Leichtmetallkolben für Verbrennungsmotoren. Die vorliegende Erfindung hat einen aus knetbarer Leielitinetalleg-ieriing hergestellten Kolben für Verbrennungsmotoren, insbeson dere Dieselmotoren zum Gegenstand. Der artige Kolben werden im Motorenbau den ge gossenen Kolben überall da vorgezogen, wo mit derart hohen thermischen und mechani schen Beanspruchungen des Kolbens zu rech nen ist, dass ihnen gegossene Materialien nicht mehr Stand halten.
Für die Betriebssicherheit eines Kolbens ist es wichtig, dass die Temperaturen der Kolbenringe, insbesondere am ersten Kolben ring nicht zu hoch liegen, da die Kolbenringe sonst festbrennen. Um dies zu verhindern, ist es bei gegossenen Kolben schon bekannt, den vom Kolbenboden und der Brennkammer nach den Kolbenringen verlaufenden Wärme- fluss durch im Innern des Kolbens angeord nete Ausnehmungen zu drosseln, wobei diese durch entsprechende Kerngestaltung unmit telbar beim Giessen des Kolbens entstehen.
Bei aus knetbaren Leichtmetallegierungen be stehenden Kolben stösst die Herstellung sol cher Ausnehmungen auf Schwierigkeiten. In folge der grösseren bei derartigen Kolben auf tretenden Temperaturunterschiede müssen die Ausnehmungen in grösserer Zahl und mit grö sserer Tiefe vorgesehen erden, als dies für Gusskolben der Fall ist. Die unmittelbare Her stellung dieser Ausnehmungen mit dem Pres sen oder Schmieden des Kolbens verbietet sich von selbst infolge der Schwierigkeit der Her stellung des notwendigen Stempels.
Dieser Nachteil wird nach der vorliegen den Erfindung dadurch behoben, dass der Kolben mit einer Vielzahl von länglichen, durch spanabhebende Werkzeuge hergestell ten Ausnehmungen versehen ist, die sich von der Unterseite des Kolbens her in seinem Innern rund um die Brennkammer bis in die Nähe des Kolbenbodens erstrecken.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt eines Kolbens gemäss einer durch den Kolbenbolzen verlau fenden Sehnit.tebene A-A, Fig. \.'. einen Längsschnitt gemäss einer quer zum Kolbenbolzen verlaufenden Schnitt ebene B-D, und Fig-. 3 einen Querschnitt nach der Linie C-C in Fig. 1.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt eines Kol bens nach der Linie D-D in Fig. 1, bei wel- cliein die z'lusnehmungen in etwas anderer Art ausgeführt sind als gemäss Fig. 1 bis 3.
In dein Kolben nach den Fig. 1 und stellt 1 die Bohrung für den Kolbenbolzen dar. Im obern Teil des Kolbens ist ausser mittig die im wesentlichen kugelige Brenn- kammer 2 angeordnet, die über eine Öffnung 3 mit dem Zylinder in Verbindung steht. An der Mantelfläche des Kolbens sind Einfräsun- gen 4 für die Kolbenringe vorgesehen, deren oberster sich ungefähr auf der Höhe der Mitte der Brennkammer 2 befindet. Im obern Teil des Kolbens sind die Bohrungen 5 und 6 rund um den Brennraum 2 angeordnet.
Während die Achsen der Bohrungen 5 zur Zylinderachse geneigt sind, um die Ausfüh rung dieser Bohrungen zu erleichtern, ver laufen die Bohrungen 6 parallel zur Achse des Zylinders. Je nach der Stärke des zwi schen der Brennkammer 2 und der Kolben wand zur Verfügung stehenden Materials sind die Bohrungen weiter oder enger ausgeführt.
Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, sind die Bohrungen 5, 6 bis nahe an den Kolbenboden hinaufgeführt, so dass zwischen der Brenn- kammer und der Kolbenwand die Wärmeleit fähigkeit stark herabgesetzt ist. Der Wärme fluss nach den Kolbenringen wird daher ge drosselt, so dass die Wärmeabfuhr in ver mehrtem Masse über andere Teile des Kol bens, wie z. B. das Innere desselben erfolgen muss.
Eine Kühlung der Wände der Ausneh- mungen wird dabei durch das ins Innere des Kolbens gelangende öl erhalten.
Die Herstellung erfolgt zweckmässig durch einen Pressvorgang, wobei ein Stempel ver wendet wird, der bereits die aus Fig. 2 er sichtliche Anpassung des Innern des Kolbens an die Brennkammer 2 ergibt, gemäss welcher der Hohlraum im Innern des Kolbens auf der einen Seite der Brennkammer bis nahezu an die horizontale Mittelebene durch dieselbe Letter Bildung der Einbuchtung 7 hinaufge zogen ist. Als Material kommen die bekann ten, knetbaren Aluminiumlegierungen in Frage.
Nach dem Pressvorgang werden von der Unterseite des Kolbens her die zylindri schen Ausnehmungen 5, 6 gebohrt.
Die Ausführung nach Fig. 4 unterscheidet sich von derjenigen nach den Fig. 1 bis 3 lediglich dadurch, dass an Stelle von Boh rungen durch einen Fräsvorgang erzeugte, im Querschnitt längliche Ausnehmungen ange ordnet werden.
Es kann zweckmässig sein, im gleichen Kolben sowohl Bohrungen gemäss den Fig. 1 bis 3 als auch Ausfräsungen ge mäss Fig. 4 zLt verwenden. Ebenso könnten an Stelle von überall gleich weiten Ausneh- inungen auch solche angeordnet werden, deren Weite gegen den Kolbenboden zu abnimmt.
Light alloy pistons for internal combustion engines. The present invention relates to a piston produced from kneadable Leielitinetalleg-ieriing for internal combustion engines, in particular diesel engines. This type of piston is preferred over cast pistons in engine construction wherever the piston is subject to such high thermal and mechanical loads that cast materials can no longer withstand them.
For the operational safety of a piston, it is important that the temperatures of the piston rings, especially on the first piston ring, are not too high, otherwise the piston rings will burn. In order to prevent this, it is already known in cast pistons to throttle the heat flow from the piston crown and the combustion chamber to the piston rings through recesses arranged inside the piston, these being created by the appropriate core design immediately when the piston is cast.
When piston be made of kneadable light metal alloys, the manufacture of such recesses encounters difficulties. As a result of the greater temperature differences occurring in such pistons, the recesses must be provided in greater numbers and with greater depth than is the case for cast pistons. The immediate Her position of these recesses with the press sen or forging of the piston is forbidden by itself due to the difficulty of Her position of the necessary stamp.
This disadvantage is remedied according to the present invention in that the piston is provided with a plurality of elongated recesses made by cutting tools, which extend from the underside of the piston in its interior around the combustion chamber to the vicinity of the piston crown extend.
An embodiment of the subject invention is described below with reference to the drawing. This shows: FIG. 1 a longitudinal section of a piston according to a plane A-A running through the piston pin, FIG. a longitudinal section according to a section plane B-D running transversely to the piston pin, and FIGS. 3 shows a cross section along the line C-C in FIG.
FIG. 4 shows a cross section of a piston along the line D-D in FIG. 1, in which the z'lusnehmungen are designed in a somewhat different way than in accordance with FIGS. 1 to 3.
In the piston according to FIGS. 1 and 1, 1 represents the bore for the piston pin. In the upper part of the piston, the essentially spherical combustion chamber 2 is arranged off-center and communicates with the cylinder via an opening 3. Millings 4 for the piston rings are provided on the lateral surface of the piston, the uppermost of which is located approximately at the level of the center of the combustion chamber 2. In the upper part of the piston, the bores 5 and 6 are arranged around the combustion chamber 2.
While the axes of the bores 5 are inclined to the cylinder axis in order to facilitate the execution of these bores, the bores 6 run parallel to the axis of the cylinder. Depending on the strength of the material available between the combustion chamber 2 and the piston wall, the holes are made wider or narrower.
As can be seen from FIGS. 1 and 2, the bores 5, 6 are led up close to the piston crown, so that the thermal conductivity between the combustion chamber and the piston wall is greatly reduced. The heat flow to the piston rings is therefore throttled so that the heat dissipation in ver more mass through other parts of the piston, such as. B. the inside of the same must be done.
The walls of the recesses are cooled by the oil getting into the interior of the piston.
The production is expediently carried out by a pressing process, using a stamp ver, which already shows the adaptation of the interior of the piston to the combustion chamber 2 from FIG is pulled up almost to the horizontal center plane by the same letter formation of the indentation 7. The known, kneadable aluminum alloys can be used as the material.
After the pressing process, the cylindri's recesses 5, 6 are drilled from the bottom of the piston.
The embodiment according to FIG. 4 differs from that according to FIGS. 1 to 3 only in that instead of bores generated by a milling process, recesses with an elongated cross section are arranged.
It may be useful to use both bores according to FIGS. 1 to 3 and milled recesses according to FIG. 4 in the same piston. Similarly, instead of recesses of the same width everywhere, recesses could also be arranged whose width decreases towards the piston crown.