DE2351442A1 - ENGINE PISTON - Google Patents
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Description
235U42235U42
John Samuel Neel, Jr. Tampa / Florida (V.St.ν«A.)John Samuel Neel, Jr. Tampa / Florida (V.St.ν «A.)
MotorkolbenEngine pistons
Die Erfindung betrifft einen Motorkolben und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich einen Motorkolben und eine Verbindungsstange. The invention relates to an engine piston and more particularly, but not exclusively, to an engine piston and connecting rod.
Die Erfindung sieht einen Motorkolben vor mit einem Kronenteil und mit einem diametral angeordneten stegartigen Teil für eine Verbindungsstange, der von der Unterseite des Kronenteils aus in der Längserstreekung verläuft und mit einer Querbohrung und mit einer VerbindungsStangenöffnung versehen ist, die eine seitliche Bewegung einer Verbindungsstange in die und aus der genannten Bohrung zulässt, wobei ein Spielraum für die gewünschte Schwenkbewegung einer Verbindungsstange besteht, wenn das Ende der Verbindungsstange sich in der genannten Bohrung befindet und um die Achse der Bohrung verschwenkt wird.The invention provides an engine piston with a crown part and with a diametrically arranged web-like part for a connecting rod, which extends from the underside of the crown part runs in the longitudinal direction and with a cross hole and is provided with a connecting rod opening, the one allows lateral movement of a connecting rod in and out of said bore, with a margin for the desired There is pivoting movement of a connecting rod when the end the connecting rod is located in said hole and is pivoted about the axis of the bore.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht aus einem Motorkolben zusammen mit einer Verbindungsstange.A preferred embodiment of the invention consists of an engine piston together with a connecting rod.
Die Erfindung kann bei jeder Maschine angewendet werden, bei der ein Kolben mit einer Verbindungsstange verwendet wird, z.B.The invention can be applied to any machine using a piston with a connecting rod, e.g.
509817/053 8509817/053 8
Brennkraftmotore, Kolbenpumpen usvr.Internal combustion engines, piston pumps, etc.
Die Erfindung .wird nunmehr ausführlich beschrieben. In der beiliegenden Zeichnung ist dieThe invention will now be described in detail. In the accompanying drawing is the
Fig. 1 eine schaubildliehe Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,Fig. 1 is a diagrammatic representation of a preferred embodiment the invention,
Pig. 2 ein senkrechter Schnitt durch den erfindungsgemäßen Kolben längs dessen Schwingachse,Pig. 2 is a vertical section through the piston according to the invention along its swing axis,
Fig. 3 ein senkrechter Schnitt durch den erfindungsgemäßen Kolben nach der Linie 3-3 in der Fig. 2,Fig. 3 is a vertical section through the invention Piston according to line 3-3 in Fig. 2,
Fig. 4 eine Unteransicht des erfindungsgemäßen Kolbens, wobei das Verbindungsstangenende mit unterbrochenen Linien kurz vor dem Zusammensetzen mit dem Kolben dargestellt ist,Fig. 4 is a bottom view of the piston according to the invention, wherein the connecting rod end in broken lines is shown shortly before assembly with the piston,
Fig. 5 eine schaubildliehe Darstellung einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbens und dieFig. 5 is a diagrammatic representation of another embodiment of the piston according to the invention and the
Fig. 6 eine Seitenansicht des in der Fig. 5 dargestellten Kolbens .FIG. 6 is a side view of the piston shown in FIG. 5.
Die Figuren zeigen eine als Ganzes mit 10 bezeichnete Anordnung mit einem Kolben und einer Verbindungsstange (14, 12). Die Kolbenstange 12 weist das im wesentlichen herkömmliche Kurbelwellenende 15 und ein entgegengesetztes Kolbenende 16 auf.The figures show an arrangement, designated as a whole by 10, with a piston and a connecting rod (14, 12). the Piston rod 12 has the essentially conventional crankshaft end 15 and an opposite piston end 16.
