DE2109139A1 - Kolben - Google Patents

Description

• 'Eolben" Die Erfindung betrifft Kolben für Verbrennungsmaschinen, Kolbenverdichter, Kolbenpumpen und hydraulische oder pneumatische Kraftkolben od.dgl. Zu den Verbrennungsmaschinen zählen dabei insbesondere Hubkolbenmotore, während zu den Kolbenpumpen sowohl Flüssigkeitspumpenals auch Gaspumpen gehören und die Kraftkolbeninsbesondere zur Verwendung in Eraftfahrzeugbremsen, in Regel- und Steuereinrichtungen und in Meßvorrichtungen bestimmt sind.
• Allen Kolben ist gemeinsam, daß der Druck, der sich mit ihnen erzeugen läßt, wesentlich von ihrer Maßgenauigkeit abhängt. Da gleichzeitig alle Faktoren bekannt sind, die die Maßgenauigkeit der Kolben beeinflussen und es sich bei derartigen Kolben in der Regel um Massenartikel handelt, die eine aufwendige technische Entwicklung rechtfertigen, ist deren Konstruktion und Form und deren Herstellung in den verschiedensten Variationen bereits so weit optimiert, daß kein Raum mehr für eine Verbesserung der Kolben gegeben scheint, Dennoch liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kolben zu verbessern. Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, in erster Linie die Herstellung der Kolben in kostensparender Weise zu verbessern, so daß die Kolben einen über deren Verwendung entscheidenden Preisvorteil gegenüber vergleichbaren Kolben erlangen. Darüber hinaus soll aber auch ein Kolben mit besseren technologischen Eigenschaften geschaffen werden.
• Nach der Erfindung wird das durch die Verwendung von Glaskeramik als Werkstoff für die Kolben erreicht. Dieser Werkstoff ist selbst im Vergleich zu dem billigsten, bei Kolben zur Anwendung kommenden Werkstoff, dem Grauguß, wesentlich billiger, da Glaskeraniikbeispielsweise aus der beim Frlschen von Eisen zu Stab}anfallenden Schlacke hergestellt werden kann. Die Eigenschaften der Glaskeramik sind ein niedriger thermischer Langenausdehnungskoeffizientseine hohe Festigkeit und eine gute Schleif- und Polierbarkeit, die eine extrem geringe Oberflächenrauhigkeit am Werkstück leicht möglich macht. Außerdem kann die Festigkeit der Glaskeramik noch durch chemische Kärtungerhöht werden, indem die Oberfläche der Glaskeramik in bekannter Weise durch Ionenaustausohgegenüber dem Keramikinnern verspannt wird. Im einzelnen ergeben sich dadurch zusätzlich zu der billigeren Herstellung folgende Vorteile: ErfindungsgernäßeKolben haben insbesondere in Verbrenmungsmaschinen gegenüber vergleichbaren Kolben eine sehr viel längere Lebensdauer. Die geringe Wärmedehnung erlaubt Pasungen mit sehr kleinen Toleranzen. Demzufolge wird die Gefahr des sogenannten Kolbenkippens in den Totpunkten der Kolbenbewegung verringert. Die Kolben und die Zylinder verschleißen weniger und nutzen sich zugleich gleichmäßiger ab. Die Kolben sind härter als Stahl und verhindern gegenüber herkömmlichen Kolben aus Aluminium ein sogenanntes Schmieren zwischen den Kolben und den zugehörigen Zylindern, das leicht zu den gefürchteten Kolbenfressern führen kann.
• Die geringen Toleranzen bei den erfindungsgemäßen Kolben machen vorteilhafterweise z0B. bei Verbrennungsmotoren an Serienmodellen bisher noch nie erreichte Verdichtungen möglich. Vorteilhafterweise beträgt das Kolbenspiel bei Betriebstemperatur höchstens 2'u, wobei das Kolbenspiel gleichzeitig mindestens so groß ist, daß ein geschlossener Schmierfilm zwischen Jedem Kolben und dem zugehörigen Zylindermantel gewährleistet ist. Dabei wird die Ausbildung des Schmierfilms vorteilhafterweise durch die insbesondere an polierten Kolben nach der Erfindung geringe Oberflächenrauhigkeit unterstützt. Der Schmierfilm bekommt durch die geringe Oberflächenrauhigkeit eine gleichmäßige Dicke, die die Betriebssicherheit der Kolben erheblich steigert. Darüber hinaus macht die geringe Oberflächenrauhigkeit an den erfindungsgemäßen Kolben Oberflächenveredelungen wie Verchromen überflüssig, so daß einerseits ein Abblättern aufgetragener Chromschichten, das ebenfalls leicht zu den gefürchtetenKolbenfressern führen kann, ausgeschlossen ist und die erfindungsgemäßen Kolben andererseits z.B. in der Verwendung für Hochleistungsmaschinen, die derartige Eolben mit glatten und abriebfesten Oberflächen erforderlich machen, bei besseren technologischen Eigenschaften infolge der wesentlich einfacheren Herstellung einen weiteren Preisvorteil ergeben.
• Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kolben erfolgt in der Reihenfolge Gießen oder Pressen, Keramisierenund auf Maß-Schleifen, bzw. Polieren. Bei nicht zu hohen Stückzahlen ist es besonders vorteilhaft, die Kolben-Rohlinge durch Ziehen von Stangen und Ablängen durch Sägen oder dergleichen herzustellen. Das Ziehen von Stangen ist ein dem sogenannten Stranggießen ähnlicher Vorgang. Aus einem geeigneten Behälter wird flüssige Glasschmelze ausströmen lassen und gleichzeitig an dem ausströmenden und erkaltenden Glas strang derart gezogen, daß eine Stange mit gleichmäßigem Durchmesser entsteht und nach Unterteilen der Stange in einzelne Kolben für deren Bearbeitung ein minimaler Arbeitsaufwand erforderlich ist. Das Keramisieren des Glases erfolgt erst nach Unterteilen der Stange.
• Nach der Herstellung erlaubt der transparente Charakter der Kolben in einfacher Weise eine Qualitätskontrolle auf Rißfreiheit mittels Sichtprüfung. Außerdem lassen sich die erfindungsgemäßen Kolben auch blasen, Letzteres findet vor allen Dingen bei solchen erfindungsgemäßen Kolben Anwendung, bei denen sich die Verwendung von Kolbenringen infolge der geringen Passungstoleranzen und der dann erheblich auftretenden Dichtwirkung des zwischen Kolben und Zylinder bestehenden Schmierfilms erübrigt.
• Vorteilhafterwese kann die an den erfindungsgemäßen Kolben infolge der geringen Passungstoleranzen auftretende Dichtwirkung des zwischen Kolben und Zylinder bestehenden Schmierfilms in jedem Fall durch Verwendung von gegenüber den Kolbenringen und Manschetten an vergleichbaren, herkömmlichen Kolben kleineren Kolbenringen und Manschetten genutzt werden. Damit ergibt sich ein weiterer Preisvorteil gegenUber herkömmlichen Kolben.
• Des weiteren ist von besonderem Vorteil, daß der erfindungsgemäße Kolben eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit hat. Diese hohe Korrosionsbeständigkeit schließt entsprechende Lager- und Konservierungsprobleme praktisch aus. So können erfindungsgemäße Kolben beispielsweise als Bremskraftkolben eingesetzt werden, ohne daß eine Beschädigung der Kolben durch die im allgemeinen aggressive BremsflUssigkeit zu erwarten ist. Desgleichen können die erfindungsgemäßen Kolben auch mit anderen aggressiven Medien wie z.B.
• Laugen, Säuren oder hygroskopischen Flüssigkeiten in Berührung kommen, ohne daß ihre Betriebssicherheit und Standzeit dadurch nachteilig beeinflußt wird.
• Schließlich besteht noch ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Kolben in deren Unempfindlichkeit gegen starke Temperaturschwankungen, so daß die erfindungsgemäßen Kolben insbesondere in Steuer- und Regeleinrichtungen deren Funktionsfähigkeit in extremen Fällen mit an den Kolben auftretenden starken Temperaturschwankungen gewährleisten.
• Weitere Elerkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Zeichnung und Beschreibung verschiedener, bevorzugter erfindungsgemäßer Kolben hervorgehoben. Es zeigen: Fiz. 1 zwei erfindungsgemäße, einfach wirkende Kraftkolben im Ausschnitt; Fiz, 2 zwei erfindungsgemäße Kolben in Verbrennungsmaschinen im Ausschnitt; Fig. 3 eine erfindungsgemäße Kolbenpumpe im Ausschnitt; Fig. 4 einen weiteren Ausschnitt aus Fig. 3 Fig. 5 einen weiteren erfindungsgemäßen Kolben in Verbrennungsmaschinen; Fig, 6 eine Kraftfahrzeugbremsanlage mit erfindungsgemäßen Kolben; Fig. 7 bis 10 weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Kolben in Eraftfahrzeugbremsanlagen.
• Nach Fig. 1 besteht jeder einfach wirkende Xraftkolbenaus einem Zylinder 1 und einem Kolben 2, der in dem Zylinder 1 gleitet. Der Kolben 2 ist aus handelsüblicher Glaskeramik gefertigt und an der der Berührungsfläche mit dem Druckmedium abgewandten Seite mit einer zylindrischen und als Sackloch ausgebildeten Ausnehmung versehen, in der sich ein Einsatz 3 aus einem herkömmlichen Lagerwerkstoffbefindet. Der Einsatz 3 besteht vorzugsweise aus Leichtmetall oder Kunststoff und ist eingeklebt, eingepreßt oder eingepaßt und weist ebenfalls an der dem Druckmedium abgewandten Seite eine in diesem Fall kegelförmige Ausnehmung 4 auf, die an der dem Druckmedium zugewandten Seite kalottenförmig ausgebildet ist und das gleichermaßen ausgebildete zugehörige Ende einer Kolbenstange 5 aufnimmt. Das heißt, die Kolbenstange 5 greift mit ihrem dem Kolben 2 zugewandten Ende in die Ausnehmung 4 des Einsatzes 3 und drückt den Kolben 2 im Betriebsfall bei entsprechender Betätigung gegen das in dem Zylinder 1 befindliche Druckmedium, wobei die Ausnehmung 4 infolge ihrer besonderen Fomaein Abweichen der Kolbenstangenlängsachse von der Längsachse des Zylinders 1 leicht ausgleicht und, wie oberhalb der Linie Z-Z dargestellt, durch einen am äußeren Umfang in den Kolben 2 eingelassenen Dichtungsring 6 undtoderin einem weiteren Ausführungsbeispiel, wie unterhalb der Linie Z-Z dargestellt, durch eine in Bewegungsrichtung des Kolbens vor dem Kolben liegende Dichtungsscheibe 7 eine zusätzliche Sicherheit gegen ein Entweichen des Druckmediums durch den sich zwischen dem Kolben 2 und dem Zylinder 3 befindenden Spalt gegeben ist.
• Wahlweise lassen sich die in Fig. 1 gezeigten Kraftkolben auch als-doppelt wirkende Kraftkolben ausführen, indem der dann gegen ein Lösen aus dem Kolben 2 durch eine Preßpassung, einen Stift od.dgl, gesicherte Einsatz 3 gelenkig mit der Kolbenstange verbunden ist oder die Kolbenstange beispielsweise in dem Einsatz 3 verschraubt ist.
• Die in Fig. 2 dargestellten Kolben von Verbrennungsmaschinen bestehen jeweils aus einem zur Kühlunghohl ausgebildeten Zylinder 10, einem Kolben ii und einer Pleuelstange 12. Der Kolben 11 ist aus einer handelsüblichen Glaskeramik hergestellt worden und weist in analoger Ausbildung zu herkömmlichen Kolben am äußeren Umfang zwei ringförmige Nuten 13 für nicht dargestellte kolbenringe auf. Außerdem ist der Kolben ii gelenkig mit der Pleuelstange 12 verbunden. Das geschieht z.B., wie links der Linie Z-Z dargestellt, dadurch, daß an der der Pleuelstange 12 zugewandten Seite des Eolbens 11 eine ausreichend große Ausnehmung für die Pleuelstange 12 in den Kolben 11 eingearbeitet worden ist und die Pleuelstange 12 durch einen Bolzen oder eine Hülse 14 in dem Kolben ii gehalten wird, der dazu ebenso wie die Pleuelstange mit einer in radialer Richtung verlaufenden Lagerbohrung 15 versehen ist.
• Desgleichen läßt sich jedoch auch dadurch eine gelenkige Verbindung zwischen dem Kolben 11 und der Pleuelstange 12 herstellen, daß wie rechts der Linie Z-Z in einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt, die Pleuelstange an dem dem Kolben 11 zugewandten Ende einen Kugelkopf 16 aufweist und durch ein geeignetes Werkzeug von dem Kolben 11 im plastischen Zustand ein Teil 17 um den Kugelkopf 16 der Pleuelstange 12 geformt wird.
• Im übrigen ist der Kolben 11 (Fig. 2) auf dem Umfang mit einer Vielzahl von Bohrungen 18 versehen, die auch bei kurzhubigenMotoren eine genügende Schmierung gewährleisten, indem sie Schmiermittel, das sich an der der Pleuelstange 12 zugewandten Seite des Kolbens 11 in diesem und in dem Zylinder 10 befindet, zwischen den Kolben 11 und den Zylinder 10 fördern.
• Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Kolbenpumpe mit einem Zylinder 20 und einem in dem Zylinder 20 gleitbeweglich gelagerten Kolben 21. Der Kolben 21 wird in ähnlicher Weise wie der Kolben 2 der Kraftkolbennach Fig. 1 von einer Kolbenstange 22, z.B. gegen die Kraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder bewegt. Dazu ist an den Kolben 21 ein entsprechend ausgebildetes Lagerteil 23 angesetzt, das wie auch der Kolben 21 aus Glaskeramik besteht und damit zum Pumpen von aggressiven Medien geeignet ist. Das Lagerteil 23 besteht vorzugsweise aus einem geeigneten Lagerwerkstoff und ist vorzugsweise an den Kolben 21 angeklebt.
• Zum Pumpen ist der Kolben 21 nach Fig. 4 am äußeren Umfang mit Ausnehmungen oder in Längsrichtung verlaufenden Bohrungen 24 und einem in eine Ringnut 25 eingelassenen Ring 26 versehen, der das zugehörige Pumpenventil bildet. Der Ring 26 ist flexibel ausgebildet und hat ein stegartiges Profil, das bei ausreichender Größe der Ringnut 25 und entsprechender Anordnung in der Ringnut 25 gewZhrlelstat, daß sich der Ring 26 beim Arbeitshub des Kolbens 21 vor die Bohrungen 24 legt und diese verschließt und sich bei dem z.B. durch die Rückstellfeder verursachten Rückhub des Kolbens 21 von den Bohrungen 24 abhebt und diese so weit freigibt, daß das Behandlungsgut durch die Bohrungen 24 in den vor dem Kolben 21 liegenden Pumpenraum strömen kann.
• In Fig. 5 ist ein weiterer, erfindungsgemäßer Kolben in Verbrennungsmaschinen links der Linie Z-Z im Längsschnitt und rechts der Linie Z-Z in einer Längsansicht dargestellt.
• Dabei ist dieser Kolben aus einem Kolbenunterteil 30 aus 31 Aluminium und einem Kolbenkopf aus Glaskeramik zusammengesetzt. Der Kolbenkopf 31 ist dem Kolbenunterteil 30 kappenartig aufgesetzt und durch ein zugleich in eine radiale Innennut 32 des Kolbenkopfes 31 und in eine radiale Außennut des Kolbenunterteils 30 greifende Befestigungsmittel 34 wie z.B. ein Bajonettverschluß oder ein Sprengring mit dem Kolbenunterteil 30 verbunden.
• Vorteilhafterweise gewährleistet der Kolbenkopf 31 aus Glaskeramik, daß der Kolben verbrennungsseitig verschleißfest und damit maßhaltig ist. Bei extrem kleinem Wärmedehnungskoeffizienten kann daher das Spiel zwischen dem außerdem mit zwei Nuten 36 für nicht dargestellte Kolbenringe versehene Kolbenkopf 31 und dem zugehörigen Zylinder minimal gestaltet und eine sehr hohe Verdichtung erreicht werden.
• Das Kolbenunterteil30 gibt dem Kolben die Länge, die erforderlich ist, um auch bei maximaler Motordrehzahl ein Kippen des Kolbens in dem zugehörigen Zylinder zu verhindern, das sonst zu gefürchteten Kolbenklemmern führt. Das Kolbenunterteil 30 ist zudem mit gleichmäßig auf dem Umfang verteilt in den Kolbenmantel eingelassenen Gleit- und Führungskugeln 37 versehen, die federbelastet sind und den Kolben zusätzlich in dem zugehörigen Zylinder führen, so daß der Kolben gegenüber vergleichbaren, üblichen Kolben eine wesentlich kleinere Länge aufweist.
• Das Kolbenunterteil 30 ist wahlweise aus Aluminium. Insbesondere durch den Anteil an Glaskeramik entsteht ein Kolben mit sehr geringem Gewicht, der deshalb vorzüglich für hochtourige Motoren geeignet ist.
• In das Kolbenunterteil 30 ist ein Kugelzapfen 35 eingeschraubt, der im Betriebsfall als Kugelgelenk eine allseitig gelenkige Verbindung zu der zugehörigen und mit einer entsprechenden Kugelpfanne versehenen Pleuelstange bildet.
• Gleichzeitig gibt das Kugelgelenk dem Kolben eine freie Drehbeweglichkeit und damit gegenüber herkömmlichen Kolben mit Bolzenverbindung zur Pleuelstange einen sehr viel gleichmäßigeren Verschleiß Fig. 6 zeigt eine Kraftfahrzeugbremsanlagemit einem Hauptbremszylinder 45, in dem sich ein dem Kolben 21 der Kolbenpumpe nach Fig. 5 und 4 im wesentlichen gleicher Kolben 46 aus Glaskeramik befindet. Der Kolben 46 unterscheidet sich von dem Kolben 21 durch einen in das in diesem Fall mit 47 bezeichnete Lagerteil eingelassenen Dichtungsring 48 und dadurch, daß er statt der Ringnut 25 lediglich an der dem Lagerteil 47 abgewandten Seite abgesetzt ist und an dieser Stelle den in diesem Fall mit 49 bezeichneten Ring aufweist.
