DE2625191C2 - Einstückiger Kolben für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Einstückiger Kolben für BrennkraftmaschinenInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft einen einstückigen Kolben für Brennkraftmaschinen, der aus Werkstoff hoher Festigkeit wie z. B. Eisen besteht, mit einem Paar im Abstand
voneinander angeordneten Kolbenbolzenaugen, mit einer Mehrzahl von gewölbten Schürzen, welche über
eine Mehrzahl von Streben seitlich an den Kolbenbolzenaugen befestigt sind, mit einem mit den Kolbenbolzenaugen verbundenen und von diesen sich aufwärts
erstreckenden ringförmigen Stützsockei, einem kreisscheibenförmigen Kolbendach oberhalb des StUtzsok-
kels, wobei der Stützsockel mit der Unterseite des Kolbendaches verbunden ist und das Kolbendach trägt, mit
einem zylindrischen Ringband zur Halterung von Kolbenringen, welches mit seinem oberen Rand am äußeren Randbereich des Kolbendaches mit diesem verbun-
den ist, wobei das Kolbendach, der Stützsockel und das Ringband koaxial angeordnet sind.
Kolben, wie sie derzeit bei Brennkraftmaschinen mit hin- und hergehendem Kolben gewöhnlich verwendet
werden, sind zumeist aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt, wobei diese Werkstoffe wegen
ihres verhältnismäßig geringen Gewichts, bei gegebener Kolbengröße, gewählt werden. Derartige Kolben
haben jedoch eine zu hohe Ausfallquote durch Beschädigung oder Bruch, verursacht hauptsächlich durch Ris-
se im Randbereich. Derartige Mängel werden verursacht durch hohe Kolbentemperaturen und -beanspruchungen; es ist davon auszugehen, daß diese Schwierig
keiten infolge des Trends zu stärker belasteten Maschinen zukünftig noch zunehmen werden.
Werkstoffe höherer Festigkeit, wie Eisen, sind ebenfalls herangezogen worden, sie haben sich jedoch in
Verbindung mit herkömmlichen Kolbenausbildungen als unbefriedigend erwiesen, zum einen, weil ein Eisenkolben herkömmlicher Ausbildung zu viel wiegt und
außerdem wegen ziemlich leichter Beschädigung, infolge von thermischen Beanspruchungen, des Teils des
Kolbens, der das Kolbendach trägt
Ein einstückiger Kolben besonderer Ausbildung, der bauliche Merkmale der eingangs angegebenen Art aufweist und aus Eisen gefertigt wird, ist in der DE-OS
22 53 868 beschrieben. Es handelt sich um einen Kolben, bei dem mittig im Kolbenboden ein kugelförmiger, eine
eingeschnürte öffnung aufweisender Brennraum vorgesehen ist Die die Kolbenringe aufnehmende Ringpartie
des bekannten Kolbens ist mit dem Kolbenmantel verbunden und wird von letzterem getragen. Zum Kolbenboden hin ist die Ringpartie in der üblichen Weise an
den Kolbenboden angeschlossen. Infolge der besonderen Ausbildung mit dem mittig im Kolbenboden vorgesehenen, kugelförmigen, eine eingeschnürte öffnung
aufweisenden Brennraum ist kein normaler, geschlossener und abgestützer Kolbenboden vorhanden.
Bei der bekannten Kolbenausbildung ist-die die Kolbenringe tragende Ringpartie verhältnismäßig starr mit
dem Kolben verbunden. Es wurde gefunden, daß dies zu Schwierigkeiten und Mängeln Anlaß geben kann.
Eine dem bekannten Kolben irgendwie vergleichbare Ausbildung bezüglich eines kugelförmigen, eine eingeschnürte öffnung aufweisenden Brennraums mittig im
Kolbenboden kommt erfindungsgemäß nicht in Betracht
Aus der DE-AS 1048 087 ist nach den Zeichnungen
eine Kolbenausbildung herzuleiten, bei der ein vergleichsweise dünner Verbindungsabschnitt zwischen
dem Ringband und dem äußeren Rand des Kolbendachs vorhanden ist Wiederum ist jedoch das die Kolbenringe
tragende Ringband mit dem Kolbenhemd verbunden und wird von diesem getragen. Wiederum ist also das
Ringband, in eindeutigem Gegensatz zu der Erfindung, nicht oder jedenfalls nicht in einer irgendwie vergleichbaren Weise in der Lage, sich durch entsprechende Biegebewegungen den momentanen Anforderungen anzupassen und somit eine optimale Abdichtung aufrecht zu
erhalten, ungeachtet von etwaigen Verzerrungen der anderen Kolbenteile infolge von Wärme- und Belastungsbeanspruchungen.