Das Kolbenende 16 der Stange 12 besteht aus einer zylindrischen Verbreiterung am Ende des Schaftes 18 der Stange 12. Die zylindrische Verbreiterung ist so angeordnet, dass deren Mittelachse senkrecht zur Mittelachse des Schaftes 18 verläuft, während die entgegengesetzten Enden der Verbreiterung 16 von den entgegengesetzten Enden des Schaftes 18 aus nach außen vorstehen. Zum Zwecke der Gewichtsersparnis kann das verbreiterte Ende 16 mit einer konzentrischen Bohrung 20 versehen werden, wie in den Figuren 1-3 dargestellt. Diese Bohrung 20 vermindert nicht nur das Gewicht des verbreiterten Endes 16 sondern unterstützt auch die Wärmeableitung.The piston end 16 of the rod 12 consists of a cylindrical widening at the end of the shaft 18 of the rod 12. The cylindrical widening is arranged so that its central axis perpendicular to the central axis of the shaft 18, while the opposite ends of the widening 16 protrude outwardly from the opposite ends of the shaft 18. In order to save weight, the enlarged end 16 can be provided with a concentric bore 20, as in FIG Figures 1-3 shown. This bore 20 not only reduces the weight of the widened end 16 but also supports it the heat dissipation.
Der Kolben 14 besteht aus einem zylindrischen Körper 22 mit einem geschlossenen Kolbenkopf 24 an dem einen Ende.The piston 14 consists of a cylindrical body 22 with a closed piston head 24 at one end.
509817/053 8509817/053 8
- > - 235U42 -> - 235U42
Der Kolbenkopf ist am Umfang mit mehreren Ringnuten 26 ausgestaL-tet, in die Kolbenringe 2J eingesetzt werden. Der Kolben 14 ist ferner mit einem stegartigen Teil 28 ausgestaltet, der mit einer Querbohrung 30 versehen ist, die einen dünnen Belag 31 aus einem geeigneten Lagermaterial trägt, welcher Belag nicht erforderlich ist, wenn der stegförmige Teil 28 selbst aus einem Lagermaterial· besteht. Der stegartige Teil 28 erstreckt sich zwischen den gegenuberäEhenden Wandungen des Körpers 22 und vom Kopfende 24 aus zum offenen Ende.des Körpers 22.The piston head is designed with a plurality of annular grooves 26 on the circumference, into which piston rings 2J are inserted. The piston 14 is also designed with a web-like part 28 which is provided with a transverse bore 30 which carries a thin lining 31 made of a suitable bearing material, which lining is not required if the web-shaped part 28 itself consists of a bearing material. The web-like part 28 extends between the opposing walls of the body 22 and from the head end 24 to the open end of the body 22.
Das zum Kopfende 24 entfernt gelegene Ende des stegartigen Teiles. 28 ist in der Mitte mit einem Schlitz 32 versehen, der am offenen Ende des Kolbens offen ist und bis zur Bohrung 30 verläuft . .The end of the web-like part that is remote from the head end 24. 28 is provided in the middle with a slot 32 which is open at the open end of the piston and extends to the bore 30 . .
Der Schlitz 32 im stegartigen Teil 28 bildet zwei gegenüberstehende Seitenwandungen 34 und 36, von denen die Seitenwandung 36 mit einem Zugangsschlitζ 38 ausgestaltet ist, der nicht nur mit dem Schlitz 32 sondern auch mit der Bohrung 30 in Verbindung steht, Der Schlitz 38 ist etwas weiter bemessen als der Schaft l8 senkrecht zur Mittelachse der Bohrung.20. Außerdem ist der Außendurchmesser der zylindrischen Verbreiterung 16 nur etwas kleiner bemessen als der Innendurchmesser der Bohrung 30, so dass genügend Raum zur Verfugung steht zwischen der Seitenwandung J>6 und dem gegenüberstehenden Schürzenteil 4o des Kolbens 14, so dass die mit dem Kolben 14 zusammengesetzte Kolbenstange 12 durch den Schlitz 38 hindurch seitlich bewegbar ist in die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Stellung, wobei die Dicke des an die Verbreiterung 16 angrenzenden Endes des Schaftes 18 etwas kleiner bemessen ist als die Weite des Schlitzes 32, so dass ein Mindestspielraum zwischen den entgegengesetzten Seiten des Schaftes l8 und den gegenüberstehenden Seitenwandungen 34 und 36 besteht.The slot 32 in the web-like part 28 forms two opposing side walls 34 and 36, of which the side wall 36 is designed with an access slot 38 which is not only connected to the slot 32 but also to the bore 30, the slot 38 is slightly wider dimensioned as the shaft l8 perpendicular to the central axis of the bore.20. In addition, the outer diameter of the cylindrical widening 16 is only slightly smaller than the inner diameter of the bore 30, so that there is enough space available between the side wall J> 6 and the opposite skirt part 4o of the piston 14, so that the piston rod assembled with the piston 14 12 can be moved laterally through the slot 38 into the position shown in Figures 1 and 2, the thickness of the end of the shaft 18 adjacent to the widening 16 being slightly smaller than the width of the slot 32, so that a minimum clearance between the opposite sides of the shaft l8 and the opposing side walls 34 and 36 consists.
