DE1184569B - Leichtmetallkolben - Google Patents

Leichtmetallkolben

Info

Publication number
DE1184569B
DE1184569B DEM56017A DEM0056017A DE1184569B DE 1184569 B DE1184569 B DE 1184569B DE M56017 A DEM56017 A DE M56017A DE M0056017 A DEM0056017 A DE M0056017A DE 1184569 B DE1184569 B DE 1184569B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
ring
webs
groove
insert
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEM56017A
Other languages
English (en)
Inventor
Rudolph Daub
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle GmbH
Original Assignee
Mahle GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle GmbH filed Critical Mahle GmbH
Priority to DEM56017A priority Critical patent/DE1184569B/de
Publication of DE1184569B publication Critical patent/DE1184569B/de
Priority to US662622A priority patent/US3512791A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/12Details
    • F16J9/22Rings for preventing wear of grooves or like seatings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

  • Leichtmetallkolben Die Erfindung bezieht sich auf einen insbesondere für Brennkraftmaschinen bestimmten Leichtmetallkolben mit Kolbenringnuten, deren Flanken durch eingegossene Einlagen aus einem biegsamen aber härteren Metall, z. B. aus Stahlblech oder aus Kugelgraphit-Gußeisen bewehrt sind, welche einen mit dem äußeren Kolbenrand bündigen Ringteil aufweisen, dessen radiale Tiefe kleiner ist als die Ringnutentiefe, und der durch bis in die hinter den Ringnutengrund hineinragende schwalbenschwanzförmige Stege an mehreren über den Umfang verteilten Stellen formschlüssig im Leichtmetallkolbenkörper verankert ist.
  • Bei einem bekannten derartigen Kolben wird angestrebt, daß der äußere Ringteil der Einlagen den beim Schrumpfen und Ausdehnen des Kolbenkörpers infolge von Temperaturänderungen auftretenden Bewegungen der im Kolbenkörper vollständig eingebetteten Stege durch elastische Änderung seiner in Umfangsrichtung gemessenen Länge zu folgen vermag. Um dieses Ziel zu erreichen ist es erforderlich, die Stege, die ja alle dabei auftretenden Reaktionskräfte aufnehmen müssen, sehr stark auszubilden, und vor allem sind die Verankerungen der Stege im Kolbenwerkstoff durch diese Kräfte sehr stark beansprucht. Es ist ferner erforderlich, eine Vielzahl von Stegen verhältnismäßig dicht nebeneinander anzuordnen, damit der Schlankheitsgrad der zwischen ihnen liegenden Ringteile klein genug bleibt, um ein Ausknicken oder Ausbeulen dieser Ringteile auszuschließen.
  • Die Erfindung geht davon aus, daß zwar ein Ausknicken oder Ausbeulen des äußeren Ringteils der Einlagen in axialer Richtung auf alle Fälle verhindert werden muß, weil dadurch die Höhe der Ringnuten in unzulässiger Weise verändert würde, daß aber sonst eine Anpassung des äußeren Ringes an das Wärmeausdehnungsverhalten des Kolbenkörpers und der in ihn eingebetteten Stege durch Biegung einer solchen durch elastische Stauchung und Strekkung vorzuziehen wäre, weil sie mit wesentlich kleineren Kräften zu bewirken ist und daher die Stege und ihre Verankerungen weit weniger beansprucht.
  • Um nun eine unschädliche Biegung der zwischen den einzelnen Stegen sich erstreckenden Bögen der äußeren Ringteile der Einlagen in radialer Richtung zu ermöglichen, dabei aber ein schädliches Ausknicken oder Ausbeulen in axialer Richtung trotzdem zu verhindern, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, bei einem Kolben der eingangs erwähnten Art mit dem äußeren Ringteil jeder Einlage zwischen je zwei schwalbenschwanzförmigen Verankerungs-Stegen mindestens je einen Steg zu verbinden, der in an sich bekannter Weise keine Hinterschneidungen aufweist und infolgedessen in radialer Richtung verschiebbar ist und der sich vorzugsweise nur um wenige Millimeter hinter den Nütengrund hinaus erstreckt.
  • Zum Stand der Technik ist hier nachzutragen, daß Leichtmetallkolben mit ausschließlich radiale, keine Hinterschneidungen aufweisende Stege tragenden massiven Ringträgern bekannt sind. Dabei dienen die Stege lediglich als Sicherung gegen Verdrehung des Ringträgers gegenüber dem Kolbenkörper und vermögen eine darüber hinausgehende Wirkung nicht auszuüben. Der vorstehend erläuterte technische Fortschritt beruht demgegenüber auf der wechselweisen Anordnung von radialen -Stegen mit und ohne Hinterschneidungen bei der eingangs erwähnten, die Ringnutenflanken des Kolbens nur teilweise bedekkenden Ringträger-Leichtbauart.
