DE1034921B - Brennkraftmaschinenkolben - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennkraftmaschinenkolben, welcher kopfseitig mit Dichtungsringen und einem unterhalb davon angeordneten ölabstreifring ausgestattet ist, wobei der Steg zwischen der mit zum Kolbeninneren führenden ölkanälen ver- £ sehenen Nut für den ölabstreifring und der Nut für den ihm benachbarten Dichtungsring eine zum Kolbeninneren hin entlüftete Ringnut besitzt.

Diese Ringnut bezweckt einen Druckausgleich auf beiden Seiten des ölabstreifringes (vgl. Zeichnung id [Ringnut 92]).

Während des Kompressions-, Expansions- und Auspuffhubes des Kolbens ist der Druck oberhalb des Kolbens größer als der im Kurbelgehäuse, so daß die Gase aus dem Verbrennungsraum versuchen, die Dichtungsringe zu umströmen und sich in der Ringnut 92 zu sammeln. Da diese Nut 92 über die Entlüftungskanäle mit dem Inneren des Kolbens verbunden ist, können diese Gase in das Innere des Kolbens fließen, so daß auf beiden Seiten des ölabstreifringes im wesentlichen gleicher Druck herrscht, so daß die Lage des ölabstreifringes durch einen Differenzdruck nicht beeinflußt wird. Der ölabstreifring kann somit in wirksamer Weise den Ölfilm von der Zylinderwandung abstreifen. Während des Einlaßhubes des Kolbens ist jedoch der Druck im Verbrennungsraum beträchtlich kleiner als der im Kurbelgehäuse, und es besteht die Neigung, daß Luft aus der Ringnut 92 nach oben, die Dichtungsringe umströmend, in den Verbrennungsraum gelangt. Dann tritt Luft aus dem Inneren des Kolbens über die Entlüftungskanäle in die Ringnut 92 ein und gleicht den Druck auf beiden Seiten des Ringes aus, so daß das öl nicht um den ölabstreifring, sei es um die Stirnfläche oder sei es entlang den rückseitigen Flächen oder durch das Ringschloß, treten kann.

Beim Lauf der Maschine wird bekanntlich eine große Menge von Spritzöl aus dem .Kurbelgehäuse in den Innenraum des Kolbens geworfen. Wenn dieses öl nicht von der Luft getrennt wird, so hat die in der Nähe der Mündungen der Entlüftungskanäle befindliche Luft einen großen ölgehalt, so daß öl in die Entlüftungskanäle eintritt und in die Ringnut 92 gelangt. Durch die Entlüftungskanäle eintretendes öl stört aber die Funktion der Ringnut 92.

Bei einer bekannten Bauart sind die Entlüftungskanäle über den Umfang der Ringnut verteilt. Die Mündungen dieser Entlüftungskanäle im Inneren des Kolbens sind jedoch vor öl nicht geschützt, das aus dem Kurbelgehäuse nach oben geworfen wird. Bei der bekannten Bauart werden die öffnungen daher bald unwirksam, weil sie durch das in ihnen sich ansammelnde öl verstopft werden. Einrichtungen zur Herabsetzung des ölgehalts an den Mündungen der Ent-

Anmelder:

General Motors Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:
Dipl.-Ing. E. Vorwerk und Dipl.-Ing. K. Walther,

Patentanwälte,
Berlin-Charlottenburg 9, Bolivarallee 9

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. Juni 1954

George Charles Trevarthen, Detroit, Mich. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

lüftungskanäle sind bei dem bekannten Kolben nicht vorgesehen.

Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil. Sie besteht darin, daß die Entlüftungskanäle der im Steg angeordneten Ringnut 92 oberhalb der Kolbenbolzenaugen, durch diese vor Spritzöl aus dem Kurbelgehäuse geschützt, in das Kolbeninnere einmünden, im übrigen Bereich des Kolbenumfanges hingegen keine Einmündungen zum Kolbeninneren besitzen. Es ist zwar bekannt, Ölbohrungen der Ringzone durch rippenartige Vorsprünge im Kolbeninneren vor Spritzöl abzuschirmen. Derartige Rippen widersprechen jedoch dem Erfindungsgedanken, weil es bei letzterem darauf ankommt, ohnehin vorhandene Bauteile des Kolbens, nämlich dessen Bolzenaugen, zur Abschirmung der Entlüftungskanäle zu verwenden. Auch handelt es sich bei den bekannten Abschirmungsrippen nicht um solche für Entlüftungsbohrungen einer Ringnut, die zwischen den Dichtungsringen und dem ölabstreifring angeordnet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung, wofür nur im Zusammenhang mit dem Hauptgedanken der Erfindung (Anspruch 1) Schutz begehrt wird, ist der Kolbenmantel mit radialen Durchbrüchen versehen, deren eines Ende unterhalb der inneren Mündungen der Entlüftungskanäle liegt, und deren andere Enden in frei gelassene Räume einmünden, die zwischen dem

809 578/223

Kolben und der Zylinderwandung liegen, so daß als Folge der Kolbenbewegung im Kolbeninneren eine umlaufende Strömung entsteht, die die Abtrennung von öl von der in die Entlüftungskanäle eintretenden Luft unterstützt.

Tn der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt; es ist

Fig. 1 eine teilweise Seitenansicht eines Kolbens nach der Erfindung und

Fig. 2 ein teilweiser Schnitt durch eine Brennkraftmaschine, die mit einem Kolben nach Fig. 1 ausgerüstet ist.

Der Kolben 10 hat an seinem Umfang eine Anzahl Ringnuten 24, 26 und 28. Die beiden oberen Ringnuten 24 und 26 nehmen Dichtungsringe 30 und 32 auf, während in der unteren Ringnut 28 ein ölabstreifring 34 eingesetzt ist. Die einzelnen Ringnuten 24,26 und 28 sind voneinander durch Stege 36 und 38 getrennt, deren Außendurchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders 12 ist, so daß ein ao Spielraum 39 vorhanden ist.