Die mit dem Kolben 14 zusammengesetzte Kolbenstange 12 kann daher Schwenkbewegungen in bezug auf den Kolben ausführen.The piston rod 12 assembled with the piston 14 can therefore execute pivoting movements with respect to the piston.
Zum Verringern des Kolbengewichtes kann der stegartige Bauteil 28 mit nach oben verlaufenden und sich verjüngenden Bohrungen 44 versehen werden, wie in der Figo dargestellt. Außerdem können an den entgegengesetzten Seiten des Körpers 22 geneigteTo reduce the weight of the piston, the web-like component 28 can have upwardly extending and tapering bores 44 are provided, as shown in the figure. In addition, on the opposite sides of the body 22 can be inclined
§09817/0538§09817 / 0538
"4" 235U42" 4 " 235U42
und nach oben konvergierende Bohrungen 46 vorgesehen werden. Wenn gewünscht, können diese Bohrungen 44 und 46 jedoch auch weggelassen werden, oder es können auch noch zusätzliche Hohlräume vorgesehen werden.and upwardly converging bores 46 are provided. However, if desired, these bores 44 and 46 can also can be omitted, or additional cavities can also be used are provided.
Die Figuren 5 und 6 der Zeichnung zeigen eine Ausführungsform eines Kolbens 14', der zusammen mit der Kolbenstange 12 verwendet werden kann. Der Kolben 14' ist dem Kolben 14 sehr ähnlich, und die einander gleichen oder entsprechenden Bauteile sfrid daher mit den gleichen Bezugszeichen unter Zusatz eines - · versehen. Figures 5 and 6 of the drawing show an embodiment a piston 14 'which can be used together with the piston rod 12. The piston 14 'is very similar to the piston 14 similar, and the same or corresponding components sfrid has therefore been given the same reference numerals with the addition of - ·.
Bei dem Kolben 14' wurden die Schürzenwändungen des Kolbens 14 unterhalb der Höhe der Bohrung 30' und an den entgegengesetzten Seiten des stegartigen Teiles 28! weggelassen. Der Kolben 14' gleicht im übrigen dem Kolben 14 mit der Ausnahme, dass den Bohrungen 44 entsprechende Bohrungen weggelassen und stattdessen die Bohrungen 45 vorgesehen wurden.In the piston 14 ', the skirt walls of the piston 14 were below the level of the bore 30' and on the opposite sides of the web-like part 28 ! omitted. The piston 14 'is otherwise similar to the piston 14 with the exception that the bores 44 corresponding to the bores 44 have been omitted and the bores 45 have been provided instead.
Um das Gewicht der Kolben 14 und l4' weiter herabzusetzen, laufen die verschiedenen Schürzenteile von den geschlossenen Enden der Kolben aus nach unten spitz zu. Wie aus den Figuren 1 und 2 zu ersehen ist, sind die Schürzenwandungsteile gegenüber dem stegartigen Teil 28 mit großen ovalen Öffnungen 50 ausgestaltet, um das Gewicht des Kolbens 14 noch weiter zu vermindern.To further reduce the weight of pistons 14 and 14 ', the various parts of the skirt taper downwards from the closed ends of the pistons. As from the figures 1 and 2, the skirt wall parts are designed with large oval openings 50 opposite the web-like part 28, to reduce the weight of the piston 14 even further.
