DE1252967B

DE1252967B - Pistons for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1252967B
Application number: DET19112A
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Holub
Original assignee: Tatra np
Current assignee: Tatra np
Priority date: 1959-11-13
Filing date: 1960-10-11
Publication date: 1967-10-26

Description

Kolben für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben für Brennkraftmaschinen, dessen Schaft im Umfangsteil zwischen den Kolbenbolzenaugen vorgesehene, aus einem oberen Quer- und einem mittigen Längsschlitz bestehende T-Schlitze und unterhalb der beiden Querschlitzhälften im wesentlichen parallel zu diesen verlaufende, sich bis in den Bereich der Längsschlitze erstreckende, an der Schaftinnenseite liegende Versteifungsrippen aufweist.Pistons for internal combustion engines The invention relates to a Pistons for internal combustion engines, the skirt of which is in the peripheral part between the piston pin bosses provided T-slots consisting of an upper transverse and a central longitudinal slot and below the two transverse slot halves essentially parallel to these, extending into the area of the longitudinal slots on the inside of the shaft Has horizontal stiffening ribs.

Ein für die Lebensdauer der Kolben von Brennkraftmaschinen entscheidend wichtiges Problem ist der innere Ausgleich thermisch bedingter Spannungen im Kolbenwerkstoff. Zur Lösung dieses Problems sind dehnungsregelnde Einlagen verwendet worden. die im Kolbenschaft eingegossen und in den Augen für den Kolbenbolzen verankert sind. Derartige Kolbenbauarten sind jedoch verwickelt und daher teuer.A decisive factor for the service life of the pistons of internal combustion engines an important problem is the internal compensation of thermally induced stresses in the piston material. Strain-regulating inserts have been used to solve this problem. the are cast in the piston skirt and anchored in the eyes for the piston pin. However, such piston designs are intricate and therefore expensive.

Man bedient sich daher vorzugsweise einer zweiten Lösung, die darin besteht, in entlasteten Zonen des Kolbenschaftes Schlitze anzubringen. Als solche Schlitze sind sowohl reine Querschlitze, wie sie in den deutschen Patentschriften 742 969 und 826 084 beschrieben sind, als auch T-förmig aufeinander senkrechtstehende Längs- und Querschlitze üblich, wie sie der USA.-Patentschrift 1993 997 und der Seite 39 des Internationalen Automobilhandbuches von 1954 entnommen werden können.A second solution is therefore preferably used, which consists in making slots in relieved zones of the piston skirt. As such slots, both pure transverse slots, as described in German patents 742 969 and 826 084, and T-shaped perpendicular longitudinal and transverse slots, as described in U.S. Patent 1993 997 and page 39 of the International Automobile manual from 1954 can be found.

Bei einer solchen geschlitzten Ausführung des Kolbenschaftes ergibt sich jedoch die Gefahr, daß sich der Kolbenschaft bei höheren Betriebstemperaturen an den geschlitzten Stellen nach innen verformt. Die Folgen einer derartigen Einbeulung der durch die Schlitze geschwächten Teile des Kolbenschaftes sind Undichtigkeit und mangelhafte Kolbenführung, die zu höherem Verschleiß an Kolben und Laufbuchse und zu gesteigertem Treibstoff- und Schmierölverbrauch führen. Außerdem wird die Bildung von Ölkohle im Verbrennungsraum gefördert, was so weit gehen kann, daß die Maschine klopft.With such a slotted design of the piston skirt results however, there is a risk that the piston skirt will become damaged at higher operating temperatures deformed inwards at the slotted points. The consequences of such a dent the parts of the piston skirt weakened by the slits are leaking and poor piston guidance, which leads to increased wear on the piston and cylinder liner and lead to increased fuel and lubricating oil consumption. In addition, the Formation of carbon in the combustion chamber promoted, which can go so far that the Machine knocks.

In besonderem Maße besteht die obenerwähnte Gefahr bei durchgehenden Schlitzen; sie ist aber auch bei T-förmigem Schlitzverlauf gegeben. Dieser Gefahr ist auch durch die bei einigen bekannten Kolben auf der Schaftinnenseite angebrachten Versteifungsrippen nicht zu begegnen. Diese dienen nämlich meist anderen Zwecken und sind dementsprechend so gelegen und ausgebildet, daß sie einer Einbeulung der Schaftteile in der Umgebung der Schlitze nicht entgegenzuwirken vermögen.The above-mentioned risk exists in particular in the case of continuous Slots; but it is also given with a T-shaped slot. This danger is also attached to the inside of the shaft of some known pistons Stiffening ribs not to be encountered. These are mostly used for other purposes and are accordingly located and designed in such a way that they are subject to a dent in the Shank parts in the vicinity of the slots are unable to counteract.

So ist gemäß der deutschen Patentschrift 742 969 die Anbringung der Versteifungsrippen für die Aufnahme der Biegemomente am Übergang des gleitschuhartig ausgebildeten Kolbenschaftes zum Kolbenbolzenauge bestimmt und durch die Lage der Rippen unterhalb des Kolbenbolzenauges ohne Einfluß auf das Verhalten des Kolbenschaftes am Querschlitz, der den Gleitschuh vom Kolbenkopf trennt.So is according to the German patent 742 969 the attachment of Reinforcing ribs for absorbing the bending moments at the transition from the sliding shoe-like trained piston skirt to the piston pin boss and determined by the location of the Ribs below the piston pin eye have no effect on the behavior of the piston skirt at the transverse slot that separates the slide shoe from the piston head.

Gemäß der deutschen Patentschrift 826 084 liegen die Versteifungsrippen in der Ringzone des Kolbens und erstrecken sich nur über einen Teil davon. Auch hier wirken sich die Rippen also nicht auf das Verhalten des Kolbenschaftes und seine Festigkeit aus, sondern bleiben in ihrer Wirkung auf die Ringzone beschränkt.According to German patent specification 826 084, the stiffening ribs are located in the ring zone of the piston and extend only over part of it. Even here the ribs do not affect the behavior of the piston skirt and its strength, but remain limited in their effect on the ring zone.

Soweit in der USA.-Patentschrift 1993 997 schließlich überhaupt eine Versteifungsrippe erkennbar ist, liegt diese ebenfalls im Bereich der Kolbenringe, also an einer thermisch hochbelasteten Stelle, wo ihre Anbringung nur wenig nutzt und auf jeden Fall zu einer Versteifung des Kolbenschaftes nichts beiträgt.So much in the USA patent specification 1993 997 finally one at all Stiffening rib is recognizable, this is also in the area of the piston rings, in other words, in a location that is subject to high thermal loads and where it is only of little use and in any case does not contribute to a stiffening of the piston skirt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kolben mit Quer- und Längsschlitzen anzugeben, dessen Schaft trotz größter Einfachheit der Bauart auch bei höchsten thermischen und mechanischen Beanspruchungen keinerlei Einbeulungsgefahr unterliegt.On the basis of this prior art, the object of the invention is to be found based on specifying a piston with transverse and longitudinal slots, the skirt of which despite Greatest simplicity of the design even with the highest thermal and mechanical loads is not subject to any risk of denting.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Querschlitz unterhalb der Kolbenringnuten verläuft, die Versteifungsrippen seitlich von den Kolbenbolzenaugen ausgehen und die Dicke der Versteifungsrippen in Richtung auf den Längsschlitz stetig abnimmt.According to the invention this object is achieved in that the transverse slot runs below the piston ring grooves, the stiffening ribs to the side of the Piston pin bosses and the thickness of the Stiffening ribs steadily decreases in the direction of the longitudinal slot.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Versteifungsrippen nach ihren freien Enden hin im Sinne eines Trägers gleichbleibender Festigkeit gegen Biegung verjüngt.According to a preferred embodiment of the invention, the stiffening ribs are towards their free ends in the sense of a carrier of constant strength against Tapered bend.

In der Zeichnung, die einen Kolben nach der Erfindung in einer Schrägansicht von unten zeigt, ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.In the drawing, a piston according to the invention in an oblique view from below, the invention is exemplified.

Der dargestellte Kolben 1 weist einen Kolbenschaft, auch Kolbenhemd genannt, auf, der an den beiderseits der Kolbenbolzenaugen 2 gegenüberliegenden Seiten je T-förmig angeordnete Längsschlitze 5 und Querschlitze 6 aufweist, durch die diese Teile des Schaftes entsprechend elastisch nachgiebig sind.The piston 1 shown has a piston skirt, also known as a piston skirt called, on the opposite on both sides of the piston pin bosses 2 Has sides each T-shaped arranged longitudinal slots 5 and transverse slots 6, through which these parts of the shaft are correspondingly resilient.

Von den Kolbenbolzenaugen 2 des Kolbens 1 gehen beiderseits innere, bis in den Bereich der Längsschlitze 5 reichende Versteifungsrippen 3 aus, die nach ihren freien Enden hin im Sinne eines Trägers gleichbleibender Festigkeit gegen Biegung verjüngt sind. Durch die Versteifungsrippen 3 ist erreicht, daß die mit den Längsschlitzen 5 und Querschlitzen 6 versehenen Teile des Kolbenschaftes trotz Wahrung ausreichender Elastizität so versteift sind, daß dort Abflachungen oder Einbeulungen des Schaftes selbst bei hohen Temperaturbeanspruchungen des Kolbens 1 ausgeschlossen bleiben.From the piston pin bosses 2 of the piston 1 go on both sides inner stiffening ribs 3 reaching into the area of the longitudinal slots 5, which are tapered towards their free ends in the sense of a support of constant strength against bending. The stiffening ribs 3 ensure that the parts of the piston shaft provided with the longitudinal slots 5 and transverse slots 6 are stiffened in such a way, despite maintaining sufficient elasticity, that there flattening or bulging of the shaft even when the piston 1 is exposed to high temperatures.

Von den dargestellten Kolbenbolzenaugen 2 geht beiderseits nur je eine Versteifungsrippe 3 aus. Es könnten an jeder Seite der. Kolbenbolzenaugen 2 jedoch auch zwei oder mehr Versteifungsrippen 3 vorgesehen sein.Of the piston pin bosses 2 shown, only each is possible on either side a stiffening rib 3 from. It could be on either side of the. Piston pin bosses 2 however, two or more stiffening ribs 3 can also be provided.

Claims

Claims: 1. Pistons for internal combustion engines, the skirt of which is provided in the peripheral part between the piston pin bosses, consists of an upper transverse slot and a central longitudinal slot, and T-slots below the two transverse slot surfaces that run essentially parallel to these and extend into the area of the longitudinal slots , has stiffening ribs on the inside of the skirt, characterized in that the transverse slot (6) runs below the piston ring grooves, the stiffening ribs (3) extend laterally from the piston pin bosses (2) and the thickness of the stiffening ribs (3) in the direction of the longitudinal slot ( 5) is steadily decreasing.

2. Piston according to claim 1, characterized in that the thickness of the stiffening ribs (3) decreases roughly in the sense of a carrier of constant strength against bending. Documents considered: German Patent Specifications No. 742 969, 826 084; U.S. Patent No. 1993,997; »International Automobile Handbook«, Europa-Verlag, Stuttgart, 1954, p. 39.