Die US-PS 18 02 632 zeigt einen Kolben, bei dem zwei Kolbenbolzenaugen seitlich im Abstand auf entgegengesetzten Seiten der Achse des Kolbens vorgesehen
und gewölbte Aussparungen in dem das Kolbendach tragenden Stützsockel zwischen den Kolbenbolzenaugen gebildet sind. Eine derartige Ausbildung kann auch
bei dem Kolben der Erfindung im Rahmen der eingangs genannten, als bekannt vorausgesetzten Merkmale herangezogen werden.
Bekanntlich werden während des Betriebs einer Brennkraftmaschine die Kolben sehr heiß. Weiterhin
wirken sehr hohe Druckbelastungen auf das Kolbendach ein, die durch den Stützsockei hindurch zu dem
Kolbenbolzen geleitet werden. Die Kräfte infolge der Wärme und der Druckbelastung neigen dazu, das Kolbendach zu verzerren oder zu verwerfen. Die Kolbenringe in dem Ringband müssen jedoch in sicherem Eingriff mit den Zylinderwänden liegen, um eine einwandfreie Abdichtung herbeizuführen. Weiterhin sollte der
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Kolben so leicht wie möglich sein, da er seine Bewe- weist das Kolbendach 22 einen kleinen kreisförmigen
gungsrichtung bei jedem Kreislauf der Kurbelwelle Bereich 23 (Fig.2, 3 und 4) auf und ausgehend von
zweimal ändert und somit eine größere Kolbenmasse diesem Bereich 23 ist das Kolbendach in dem mit 24
größere Beanspruchungen herbeiführt bezeichneten Bereich in Richtung radial nach außen
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ei- 5 schräg abwärts geneigt; daran anschließend ist es in
nen Kolben der eingangs angegebenen Ausbildung zu dem mit 26 bezeichneten Bereich in Richtung radial
schaffen, der nicht die oben erläuterten und ähnliche nach außen aufwärts gewölbt Zwischen dem Bereich 26
Mangel bekannter Kolbenausbildungen aufweist, des- und der Kante 31 weist das Kolbendach 22 einen ringsen
die Kolbenringe tragendes Ringband außergewöhn- förmigen Außenabschnitt 27 auf; ferner ist ersichtlich,
liehe Anpassungsfähigkeit an wechselnde BetriebsbeT io daß der Mittelbereich 23 etwas weiter nach oben ragt
dingungen aufweist und damit eine gute Abdichtung als der ringförmige Außenabschnitt 27.
unter wechselnden Betriebsbedingungen und Beanspru- Diese Gestalt der Stirnfläche des Kolbendachs 22 ist chungen gewährleistet, und der dabei gleichzeitig hohe vorteilhaft für eine gute Verteilung des in die Verbren-Festigkeit, insbesondere auch des Kolbendaches mit nungskammer eingeführten Brennstoffs und zur Herdem tragenden Stützsockel, bei geringstmöglichem Ge- 15 beiführung einer wirksamen Vermischung des Brennwicht aufweist stofSs mit der Luft in der Verbrennungskammer. Die Diese Aufgabe wird bei einem einstückigen Kolben Einspritzeinrichtung (nicht dargestellt) befindet sich der eingangs angegebenen Ausbildung erfihdungsge- axial oberhalb des Kolbens 11 und die Sprühlöcher der maß dadurch gelöst, daß die Verbindung zyischen dem Einspritzeinrichtung sind gerade oberhalb des Mittelbe-Ringband und dem Kolbendach die einzige Verbindung 20 reichs 23 des Kolbens angeordnet
des Ringbandes mit dem übrigen Kolben bildet, daß der Das Ringband 17 zur Halterung der Kolbenringe hat ringförmige Verbindungsabschnitt im Vergleich mit den zylindrische Gestalt und erstreckt sich koaxial rund um h übrigen Wänden des Kolbens dünnwandig und damit das Kolbendach 22. Der obere Rand des Ringbandes 17 I' flexibel gestaltet ist und daß der Durchmesser des Stütz- ist durch einen Verbindungsabschnitt 32 mit dem äuße-( sockets derart festgelegt ist daß die Fläche des Kolben- 25 ren Randbereich des Kolbendachs 22 verbunden. Vom f' dachs, die innerhalb des Stützsockels liegt, etwa gleich Außenrand 31 des Kolbendachs 22 erstreckt sich der der Fläche des Kolbendachs ist, die außerhalb des Stütz- Verbindungsabschnitt 32 senkrecht abwärts, wobei die » sockels liegt äußere Umfangsfläche des Verbindungsabschnitts 32 in P Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter der Ebene der äußeren Umfangsfläche des Ringbandes Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnun- 30 17 liegt Die Dicke, d. h. die Wandstärke des Verbin- t gen weiter erläutert dungsabschnitts 32 ist vergleichsweise gering, so daß f| Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten der Verbindungsabschnitt Flexibilität aufweist Der Kolben mit eingesetzten Kolbenringen und Kolbenbol· Verbindungsabschnitt 32 unterstützt die Abdichtung gezen. gen Verbrennungsgase, seine Flexibilität gewährleistet F i g. 2 zeigt eine Draufsicht in der Ebene der Linie 2-2 35 eine Aufnahme von Biegebeanspruchungen infolge von der F i g. 1. Biegungen des Kolbendachs aufgrund von Temperatur-F ig. 3 zeigt einen Schnitt längs Linie 3-3 der F ig. 2. differenzen zwischen dem Kolbendach 22 und dem F i g. 4 zeigt einen Schnitt längs Linie 4-4 der F i g. 2. Ringband 17, und ferner wirkt der Verbindungsab-F i g. 5 zeigt einen Teilschnitt längs Linie 5-5 der schnitt 32 als Wärmedämmstück, da er wegen seiner F i g. 3. 40 Dünnwandigkeit die Wärmeleitung von dem Kolben-Fig.6 zeigt einen Teilschnitt längs Linie 6-6 der dach 22 zu dem Ringband 17 hemmt. Das Ringband 17 F i g. 3. wird in dieser Weise so verzerrungs- und deformations-F i g. 7 ist ein Schnitt ähnlich der F i g. 3 durch eine frei wie möglich gehalten. Hierzu trägt auch bei, daß der andere Ausführungsform des Kolbens gemäß der Erfin- obere Teil des Kolbens symmetrisch um seine Achse 35 dung. 45 gestaltet ist