Die Kolben 14 und 14' sind so ausgestaltet, dass die Hitze gleichmäßig abgeleitet wird, während aufgrund engerer Laufspielräume der Ölverbrauch herabgesetzt wird. Unterhalb des Kolbenkopfes und an den Seitenwandungen des Kolbenkörpers können Verstärkungsrippen vorgesehen werden.The pistons 14 and 14 'are designed so that the heat is discharged evenly, while the oil consumption is reduced due to narrower running clearances. Below the piston head and reinforcing ribs may be provided on the side walls of the piston body.
Wie aus der Fig.2 zu ersehen ist, ist die Kolbenstange 12 in der Längserstreckung mit einer Durchbohrung 52 versehen, die sich vom Kurbelwellenende 15 aus bis in die Bohrung 20 hinein erstreckt. Ausserdem ist das verbreiterte Ende 16 mit einer radial verlaufenden Bohrung 54 gegenüber dem angre*zenden Ende der Bohrung 52 versehen. Die entgegengesetzten Enden der Bohrung 20 werden von Endplatten 56 abgeschlossen, die an der Gebrauchsstelle mit herkömmlichen Mitteln befestigt sind. Es kann daher Schmieröl durch die Bohrung 52 von der zugehörigen (nicht dargestellten)As can be seen from FIG. 2, the piston rod is 12 Provided in the longitudinal direction with a through hole 52 which extends from the crankshaft end 15 into the hole 20 extends. In addition, the widened end 16 is radial with a running bore 54 opposite the adjacent end of the bore 52 provided. The opposite ends of the bore 20 are closed by end plates 56 which are in place at the point of use are attached by conventional means. It can therefore lubricate oil through the bore 52 from the associated (not shown)
509817/0538509817/0538
- 5 - 235H42- 5 - 235H42
Kurbelwelle aus in die Bohrung 20 zwischen den Verschlusswandungen 56 und danach durch die radiale Bohrung 54 zur Innenwandung zwischen den Außenseiten der zylindrischen Verbreiterung 16 und zu den Innenseiten des Belags 31 aus einem Lagermaterial geleitet werden.Crankshaft out into the bore 20 between the closure walls 56 and then through the radial bore 54 to the inner wall between the outer sides of the cylindrical widening 16 and to the inner sides of the covering 31 made of a bearing material be directed.
Wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, ist die obere Endwandung des Kolbens 14 mit einer Feuerkappe 60 aus einem hitzefesten Metall versehen. Diese Feuerkappe 60 ist an der oberen Endfläche 62 des Kolbens 14 mit Hilfe von Befestigungsmitteln befestigt (64), die durch die Feuerkappe 60 und diejenigen Teile des Kopfes des Kolbens 14 hindurchgeführt sind, die die oberen Enden der Bohrungen 44 bilden.As shown in Figures 2 and 3, the top end wall is of the piston 14 is provided with a fire cap 60 made of a heat-resistant metal. This fire cap 60 is on the top End face 62 of piston 14 secured by fasteners (64) passing through fire cap 60 and those parts of the head of the piston 14, which form the upper ends of the bores 44.
Bei der in der Fig.5 dargestellten Ausführung wurden die Bohrungen 44 weggelassen, während die Querbohrungen 45 sich durch die Kolbenschürzenwandungen erstrecken und durch das Lagermaterial 31· Diese Bohrungen sind an beiden Enden offen und dienen zur Druckschmierung der Außenseiten der Kolbenschürze und der zugehörigen Zylinderbohrung.In the embodiment shown in Figure 5, the Bores 44 are omitted, while the transverse bores 45 extend through the piston skirt walls and through the bearing material 31 · These holes are open at both ends and are used for pressure lubrication of the outside of the piston skirt and the associated cylinder bore.