• Wie in Fig. 4 wird der Kolben 46 von einer hier mit 49 bezeichneten Kolbenstange 51 bewegt; das geschieht über einen Bremshebel 50 gegen die Kraft einer Spiralfeder 60. Der Bremshebel 50 ist dazu an der Stelle 61 gelenkig gelagert und wird in der mit einem Pfeil 62 gekennzeichneten Richtung betätigt.
• Bei der Betätigung des Bremshebels 50 wird von dem Kolben 46 Bremsflüssigkeit in Bremsleitungen 63 und 64 gedrückt.
• Wahrend die Bremsleitung 63 zu zwei Scheibenbremsen führt, führt die. Bremsleitung 64 zu zwei Trommelbremsen. Für die beiden Scheibenbremsen und die beiden Trommelbremsen ist stellvertretend nur jeweils eine Scheibenbremse und eine Trommelbremse dargestellt. Es versteht sich, daß die Bremsanlage auch ausschließlich aus Trommelbremsen oder Scheibenbremsen bestehen kann.
• Zu einer jeden Scheibenbremse gehört eine an einem Wagenrad des Kraftfahrzeugs befestigte Bremsscheibe 65 und ein an dem Fahrzeugrahmen des Kraftfahrzeugs befestigter Bremszylinder 66 mit einem Bremskolben 67- aus Glaskeramik, die infolge ihrer gegenüber den Werkstoffen vergleichbarer Kolben wesentlich schlechteren Wärmeleitfähigkeit und der damit verbundenen Wärmeisolation von besonderem Vorteil für die Scheibenbremse ist. Am äußeren Rand ist die Bremsscheibe 65 mit einem Bremsbelag 68 versehen; gegen diesen Bremsbelag 68 wirkt der Bremskolben 67, wenn der Bremshebel 50 betätigt wird und der Bremskolben 67 an der dem Bremsbelag 68 abgewandten Seite durch die Bremsleitung 63 hindurch mit dem Flüssigkeitsdruck der Bremsflüssigkeit beaufschlagt wird, Dabei wird durch einen in den Bremszylinder 66 eingelassenen und den Bremskolben 67 umschließenden Dichtungsring 70 verhindert, daß Bremsflüssigkeit ausströmt und verlorengeht. Der Bremskolben 67 ist an der dem Bremsbelag 68 abgewandten Seite mit einer Ausnehmung 71 versehen. In der Ausnehmung 71 ist eine Vorrichtung 72 angeordnet, mit der in bekannter Weise ein sogenanntes Schlagen der Bremsscheibe 65 ausgeglichen wird und/oder die Ausgangsstellung des Bremskolbens 67 eingestellt, d.h. dieBremse nachgestellt wird.
• Jede Trommelbremse besteht aus einer an einem Wagenrad des Kraftfahrzeuges befestigten Bremstrommel 73 und zwei an dem Fahrzeugrahmen des Kraftfahrzeugs befestigten Bremsbacken 74, die bei der Betätigung von einem Bremszylinder 75 gegen die Innenwand der Bremstrommel 73 gedrückt werden.
• Dazu sind die Bremsbacken 74 entsprechend gelenkig in dem Fahrzeugrahmen und der Bremszylinder 75 zwischen den Bremsbacken 74 angeordnet. Als Bremszylinder 75 ist ein dem in Fig. 1 dargestellten Kraftkolbengleicher Kraftkolben vorgesehen, wobei der in diesem Fall mit 76 bezeichnete Zylinder des Kraftkolbens an die eine Bremsbacke 74 und der mit 77 bezeichnete Kolben aus Glaskeramik mit seiner Eolbenstange 78 an die andere Bremsbacke 74 angelenkt ist.
• Wie der Kolben 2 ist auch der Kolben 77 mit einem Einsatz aus Leichtmetall oder Kunststoff versehen, der vorteilhafterweise das Auftreten unzulässig großer Spannungen im Kolben 77 verhindert.
• Nach der Betätigung des Kolbens 46, d.h. sobald der Bremshebel 50 entlastet wird, wird der Kolben 46 durch die Feder 60 in seine Ausgangslage zurückbewegt. Dabei kann in dem vor dem Kolben 46 liegenden Raum ein Unterdruck entstehen, so daß sich der Ring 49 in seine Offenstellung bewegt und aus dem hinter dem Kolben 46 zwischen dem Lager 47 und dem zugehörigen Zylindermantel liegenden Raum 52 Bremsflüssigkeit durch die in diesem Fall mit 53 bezeichneten Bohrungen des Kolbens 46 in den vor dem Kolben liegenden Raum strömt. Dadurch kann ein bei der Betätigung der Bremsen entstehender Leckverlust ausgeglichen werden.
• Bei Erreichen seiner Ausgangslage gibt der Kolben 46 eine Leitung 79 zu einem Bremsflüssigkeitsbehälter 80 frei.
• Bremsflüssigkeit, die bei der Rückwärtsbewegung des Kolbens 46 zuviel in den vor dem Kolben 46 liegenden Raum geströmt ist, kann durch die Leitung 79 in den Bremsflüssigkeitsbehälter abströmen. Der hinter dem Kolben 46 liegende Raum 52 wird bei der Betätigung des Kolbens 46, d.h. wenn sich der Kolben 46 in seiner Bremsstellung befindet, durch die Leitung 79 aus dem Bremsflüssigkeitsbehälter 80 wieder mit Bremßflüssigkeit aufgefüllt.
• In Fig. 7 bis 10 sind weitere Bremszylinder zur Betätigung von Scheibenbremsen oder dergleichen gezeigt. Dabei unterscheidet sich der Bremszylinder nach Fig. 7 von dem Bremszylinder 66 durch einen anderen Anschluß der Bremsleitung.
• Während bei dem Bremszylinder 66 die Bremsflüssigkeit in zur Bewegungsrichtung des Kolbens 67 paralleler Richtung einströmt, strömt die Bremsflüssigkeit bei dem Bremszylinder nach Fig. 7 durch zwei einander diametral gegenUberliegende Zuleitungen 90 quer zur Bewegungsrichtung des zugehörigen Kolbens 91 ein, Außerdem ist der Kolben 91, der wie alle anderen Kolben aus Glaskeramik besteht, an der dem Bremsbelag zugewandten Seite mit einem Ring 92 versehen. Der Ring 92 ist aufgezogen oder in ähnlicher Weise an dem Kolben 91 befestigt und vorzugsweise L-förmig, so daß sich ein gleichzeitig an dem Bremszylinder befestigter Faltenbalg leicht mit dem Ring 92 verbinden läßt. Der Faltenbalg hat die Aufgabe, den Kolben 91 an dessen Gleitfläche vor Staub oder dergleichen zu schützen.
• Im übrigen sind wie bei allen anderen Kolben die Kanten an den Stirnflächen des Kolbens 91 gebrochen, wobei die dem Bremsbelag zugewandte Stirnfläche des Kolbens 91 am Rand um einige Winkelgrade so geneigt ist, daß nicht zu hohe Druckspannungen auf die zugehörige Kante einwirken können.
• Sowohl die Berührungsflächen des Kolbens 91 mit dem zugehörigen Bremszylinder als auch dessen dem Bremsbelag zugewandte Stirnfläche sind auf geringste Rauhtiefe geschliffen und/oder poliert, während die verbleibende Stirnfläche an der Ausnehmung für die das Schlagen der Bremsscheibe ausgleichende und/oder die Ausgangsstellung des Kolbens 91 bestimmende Vorrichtung zweckmäßigerweise zu deren Ankleben unbearbeitet und rauh ist0 Nach Fig. 8 wird der Vorteil, daß Glaskeramik nicht korrodiert, an Kolben aus Glaskeramik dadurch ausgenutzt, daß jeder Kolben an Bremszylindern durch eine einfache, den Kolben umschließende Staubmanschette 95 gegen Staub an den Gleitflächen geschützt ist. DieStaubmanschette93 ist vorzugsweise in den zugehörigen Bremszylinder eingelassen und gleitet bei der Bewegung des Kolbens auf diesem.
• Nach Fig. 9 und 10 dienen zum Abdichten der Kolben mit den Bremszylindern besondere Dichtungsringe 94, die sich bei einer Betätigung der Bremszylinder in der in Fig. 10 gezeigten Weise verformen und die Kolben bei deren Entlasten von Bremsdruck selbsttätig lüften, so daß ein Schleifen der Bremsen und damit deren unerwünschter Verschleiß und Erwärmung vermieden wird. Das LUftender Kolben durch die Dichtungsringe 94 wird durch deren elastische Verformung bei der Betätigung der Bremszylinder bewirkt und ist als "roll-back-Effekt" bekannt. Dieser Effekt tritt jedoch nur auf, solange die Kolben eine einwandfreie Oberfläche haben, Dadurch daß die Kolben aus Glaskeramik bestehen, die praktisch nicht korridiert, ist immer eine einwandfreie Oberfläche und immer gewährleistet, daß die Kolben der Bremszylinder nach deren Entlasten vom Bremsdruck durch die Dichtungsringe 94 gelüftet werden.
• Dazu trägt außerdem bei, daß infolge der Glaskeramik eine sehr kleine Passungstoleranz zwischen den Kolben und den Bremszylinderngewählt werden kann, die ein Eindringen von Fremdpartikeln bereits allein weitgehend verhindert.