unter wechselnden Betriebsbedingungen und Beanspru- Diese Gestalt der Stirnfläche des Kolbendachs 22 ist chungen gewährleistet, und der dabei gleichzeitig hohe vorteilhaft für eine gute Verteilung des in die Verbren-Festigkeit, insbesondere auch des Kolbendaches mit nungskammer eingeführten Brennstoffs und zur Herdem tragenden Stützsockel, bei geringstmöglichem Ge- 15 beiführung einer wirksamen Vermischung des Brennwicht aufweist stofSs mit der Luft in der Verbrennungskammer. Die Diese Aufgabe wird bei einem einstückigen Kolben Einspritzeinrichtung (nicht dargestellt) befindet sich der eingangs angegebenen Ausbildung erfihdungsge- axial oberhalb des Kolbens 11 und die Sprühlöcher der maß dadurch gelöst, daß die Verbindung zyischen dem Einspritzeinrichtung sind gerade oberhalb des Mittelbe-Ringband und dem Kolbendach die einzige Verbindung 20 reichs 23 des Kolbens angeordnet
des Ringbandes mit dem übrigen Kolben bildet, daß der Das Ringband 17 zur Halterung der Kolbenringe hat ringförmige Verbindungsabschnitt im Vergleich mit den zylindrische Gestalt und erstreckt sich koaxial rund um h übrigen Wänden des Kolbens dünnwandig und damit das Kolbendach 22. Der obere Rand des Ringbandes 17 I' flexibel gestaltet ist und daß der Durchmesser des Stütz- ist durch einen Verbindungsabschnitt 32 mit dem äuße-( sockets derart festgelegt ist daß die Fläche des Kolben- 25 ren Randbereich des Kolbendachs 22 verbunden. Vom f' dachs, die innerhalb des Stützsockels liegt, etwa gleich Außenrand 31 des Kolbendachs 22 erstreckt sich der der Fläche des Kolbendachs ist, die außerhalb des Stütz- Verbindungsabschnitt 32 senkrecht abwärts, wobei die » sockels liegt äußere Umfangsfläche des Verbindungsabschnitts 32 in P Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter der Ebene der äußeren Umfangsfläche des Ringbandes Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnun- 30 17 liegt Die Dicke, d. h. die Wandstärke des Verbin- t gen weiter erläutert dungsabschnitts 32 ist vergleichsweise gering, so daß f| Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten der Verbindungsabschnitt Flexibilität aufweist Der Kolben mit eingesetzten Kolbenringen und Kolbenbol· Verbindungsabschnitt 32 unterstützt die Abdichtung gezen. gen Verbrennungsgase, seine Flexibilität gewährleistet F i g. 2 zeigt eine Draufsicht in der Ebene der Linie 2-2 35 eine Aufnahme von Biegebeanspruchungen infolge von der F i g. 1. Biegungen des Kolbendachs aufgrund von Temperatur-F ig. 3 zeigt einen Schnitt längs Linie 3-3 der F ig. 2. differenzen zwischen dem Kolbendach 22 und dem F i g. 4 zeigt einen Schnitt längs Linie 4-4 der F i g. 2. Ringband 17, und ferner wirkt der Verbindungsab-F i g. 5 zeigt einen Teilschnitt längs Linie 5-5 der schnitt 32 als Wärmedämmstück, da er wegen seiner F i g. 3. 40 Dünnwandigkeit die Wärmeleitung von dem Kolben-Fig.6 zeigt einen Teilschnitt längs Linie 6-6 der dach 22 zu dem Ringband 17 hemmt. Das Ringband 17 F i g. 3. wird in dieser Weise so verzerrungs- und deformations-F i g. 7 ist ein Schnitt ähnlich der F i g. 3 durch eine frei wie möglich gehalten. Hierzu trägt auch bei, daß der andere Ausführungsform des Kolbens gemäß der Erfin- obere Teil des Kolbens symmetrisch um seine Achse 35 dung. 45 gestaltet ist
Gemäß F i g. 1 ist der Kolben 11 mit einem Kolben- Das Kolbendach 22, der Verbindungsabschnitt 32 und
bolzen 12 zur Verbindung des Kolbens mit einer Pleuel- das Ringband 17 werden von einem ringförmigen, zylinstange
der Maschine und drei Kolbenringen 13,14 und drischen Stützsockel 36 getragen, der koaxial zu dem
15 versehen. Die drei Kolbenringe befinden sich in Kolbendach 22 und dem Ringband 17 angeordnet ist.