Der Kolben 10 enthält einen nach unten offenen Innenraum 58, der von dem Kolbenboden 22 begrenzt wird. Im Bereich der Kolbenbolzenaugen 70 und 72 ist der Kolben 10 nach Art eines Slipperkolbens abgesetzt, so daß freie Räume 48 und 50 zwischen dem _% Kolben 10 und dem Zylinder 12 entstehen. Diese Räume sind über Durchbrüche 62 und 64 im Kolbenmantel mit dem Raum 58 verbunden.

Bei der hin- und hergehenden Bewegung des KoI-bens 10 gleiten die Kolbenringe 30, 32 und 34 längs der Zylinderwandung und bilden eine Dichtung gegen durchströmendes Gas. Es kann aber ein gewisser Betrag von Gas über die Ringe 30 und 32 und den Spielraum 39 hindurchtreten und sich in dem Raum zwischen dem Dichtungsring 32 und dem ölabstreifring 34 sammeln. Es würde ein Druckunterschied auf beiden Seiten des ölabstreifringes 34 entstehen, der eine einwandfreie Führung des ölabstreifringes 34 verhindert, so daß eine ungenügende Abstreifung des Öls erfolgt, wenn nicht zusätzlich zu den Löchern 91 in der Ringnut 28 des ölabstreifringes eine Ringnut 92 zwischen dem ölabstreifring 34 und dem benachbarten unteren Dichtungsring 32 vorgesehen wäre. Diese Ringnut 92 liegt in dem Steg 38 zwischen diesen beiden Ringen und hat V-förmige Gestalt. Von der Nut 92 gehen verhältnismäßig enge Entlüftungskanäle 96,98 ab, die sich durch den Kolben zum Raum 58 erstrecken. Da der Druck im Innenraum 58 des Kolbens 10 im wesentlichen der gleiche ist wie auf der Unterseite des ölabstreifringes 34, wird der Druckunterschied beiderseits des ölabstreifringes 34 im wesentlichen jederzeit Null sein.

Die Mündungen 100 und 102 der Entlüftungskanäle 96 und 98 liegen oberhalb der inneren Mündungen der Durchbräche 62 und 64 und unmittelbar über den Kolbenbolzenaugen 70 und 72 in deren ölschatten; die Kolbenbolzenaugen 70 und 72 bilden also einen Schild, der den ölgehalt der Luft in der Nähe der Mündungen 100 und 102 und der in die Entlüftungskanäle 96 und 98 eintretenden Luft verringert.

Bewegt sich der Kolben 10 beim Einlaßhub im Zylinder 12 nach unten, so wird die Luftströmung im allgemeinen den eingezeichneten Pfeilen folgen. Die Luft wird am unteren offenen Ende des Kolbens 10 eintreten und an der Innenseite des Mantels nach oben strömen. An den Enden der Räume 48 und 50 wird die Luft radial nach innen umgelenkt, so daß sie durch die Durchbrüche 62 und 64 in den Raum 58 eintritt. Die beiden Luftströme aus den sich einander gegenüberliegenden Durchbrüchen 62 und 64 sind im wesentlichen gleich und treffen sich in der Mitte des Kolbens. Die sich unmittelbar über den Kolbenbolzenaugen treffenden Luftströme werden nach oben gegen die Innenwandung des Kolbenbodens 22 abgelenkt. Danach fließen sie radial nach außen und anschließend an der Umfangsfläche des Raumes 58 nach unten, so daß im wesentlichen im Inneren des Kolbens Kreisströmungen entstehen. Bei der scharfen Umlenkung der Luftströme an der oberen Fläche der Kammer wird das in der Luft enthaltene öl dort als Tropfen niedergeschlagen. Die an den Mündungen 100 und 102 der Entlüftungskanäle 96 und 98 vorbeiströmenden Luftströme sind daher ölfrei, so daß nur reine Luft durch die Entlüftungskanäle strömen kann. Beim anschließenden Aufwärtshub des Kolbens wird das an der oberen Fläche der Kammer 58 niedergeschlagene öl abgeschüttelt und kehrt in das Kurbelgehäuse zurück.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschinenkolben, welcher kopfseitig mit Dichtungsringen und einem unterhalb davon angeordneten ölabstreifring ausgestattet ist, wobei der Steg zwischen der mit zum Kolbeninneren führenden ölkanälen versehenen Nut für den ölabstreifring und der Nut für den ihm benachbarten Dichtungsring eine zum Kolbeninneren hin entlüftete Ringnut besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungskanäle (96., 98) der im Steg angeordneten Ringnut (92) oberhalb der Kolbenbolzenaugen (70, 72), durch diese vor Spritzöl aus dem Kurbelgehäuse geschützt, in das Kolbeninnere einmünden, im übrigen Bereich des Kolbenumfanges hingegen keine Einmündungen zum Kolbeninneren besitzen.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Kolbenmantel mit radialen Durchbrüchen (62, 64) versehen ist, deren eines Ende unterhalb der inneren Mündungen der Entlüftungskanäle (96, 98) liegt und deren andere Enden in frei gelassene Räume (48., 50) einmünden, die zwischen dem Kolben (10) und der Zylinderwandung liegen, so daß als Folge der Kolbenbewegung im Kolbeninneren (58) eine umlaufende Strömung entsteht, die die Abtrennung von öl von der in die Entlüftungskanäle (96, 98) eintretenden Luft unterstützt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 272079;
USA.-Patentschriften Nr. 1 975 345, 2 511 458.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 578/223 7.58