung durch Ansatz von Verbren  nungsrückständen und relativ einfache und  genaue Fabrikation erfüllen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kolben mit Pleuelstange für Brennkraft maschinen, insbesondere Zweitakt-Brennkraft- maschinen, der über einen Kugelgelenkteil (B) und ein dazu konzentrisches Haltelager (A1) auf einem Kugelgelenkteil (P) der Pleuelstange (2) gelagert ist, wobei das kol- benseitige Pleuelstangenende und der Kolben (l.) Mittel aufweisen, die die Winkelaus schläge der Pleuelstange (2) aus ihrer Mittel lage während einer Kurbelwellenumdrehung als schwingende Drehbewegung des Arbeits- kolbens (1) um seine Längsachse (Z)

   auf die sen übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelgelenkteil der Pleuelstange (2) seit lich im Umfang so geformt ist, dass seine Pro jektion parallel zur Pleuelstangenlängsachse (Z) ungefähr eine Ellipse (P3) bildet, deren längere Achse ungefähr rechtwinklig zur Be wegungsebene der Pleuelstange (2) liegt, und dass die kugelige Fläche des Haltelagers (A1) des Kolbens (1) eine in ihrer Form dieser Projektion ungefähr entsprechende Öffnung (A2) aufweist, deren kleinere Achse unge fähr rechtwinklig zur Bewegungsebene der Pleuelstange (2) liegt, das Ganze derart, dass die Pleuelstange (2)

   durch axiales Einschie ben ihres Kugelgelenkteils in um ungefähr 90<B>'</B> aus ihrer Betriebslage um ihre Längs achse (Z) verdrehter Lage durch die Öffnung (A2) des Haltelagers (A1) hindurch in die entsprechende kugelige Lagerfläche (Bi) des Kolbens (1) gebracht, durch Zurückdrehen um ungefähr 90<B>'</B> um ihre Längsachse (Z) und durch in Eingriffbringen der die Winkel ausschläge der Pleuelstange (2) aus ihrer Mittellage als schwingende Drehbewegung des Kolbens um seine Längsachse (Z) von der Pleuelstange (2) auf den Kolben (1)

   über tragenden Mittel im Kolben montiert und ge sichert werden kann. UNTERANSPRÜCHE: 1. Kolben mit Pleuelstange nach Patent anspruch, bei dem der Kugelgelenkteil im Kolben auswechselbar ist, dadurch gekenn zeichnet, dass der kleinere Durchmesser der Öffnung (A2) im Haltelager (Ai) im Kolben gross genug ist, dass durch diese Öffnung (A2) hindurch der Kugelgelenkteil (B) des Kol bens in seine Zentrierung (Aa) und Auflage rung im Kolben geschoben werden kann. 2.

   Kolben mit Pleuelstange nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit seinem Kugelgelenkteil (B) und zugehö rigem konzentrischem Haltelager (A1) in einem Stück hergestellt ist.