Bei der Ausführung nach der Fig.2 könnten die Endwandungen 56 entfernt oder weggelassen werden, wobei deren Funktion von einem im wesentlichen massiven Kolbenende der Stange übernommen wird, wobei die Bohrung 52 sich durch ein solches massives Ende hindurcherstreckt, während die Bohrung 54 einen Teil der Bohrung 52 bildet. Bei dieser Ausführung kann das Gewicht des Kolbenendes der Stange dadurch herabgesetzt werden, dass am Kolbenende 16 quer verlaufende Sacklöcher gebohrt werden, die kurz vor dem Mittelteil des Kolbenendes 16 enden, wobei dann nur soviel Material stehenbleibt, dass die gewünschte Festigkeit erhalten bleibt und die erweiterte Bohrung 52 hindurchgeführt werden kann.In the embodiment according to FIG. 2, the end walls could 56 can be removed or omitted, the function of which depends on a substantially solid piston end of the rod, the bore 52 extending through such a solid end extends therethrough, while the bore 54 is part of the bore 52 forms. In this embodiment, the weight of the piston end of the rod can be reduced by the fact that at the piston end 16 transverse blind holes are drilled, which end shortly before the middle part of the piston end 16, in which case only so much material remains that the desired strength is maintained and the enlarged bore 52 can be passed through.
Weiterhin könnten den Kolben 14 entsprechende Kolben so ausgestaltet werden, dass die stegartigen Teile 28 aus vom Kolben getrennten Bauteilen bestehen und an diesem mittels Nieten oder anderen Befestigungsmitteln befestigt werden, in welchem Falle die stegartigen Teile 28 mit quer verlaufenden Befestigungsflanschen ausgestaltet werden, die an der Unterseite der zugehörigen Kolbenköpfe mit Hilfe geeigneter Mittel befestigt werden,Furthermore, pistons 14 corresponding to pistons could be designed in this way be that the web-like parts 28 consist of separate components from the piston and on this by means of rivets or other fastening means are fastened, in which case the web-like parts 28 are designed with transverse fastening flanges, which are attached to the underside of the associated Piston heads are fastened using suitable means,
5098 17/05385098 17/0538
2351U22351U2
Solche stegartigen Bauteile könnten auch mit den zugehörigen Kolbenköpfen zusammengeschraubt werden.Such web-like components could also be screwed together with the associated piston heads.
Wenn gewünscht, können die Endplatten 56 in geringerer Entfernung von einander angeordnet werden, um das Volumen zwischen den Platten zu verkleinern. Ferner könnten die Platten 56auch weggelassen werden, wobei die ganze Bohrung 20 mit einem Stopfen ausgefüllt wird. Ein solcher Stopfen könnte mit einer die Bohrungen 52 und 52J- mit einander verbindenden diametralen Bohrung versehen werden.If desired, the end plates 56 can be spaced closer to one another to reduce the volume between the plates. Furthermore, the plates 56 could also be omitted, with the entire bore 20 being filled with a plug. Such a plug might with the bores 52 and 5 2 J- be provided with interconnecting diametral bore.
Bei einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform der Erfindung endet der Stegteil eines Kolbens der schürzenlosen Ausführung nach den Figuren 5 und 6 in der Längserstreckung des Kolbens nahe oder an der Seite der Bohrung vom Kolbenkopfende entfernt, wobei an dieser Seite der Bohrung eine Öffnung vorgesehen ist, die einen seitlichen Zugang zu einer entsprechend ausgestalteten Verbindung ermöglicht, die in die Bohrung hinein- und aus dieser herausführt, so dass die Verbindungsstange, wenn deren Ende sich in der Bohrung befindet, die gewünschte Schwenkbewegung um die Achse der Bohrung ausführen kann.In a further (not shown) embodiment of the In the invention, the web part of a piston of the apronless design according to Figures 5 and 6 ends in the longitudinal extension of the Piston close to or on the side of the bore from the piston head end, an opening being provided on this side of the bore which allows lateral access to a suitably designed connection that goes into the bore and leads out of this, so that the connecting rod, when its end is in the bore, the desired pivoting movement can run around the axis of the hole.
Die im vorstehenden Absatz beschriebene Anordnung kann natürlich auch bei den in den Figuren 1-4 dargestellten Ausführungen vorgesehen werden.The arrangement described in the preceding paragraph can of course also be used in the embodiments shown in FIGS. 1-4 are provided.
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509817/0538509817/0538
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |