DE1475846B2

DE1475846B2 - Kolben, insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE1475846B2
Application number: DE19651475846
Authority: DE
Inventors: Walter 7107 Neckarsulm Keim
Original assignee: Karl Schmidt Gmbh, 7107 Neckarsulm
Priority date: 1965-01-12
Filing date: 1965-01-12
Publication date: 1970-06-18
Also published as: DE1475846A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Tauchkolben, Größe gleichbleibende Ovalität, die in Kolbenbolzeninsbesondere für Verbrennungskraftmaschinen, des- richtung 100 % und in einem Winkel von 45° dazu sen Schaft eine Ovalform hat, die in Abweichung von z. B. 50 % beträgt, hergestellt.

der normalen Ovalität positiv oder negativ korrigiert Um zu einer weiteren Anpassung der formsein kann, wobei die Korrekturen in allen Quer- 5 geschliffenen bzw. formgedrehten Lauffläche des schnittsebenen des Kolbens gleich sind. Kolbenschafts an die thermisch mechanischen

Die Anforderungen an einen modernen Tauch- Gegebenheiten im Motorbetrieb zu gelangen, ist es

kolben in Hinsicht auf Geräuscharmut, Ölverbrauch, bekannt, die Größe der normalen Ovalität über die

Fressicherheit usw. haben die Außenformen des Länge des Kolbenschafts ansteigen zu lassen. Zu

Kolbenschaftes immer komplizierter werden lassen. io diesem Zweck wird der Kolben auf einer sogenann-

Heute hat der größte Teil der hergestellten Kolben ten Pendelachse, deren Länge durch die Steigung der

für Otto- und Dieselmotoren eine formgeschliffene Ovalität bestimmt wird, befestigt. Die Pendelachse

Lauffläche, die den thermischen und mechanischen wird über den Werkstückspindelstock in periodische

Gegebenheiten im Motorbetrieb gerecht wird. Schwingungen versetzt, so daß die Bewegung der

Zu diesem Zweck ist es bekannt (deutsche Patent- 15 Kolbenachse auf einem Kegel erfolgt und bei festschrift 755 235), den Kolbenschaft in Anpassung an stehendem Reitstock eine von der Unterkante zur die im Motorbetrieb vorhandenen Gegebenheiten mit Oberkante des Kolbenschafts stetig steigend vereiner ballig-ovalen Außenform zu versehen, wobei laufende normale Ovalität erzeugt wird (B e η s i η immer das Ziel verfolgt wird, außer einem kleinen ger, W.-D., und Meier, A.: Kolben, Pleuel und Laufspiel einen möglichst großen tragenden Anteil 20 Kurbelwelle bei schnellaufenden Verbrennungsder. Schaftoberfläche in der Laufebene zu erzeugen, motoren, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1961, S. 14). ohne dadurch an Fressicherheit zu verlieren. Es ist weiter bekannt, die normale Ovalität ent-

Die ballige Form des kalten Kolbenschafts entsteht lang des Kolbenschaftes gleichbleibend positiv oder durch den gekrümmten Verlauf der Schaftmantel- negativ in der Weise zu korrigieren, daß an Stelle linien, der notwendig ist, um den Temperaturverlauf 25 eines Kreisexzenters ein Ellipsenexzenter verwendet des Kolbens und die jeweils damit verbundene Aus- wird. Die Größe der positiven oder negativen Abdehnung auszugleichen. Diese sogenannte Schleif- weichung der Ovalform des Kolbens von der normakurve ist in ihrer endgültig festgelegten charakteristi- len Ovalität wird als Ovalitätscharakteristik bezeichschen Form am ganzen Schaftumfang nahezu gleich- net. Ein Kolben mit negativ oder positiv korrigierter bleibend. Ihre Neigung zur Kolbenlängsachse 30 Ovalität weist Tragbilder mit achsparallel verlaufenwechselt jedoch gemäß der dem Kolben aufgegebenen den Rändern auf, was insbesondere bei stark positiv Ovalität. Die Schleifkurve selbst ist am oberen Schaft- korrigierter Ovalität dazu führt, daß an den Rändern ende wegen der dort noch hohen Temperatur und zur der Tragbilder der Ölfilm über die gesamte Tragbild-Erzeugung guter Schmierverhältnisse meist stark ein- länge auf einer Linie entspannt wird, wobei entlang gezogen und in der Mitte leicht gekrümmt ausgebil- 35 dieser Linie bzw. an den seitlichen Rändern derTragdet. Am Schaftende kann sie wiederum eingezogen bilder die Freßgefahr erhöht wird, so daß ein Teil sein oder aber auch gradlinig auslaufen. der vorteilhaften Eigenschaften eines Kolbens mit

Im Kaltzustand weist der Kolbenschaft an seinem stark positiv korrigierter Ovalität wieder verlorenoberen Ende eine meist größere, an seinem unteren geht.

Ende meist kleinere Ovalität auf, die beide stetig ver- 40 Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt,

laufend ineinander übergehen. Die kleine Halbachse die Ursachen für diese Freßgefahr zu beseitigen,

der Ovalform, die keine echte Ellipse ist, hat die Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt in der Weise,

gleiche Richtung wie die Bolzen achse (Bensinger, daß erfindungsgemäß der Kolbenschaft über seine

W.-D., und Meier, A.:.Kolben, Pleuel und Kurbel- Länge voneinander abweichende Ovalitätscharakteri-

welle bei schneilauf enden Verbrennungsmotoren; 45 stiken aufweist, die stetig verlaufend ineinander über-

Berlin/Göttigen/Heidelberg 1961, S. 14). gehen.

Die ovale Form des Kolbenschaftes wurde ein- Ein derartig gestalteter Kolbenschaft weist also

geführt, um einerseits durch konstruktive Gestaltung über seine Länge verschiedene Ovalitätscharakteri-

die temperaturbedingte Volumen- und Umfangs- stiken auf, wobei beispielsweise die Ovalität der

längenzunahme des Kolbenschafts in Richtung der 50 Schaftoberkante positiv und der Schaftunterkante

Bolzenachse zu lenken und um andererseits Schaft- negativ korrigiert oder die der Schaftoberkante nega-

verformungen, hervorgerufen durch die Gleitbahn- tiv und die der Schaftunterkante positiv korrigiert

kraft, auffangen zu können. sein kann. Es besteht aber auch die Möglichkeit, in

Diese sogenannte normale Ovalität des Kolben- entsprechender Weise die normale Ovalität mit einer

schaftes wird dadurch erzeugt, daß der auf einem 55 positiv oder negativ korrigierten Ovalität zu kombi-

Schwingtisch angeordnete Werkstückspindelstock nieren.

während des Bearbeitungsvorgangs über einen Kreis- Entsprechend der erfindungsgemäßen Gestaltung exzenter um eine horizontale Drehachse angehoben der Außenform des Kolbenschaftes ergeben sich, mit und gesenkt wird, so daß er eine periodische Schwing- ihren Rändern zur Kolbenachse geneigt verlaufende bewegung ausführt. Der eingespannte Kolben kann 60 Tragbilder, die ein Entspannen des Ölfilms verhinsomit, da auch der Reitstock auf diesem Schwing- dem sowie gleichzeitig für eine bessere Ölverteilung tisch angeordnet ist, während der Bearbeitung eine sorgen, so daß die Gefahr des Fressens nicht mehr gleichfalls schwingende Bewegung ausführen, so daß gegeben ist und eine optimale Anpassung der Kolbendurch die vom Kreisexzenter gesteuerte Annäherung schaftform an die thermisch mechanischen Verhältoder Entfernung des Kolbenschaftes von dem Be- 65 nisse im Motorbetrieb erzielt wird. Die erfindungsarbeitungswerkzeug ein viermaliges Freischleifen oder gemäße Ausbildung der Außenform des Kolben- -drehen am Kolbenschaft erfolgt. Auf diese Weise schaftes wird dadurch erreicht, daß der Werkstückwird über die gesamte Kolbenschaftlänge eine in ihrer spindelstock und der Reitstock der Schleif- oder

Drehmaschine jeweils auf einem besonderen Schwingtisch angeordnet sind und unabhängig voneinander entsprechend den gewünschten Ovalitätscharakteristiken des Kolbenschafts durch über unterschiedlich gestaltete Steuerexzenter in solche Schwingbewegungen versetzt werden, daß die Achse des Kolbens einer Art doppelkegelförmige Bewegung ausführt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Die Kolbenschaftovalität des in F i g. 1 dargestellten Kolbens ist in der Ebene d.₂ im Bereich der Schaftoberkante negativ und in der Ebene ^₁ im Bereich der Schaftunterkante positiv korrigiert. Zwischen den Ebenen d₂ und d_t gehen die unterschiedlichen Ovalitätscharakteristiken stetig verlaufend ineinander über.

In F i g. 2 ist eine negativ korrigierte Ovalität und in F i g. 3 eine positiv korrigierte Ovalität, jeweils mit Bezugnahme auf die normale Ovalität, dargestellt, wobei die kleine Achse O₀O₂ bzw. O₁O₁ in gleicher Richtung wie die Bolzenacnse verläuft.

Claims

Patentanspruch:

Tauchkolben, insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen, dessen Schaft eine Ovalform hat, die in Abweichung von der normalen Ovalität

ίο positiv oder negativ korrigiert sein kann, wobei die Korrekturen in allen Querschnittsebenen des Kolbenschaftes gleich sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschaft so gestaltet ist, daß er über seine Länge voneinander abweichende Ovalitätscharakteristiken aufweist, wobei diese stetig verlaufend ineinander übergehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen