DE2201299C

DE2201299C - Kolben fur Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2201299C
Application number: DE19722201299
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl Ing 7000 Stuttgart FO2f3 18 Maier
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Filing date: 1972-01-12
Publication date: 1973-06-20

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für Brennkraftmaschinen mit einem zur Lagerung des Kolbenbolzens dienenden Stuhl, einem Kolbenhemd und einer Einrichtung zum Herbeiführen einer fortschreitenden Drehbewegung des Kolbenhemdes um seine Längsachse mittels eines am Innenernantel des Kolbenhemdes befestigten Schaltringes mit Innenverzahnung und eines in diese Verzahnung eingreifenden, in Abhängigkeit vom Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine ausleiikbaren Eingreifteiles.

Die Vorzüge dieser Bauart liegen in einer geringen Anfälligkeit gegen sogenannte Kolbenfresser, weil die Abnützung der Kolbenlauffläche infolge der o-.m Kolben aufgezwungenen Drehbewegung sehr gleichmäßig erfolgt.

Fin derartiger Kolben ist aus der deutschen Pa-,entcWi 1171675 bekannt. Das E.ngreifteU ,st hie durch zwei Schaltschieber gebildet, welche ,m Kugelkopf der schwenkbaren Pleuelstange m einer oan'Lllu dessen Meridianebene versetzten Bohrung P uhr, nd und durch eine Schraubendruckfeder _ψ-t[den SchaHring gedruckt werden. Dam.t ucr S^al.mechanismus im Falle e.ncr Beh.nderung der Drehunu des Kolbenheindes nicht zu Schauen kommen Su ist zwischen dem Schaltnng und dem KoI-men kai.n.i-. nachgiebiges Zwischen;,, cd

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'„int-·" Vorteilen steht bei dieser Aus'ü ;-ά"!'ϊιΓ··Γ'ΐι.-biVhcr baulicher Aufwand des Schaltmechanismus ^-nübcr, welcher aus vielen und .dl-™ise kopii/^u-n mien besteht, d.e zu Detneb-torun< > en -Miiaü -then i.-'inen.

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Dies·· -X.ji ·!·· vifii Lifindungsgemaß dadurt; ^eia«i Hui J ■ ^! " Ίαΐ durch eine gekrümmt, im einer'-- .> :.i ausleiikbare Blattfeder j. bilt den··· -i.e·. i'i.ile am Stuhl befestigt ist und d^ren aniie·.-. I "'i'-¹ -■ die Verzahnung des Scha inees einer, ,it " ' i'fsamte Schaltmechanismus be-LlH dam.t -η. aus dem SchaHring und der gekrümmt. Mt;--Mer; Schal schieber, teure Pat'.ührungen für c,c c und Führungen für die Feder verden eingcMM.r: Überlastungen des Schaltmechanismus werder: auf einfachste Weise durch die Blattfeder selbst vermieden, die bei Behinderung der Drehung des Kolbenhemdes elastisch nachgeben kann. Außerdem wirkt die Blattfeder stoßdämpfend, so daß ein stark stoßartiger Hinsatz der Drehbewegung vermieden wiiü. Dadurch erhöht sich die Lebensdauer des Schaltmechanismus. Das dl·*· Blattfeder auslenkcnde Steuerteil kan;· auf vielfältige Weise verwirklicht werden. In den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung 1er Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt

Fig. I einen Längsschnitt durch eine erste Ausführung der Erfindung,

Fig.2 einen Querschnitt gemäß der Linie H-II in

Fig. 1,

F i g. Z einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführung der Erfindung,

Fig.4 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführung der Erfindung,

ρ i g^5 einen Längsschnitt durch eine vierte Ausführung der Erfindung und

Fig.6 eine Einzelheit aus Fig. 5 in größerer Darstellung.

Der Kolben besteht bei allen vier Ausführungen aus einem Stuhl 1 und einem gegenüber diesem drehbar gelagerten Kolbenhemd 2, an dessen Innenmantel ein SchaHring3 mit Verzahnung 4 befestigt ist. In einer Ausnehmung 6 im Stuhl 1 ist der Kolbenbolzen 5 gelagert, der mit dem Pleuelkopf 8 der Pleuelstange 9 verbunden ist. Außerdem ist der Stuhl 1 mit einer Aussparung? versehen, an deren Rand das eine Ende 10 einer gekrümmten Blattfeder 11 derart befestigt ist, daß ihr gegemsinnig zu dem Schaltring 3 gekrümmter Teil 12 in die Aussparung? hineinragt und ihr freies Ende 13 in die Verzahnung 4 des Schaltringes 3 eingreift.

Gemäß der Ausführung nach Fig. 1 und Fig.2 ist das die Blattfeder Il in Abhängigkeit vom Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine im Sinne einer Streckung auslenkende Steuerteil durch ein Kurvenstück 14 gebildet, welches am Zylinder 15 befestigt ist und derart in das offene Schaftende hineinragt, daß es mit der Blattfeder 11 in Eingriff kommt, wenn sich der Kolben, wie in der Zeichnung dargestellt, kurz vor seinem unteren Totpunkt befindet.

Di; Krümmung und die Länge der Blattfeder 11 sowie die Form des Kurvenstückes 14 sind dabei so bemessen, daß das Kolbenhemd 2 bei maximaler Auslenkung der Blattfeder 11 um einen mindestens einer Zahnbreite entsprechenden Winkel weitergedreht wird.

Bei der Ausführung nach F i g. 3 ist das Steuerteil durch einen vom Schaft der Pleuelstange 9 absiehenden Vorsprung 16 gebildet, der kurz vor der größten Ausschwenkung der Pleuelstange 9 mit der Blattfeder 1! in Eingriff kommt. Bei dieser Austührung stellt sich zwischen dem Vorsprung 16 und der Blattfeder 11 nur ein sehr kleiner Gleitweg ein, was hinsichtlich des Verschleißes dieser Teile besonders vorteilhaft ist.

Bei der Ausführung nach Fig.4 sind der Schaltring 3, die Aussparung? und die gekrümmte Blattfeder 11 in Höhe der Kolbenbolzenachse angeordnet. Der Kolbenbolzen 5 wird hier ganz vom Pleuelkopf 8 umschlossen, von dem ein Steuernocken 17 absieht und mit der Blattfeder 11 in Eingriff ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach den F i g. 5 und 6 handelt es sich um einen Kolben mit veränderbarem Verdichtungsverhältnis von der z.B. in der deutschen Offenlegungsschrift 1 808 762 beschriebenen Art. Das Kolbenhemd! ist hier gegenüber dem Stuhl 1 ii. Richtung der Kolbenlängsachse verschiebbar. Zwischen ^;hm und dem Stuhl I sind zwei Kammern 18 und 19 gebildet, denen über eine Bohrung in der Pleuelstange 9 und Zuflußbohrungen 20 und 21 im Stuhl durch Rückschlags entile 22 und 23 gesteuert Drucköl in bekannter Weise zugeführt werden kann.

Außerdem ist im Stuhl 1 ein Überdruck-Abiaß ventil 24 angeordnet, dessen in einem Ventilgehäuse

27 geführter und durch eine mittels eines Gewinde-ίο ringes 25 einstellbare Feder 26 belasteter Ventilstößel" 28 mit der gekrümmten Blattfeder Il in Eingriff steht. Der durch den Ventilstößel 28 und das Ventilgehäuse 27 gebildete Hohlraum steht über eine Bohrung 29 mit der oberen Kammer 18 und über eine

Bohrung 30 mit dem Kurbelraum in Verbindung. Die Bohrung 30 ist so angeordnet, daß sie durch den Ventilstößel!» freigelegt wird, wenn sich dieser aus seiner Schließstellung in eip·' die Blattfeder H auslenkende Stellung bewegt, b.^.s tritt ein, wenn der in der Kammer 18 herrschende Öldruck größer wird als der durch die Federn 26 und 11 auf den Ventilstößel

28 wirkende Gegendruck. Das Überdruck-Ablaßven-Ii' 24 bildet damit das Steuerteil zur vom Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine abhängigen Auslenkung

as der Blattfeder 11.

Ein derartig ausgebildeter Kolben, wie er in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, vereinigt die Vorteile eines Kolbens mit veränderbarem Verdichtungsverhältnis und die eines Kolbens mit schrittweiser Drehung seines Kolbenhemdes 2 ohne großen baulichen Aufwand. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Druckunterschiede des durch die Bohrung in der Pleuelstange 9 herangeführten Drucköls ausschließlich für die Betätigung der Einrichtung zum Herbeiführen der fortschreitenden Drehbewegung des Kolbenhemdes nutzbar zu machen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kolben für Brennkraftmaschinen mit einem zur Lagerung des Kolbenbolzens dienenden Stuhl, einem Kolbenhemd und einer Einrichtung zum Herbeiführen einer fortschreitenden Drehbewegung des Kolbenhemdes um seine Längsachse mittels eines am Innenmantel des Kolbenhemdes befestigten Schaltringes mit Innenverzahnung und eines in diese Verzahnung eingreifenden, in Abhängigkeit vom Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine auslenkbaren Eingreifteiles, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingreifteil durch eine gekrümmte, im Sinne einer Streckung ausienkbare Blattfeder (11) gebildet ist, deren ei.i:s Ende (10) am Stuhl (1) befestigt ist und deren anderes Ende (13) unmittelbar in die Verzahnung (4) des Schaltringes (3) eingreift.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkung der Blattfeder (11) durch ein feststehendes, in das offene Schaftende des Kolbens hineinragendes Kurvenstück (14) bewirkbar ist, das mit der Blattfeder (11) in Eingriff kommt, wenn sich der Kolben kurz vor seinem unteren Totpunkt befindet.

3. Kolben nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkung der Blattfeder (11) in an sich bekannter Weise ^urch einen von der Pleuelstange (9) abstellenden Vorsprung (16) oder durch einen vom Pleuelkopf (8) absiehenden Steuernocken (17) bewirkbar ist, der mit der Blattfeder (11) in Eingriff kommt, wenn sich die Pleuelstange (9) kurz vor ihrer größten Ausschweiikung befindet.

4. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkung der Blattfeder (11) in an sich bekannter Weise durch Drucköl dvr Maschine betätigte Mittel bewirkbar ist.

5. Kolben nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkung der Blattfeder (11) durch ein Überdruck-Ablaßver.til (24) bewirkbar ist, wobei sich das Drucköl in einer vom Stuhl (1) und dem gegenüber diesem axial verschiebbaren Kolbenhemd (2) gebildeten Kammer (18) veränderlichen Volumens befindet und über eine Bohrung (29) zum Überdruck-Ablaßventil (24) Zutritt hat.