Claims (10)

Patentansprüche:

1., Kolben für Verbrennungsmaschinen, Kolbenverdichter, Kolbenpumpen und hydraulische oder pneumatische Kraftkolben od.dgl., d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Kolben aus Glaskeramik besteht.

2. Verfahren zum Herstellen eines Kolbens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kolben gegossen und/oder in einer teilbaren Form geblasen oder gepreßt oder von Stangen gezogen und abgelängt wird.

3o Kolben nach Anspruch 1 und/oder 2, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h einen den Kolben (2) mit der zugehörigen Kolben- oder Pleuelstange (5) verbindenden Einsatz (3) aus einem üblichen Lagerwerkstoff.

4. Kolben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die zugehörige Kolben- oder Pleuelstange (12) mit einem Kugelkopf (16) versehen und in den Kolben (11) eingelassen ist.

5. Kolben für Pumpen oder Verdichter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r ¢ h g e -k e n n z e i c h n e t , daß sich am äußeren Umfang des Kolbens (21) Augnehmung nwie in Längsrichtung verlaufende Bohrungen (24) befinden und das zugehörige Pumpenventil aus einem in eine Ringnut (25) des Kolbens (21) eingelassenen flexiblen Ring (26) von stegartigem Querschnitt besteht.

6. Kolben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, Xg e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine bekannte Oberflächenhärtung mittels Ionenaustausch.

7. Kolben ftfrVerbrennungsmaschinen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 und 6, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h einen separaten und aus Glaskeramik bestehenden Kolbenkopf (31).

8. Kolben nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der übrige Kolbenteil (30) aus Leichtmetall besteht.

9. Kolben nach Anspruch 7 und 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Kolbenkopf (31) dem übrigen Kolbenteil (30) als Kappe aufgesetzt ist und mittels Bajonettverschluß (34), Sprengring od.dgl, mit diesem bunden ist.

10. Kolben für Verbrennungsmaschinen, Pumpen und Verdichter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i 0 h n e t , daß die gelenkige Verbindung des Kolbens (30, 31) zu der zugehörigen Pleuelstange durch ein Kugelgelenk (35) gebildet wird.

L e e r s e i t e