  • Die Erfindung ist an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.
  • F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch die bewehrte Nut eines erfindungsgemäßen Kolbens; F i g. 2, 3 und 4 stellen Ausschnitte nach den Linien II-II, IH-III und IV-IV in F i g. 1 dar; F i g. 5 zeigt in einem Ausschnitt entsprechend dem gemäß F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Ringnutenbewehrung aus zwei aufeinanderliegenden Einlagen gebildet ist, und F i g. 6 zeigt einen entsprechenden Ausschnitt aus einem Kolben, bei dem nur die Oberflanke der ersten Ringnut durch eine Einlage bewehrt ist.
  • Nach den F i g: 1 bis 4 dient zur Bewehrung beider Flanken der obersten Ringnut 1 eines Leichtmetallkolbens 2 eine im ganzen mit 3 bezeichnete Einlage, die durch Umgießen in den Leichtmetallkolbenkörper eingebracht ist. Die Einlage weist radiale schwalbenschwanzförmige Stege 31 auf, die -unter sich durch zusammen einen geschlossenen Ring bildende Bogenstücke 32 verbunden sind. Der Innendurchmesser des durch diese Bogenstücke gebildeten Ringes ist größer als der Nutengrunddurchmesser der Ringnut 1. Der Außendurchmesser ist zunächst wenig größer als der Durchmesser des Kolbens z. Bei der Bearbeitung des Kolbens fällt jedoch der Teil zwischen den Konturen 33 und 34 weg. Außenkontur ist dann die mit 34 bezeichnete Fläche, welche mit dem äußeren Kolbenrand bündig ist. Zwischen den Stegen 31 sind weitere radiale Stege 36 vorgesehen, die jedoch keine Hinterschneidungen aufweisen und die sich auch nur um wenige Millimeter hinter den Nutengrund hinaus erstrecken. Diese Stege lassen Verschiebungen in radialer Richtung zu, sie bilden jedoch, ' wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, Stützen, welche die nach dem Einstechen der Ringnut 1 durch diese voneinander getrennten Teile der Bogenstücke 32 in axialer Richtung gegeneinander abstützen und die außerdem geeignet sind, bei der Bearbeitung auftretende tangentiale Kräfte aufzunehmen.
  • Bei der Herstellung geht man, wie schon gesagt, von einer Einlage aus, deren Außenkontur der strichpunktierten Linie 33 entspricht. Diese Einlage wird vorzugsweise in erwärmtem Zustand in der üblichen Weise in die nicht gezeigte Kokille eingelegt und dort durch Umgießen mit dem Kolbenwerkstoff verbunden. Beim Erkalten des gegossenen Kolbens schwindet der Kolbenwerkstoff stärker als die Einlage. Wegen der schwalbenschwanzartigen Verankerung nehmen die Stege 31 an diesem stärkeren Schwindvorgang teil. Sie werden stärker radial nach innen gezogen, als es der natürlichen Schwindung der Einlage entsprechen würde. Infolgedessen treten in den Bogenteilen 32 Druckspannungen auf, die dazu führen, daß diese Bogenteile sich unter relativer Verstärkung ihrer Krümmung in der in F i g. 1 durch die punktierte Linie 37 angedeuteten Weise elastisch verformen.
  • Die Verformung ist in F i g. 1 der Deutlichkeit halber übertrieben dargestellt. Sie verstärkt sich noch etwas, wenn der Kolben bearbeitet wird, weil dann durch den Wegfall der zwischen den Linien 33 und 34 liegenden Zone und durch das Einstechen der Ringnut 1 der Querschnitt und damit der Verformungswiderstand kleiner wird. Entsprechend klein wird dann auch der Reaktionsdruck auf die Verankerungsstege 31. Daß die Verformung in der gewünschten Richtung und nicht etwa durch Ausknicken oder Ausbeulen in axialer Richtung erfolgt, ist durch die Stützwirkung der Stege 36 gewährleistet. Beim Wiedererwärmen des Kolbens auf Betriebstemperatur bildet sich die gewollte Verformung der Bogenteile 32 wieder ganz oder teilweise zurück, und zwar geschieht auch das ohne schädliche Beanspruchung der Verankerung der Stege 31.
  • Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 unterscheidet sich von dem nach den F i g. 1 bis 4 nur dadurch, @daß statt einer ungeteilten Einlage zwei sich gegeneinander abstützende Einlagenstücke 3' und 3" mit entsprechenden Bogenteilen 32' und 32", Stützstegen 36' und 36", und nicht gezeichneten Verankerungsstegen vorgesehen sind.
  • Beim Beispiel nach F i g. 6 ist nur ein Einlagenteil 3' vorgesehen. Die Unterflanke der Ringnut:. bleibt in diesem Falle unbewehrt.

Claims (1)

  1. Patentanspruch: Leichtmetallkolben, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit Kolbenringnuten, deren Flanken durch eingegossene Einlagen aus einem biegsamen Metall von größerer Warmfestigkeit, z. B. aus Stahlblech oder aus Kugelgraphit-Gu& eisen, bewehrt sind, welche einen mit dem äußeren Kolbenrand bündigen Ringteil aufweisen;: dessen radiale Tiefe kleiner ist als die Ringnuten-' tiefe und der durch bis in die hinter dem Riagnutengrund befindlichen Wandteile des Kolbens hineinragende schwalbenschwanzförmige Stege im Kolbenkörper an mehreren über den Umfang verteilten Stellen formschlüssig verankert ist; dadurch gekennzeichnet, daß mit dem äußeren Ringteil (32) jeder Einlage (3) zwischen je zwei schwalbenschwanzförmigen Stegen (31) mindestens je ein radialer Steg (36) verbunden ist, der in an sich bekannter Weise keine Hinter: schneidungen aufweist und sich vorzugsweise nur um wenige Millimeter hinter den Nutengrund hinaus erstreckt. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 124 360.
DEM56017A 1963-03-07 1963-03-07 Leichtmetallkolben Pending DE1184569B (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEM56017A DE1184569B (de) 1963-03-07 1963-03-07 Leichtmetallkolben
US662622A US3512791A (en) 1963-03-07 1967-08-23 Light metal piston with piston ring groove armoring means

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEM56017A DE1184569B (de) 1963-03-07 1963-03-07 Leichtmetallkolben

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1184569B true DE1184569B (de) 1964-12-31

Family

ID=7308466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEM56017A Pending DE1184569B (de) 1963-03-07 1963-03-07 Leichtmetallkolben

Country Status (2)

Country Link
US (1) US3512791A (de)
DE (1) DE1184569B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009032937A1 (de) * 2009-07-14 2011-01-20 Mahle International Gmbh Ringträgerrohling und Ringträger für einen Kolben sowie Kolben
DE102013215018A1 (de) * 2013-07-31 2015-02-05 Mahle International Gmbh Leichtmetallkolben

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2094934B (en) * 1979-07-19 1983-06-02 Ass Eng France The reinforcement of piston ring grooves
DE10045174B4 (de) 2000-09-13 2004-03-11 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Verfahren zur Herstellung eines Kolbens

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2124360A (en) * 1935-05-07 1938-07-19 Aluminum Co Of America Piston and method of making

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB607966A (en) * 1939-07-31 1948-09-08 Henri Schlosser Improvements in internal combustion engine pistons
US2990225A (en) * 1957-12-26 1961-06-27 Schmidt Gmbh Karl Elastically deformable ring support for light alloy pistons
US3023061A (en) * 1958-12-10 1962-02-27 Daub Rudolph Piston head structure

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2124360A (en) * 1935-05-07 1938-07-19 Aluminum Co Of America Piston and method of making

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009032937A1 (de) * 2009-07-14 2011-01-20 Mahle International Gmbh Ringträgerrohling und Ringträger für einen Kolben sowie Kolben
DE102013215018A1 (de) * 2013-07-31 2015-02-05 Mahle International Gmbh Leichtmetallkolben

Also Published As

Publication number Publication date
US3512791A (en) 1970-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2913120A1 (de) Lager zur aufnahme von kompressivlasten
DE2427688C2 (de) Lagerung von Lageraußenringen bzw. Lagerschalen in einem Leichtmetallgehäuse
DE2828749A1 (de) Kolben fuer brennkraftmaschinen
DE2136631A1 (de) Hubkolbenbrennkraftmaschine mit haengender lagerung der kurbelwelle
DE1184569B (de) Leichtmetallkolben
DE2855438A1 (de) Einteiliger kolben mit gefangenem kolbenring
DE102017110078A1 (de) Lagerinnenring, Unterlegscheibe, Vorspannplatte, Kegel-/ Zylinderrollenlager sowie Lager/Welle-Anordnung
DE2334212A1 (de) Zusammengebaute walze
DE60208899T2 (de) Herstellungsverfahren einer kegellageranordnung
DE2153258A1 (de) Anordnung der Zuganker und Grundlager schrauben in Gehäusen von Hubkolbenma schinen
DE2457606B2 (de) Loslager für den Tragzapfen eines Konverters
DE676174C (de) Einbaufertiges Gleitlager
DE2111480C3 (de) Hubkolbenbrennkraftmaschine
DE1160648B (de) Verfahren zum Herstellen der Leichtmetall-Tragringe von Kugellagern mit staehlernen, sich auf die Tragringe stuetzenden Laufringen und danach hergestellte Kugellager
DE3733910C2 (de)
DE1282374B (de) Leichtmetallkolben, insbesondere fuer Dieselmotoren
DE1077924B (de) Elastische, aus Leichtmetall bestehende Lagerbuechse fuer Gleitlager
DE102013222833A1 (de) Stützlageranordnung für ein Planetendifferential
DE2000923A1 (de) OElabstreif-Kolbenring und Verfahren zur Herstellung
DE728557C (de) Gleitlager
AT201938B (de) Wälzlager mit zwischen zwei Laufbahnen angeordneten Wälzkörpern
AT143788B (de) Gegossene Kurbelwelle für Brennkraft- (Diesel)-, Dampfmaschinen u. dgl.
DE4340134A1 (de) Metallkörper sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102019218794A1 (de) Verfahren zur Erhöhung der Tragfähigkeit und Walzvorrichtung zum Hartwalzen einer randschichtgehärteten Wälzlagerlaufbahn
DE369009C (de) Nachgiebige Verbindung fuer radiale Dampf- und Gasturbinen