Ringnuten 18, 19 und 20 (Fig.3), die in dem zy^pjfri- 50 Wie am besten aus den Fig.3,4 und 6 hervorgeht, ist
sehen Ringband 17 des Kolbens U gebildet sind; bei den der Stützsockel 36 in einem Abstand radial einwärts von
beiden Kolbenringen 13 und 14 handelt es sich norma- dem Ringband 17 angeordnet und erstreckt sich von der
lerweise um Druck-Kolbendichtringe und bei dem Ring Unterseite des Kolbendachs 22 abwärts. Unten geht der
15 um einen ölring. Wie aus den F i g. 3 und 6 ersichtlich Stützsockel 36 in zwei Kolbenbolzenaugen 37 und 38
ist, führen Ölabflußlöcher 21 durch das Ringband 17 am 55 über. Die beiden Kolbenbolzenaugen 37 und 38 befin-Boden
der ölringnut 20. den sich seitlich im Abstand auf entgegengesetzten Sei-Gemäß
den F i g. 2,3 und 4 weist der Kolben 11 wei- ten der Kolbenachse 35, und in den Kolbenbolzenaugen
terhin an seinem Kopf ein kreisscheibenförmiges KoI- 37 und 38 sind in Ausrichtung zueinander Kolbenbolbendach
22 auf. Die Stirnfläche des Kolbendachs 2? ist zenlöcher 41 bzw. 42 vorgesehen. Die Achse der KoI-der
Verbrennungskammer der Maschine zugekehrt und 60 benbolzenlöcher 41 und 42 verläuft quer zur Kolbenwährend
des Betriebs der Maschine in bekannter Weise achse 35, und die Kolbenbolzenlöcher 41 und 42 nehmen
abwärts gerichteten Kräften ausgesetzt Zusätzlich zu den in Verbindung mit F i g. 1 genannten Kolbenbolzen
der mechanischen Belastung ist das Kolbendach 22 auch 12 auf. Zur Sicherung des Kolbenbolzens 12 in den beithermischen
Beanspruchungen infolge des in der Ver- den Kolbenbolzenaugen 37 und 38 können ringförmige
brennungskammer ablaufenden Verbrennungsvorgan- 65 Nuten 43 in der inneren Umfangsfläche der Kolbenbolges
ausgesetzt. Das Kolbendach 22 ist kreisscheibenför- zenlöcher 41 und 42 vorgesehen werden,
mig ausgebildet und erstreckt sich, wie hier definiert, bis Wie am besten aus der F i g. 4 ersichtlich ist, liegen die zum äußeren oberen Rand 31 des Kolbens. In der Mitte Kolbenbolzenaugen 37 und 38 verhältnismäßig dicht
mig ausgebildet und erstreckt sich, wie hier definiert, bis Wie am besten aus der F i g. 4 ersichtlich ist, liegen die zum äußeren oberen Rand 31 des Kolbens. In der Mitte Kolbenbolzenaugen 37 und 38 verhältnismäßig dicht
beieinander und ihre äußeren Enden befinden sich weiter innen als die Außenfläche des Ringbandes 17. Der
Raum zwischen den benachbarten Enden der Kolbenbolzenaugen ist für eine Pleuelstange vorgesehen, die
den Kolbenbolzen 12 mit der Kurbelwelle der Maschine verbindet Da die Kolbenbolzenaugen 37 und 38 verhältnismäßig eng beieinander liegen und eine verhältnismäßig kurze Querabmessung haben, gestatten sie die
Verwendung eines kurzen Kolbenbolzens 12, was zur Verringerung des Gewichtes der Gesamtanordnung
beiträgt.
Wie bereits erwähnt, ist der Stützsockel 36 ringförmig
ausgebildet und er stützt das Kolbendach 22 auf den beiden Kolbenbolzenaugen 37 und 38 ab. Wie am besten aus der F i g. 3 ersichtlich ist sind die Außenflächen
der Kolbenbolzenaugen 37 und 38 kreisförmig und der Stützsockel 36 erstreckt sich abwärts bis etwa in die
Höhe der Achse der Kolbenbolzenlöcher 41 und 42. Gemäß F i g. 4 sind in dem Stützsockel 36 zwischen den
Kolbenbolzenaugen 37 und 38 an Stellen, dis um 90° zur Achse der Kolbenbolzenlöcher 41 und 42 versetzt sind,
gewölbte Aussparungen 46 vorgesehen. Diese Aussparungen erstrecken sich von den benachbarten Enden
der Kolbenbolzenaugen 37 und 38 aufwärts bis in die Höhe des unteren Randes des Ringbandes 17. Der
Stützsockel 36 ist somit völlig zylindrisch vom Kolbendach 22 abwärts zu den Kolbenbolzenaugen 37 und 38
mit Ausnahme der beiden Aussparungen 46, und der Stützsockel 36 erstreckt sich abwärts seitlich der beiden
Kolbenbolzenaugen 37 und 38 in die Bereiche, die in der F i g. 3 mit 45 bezeichnet sind. Demgemäß ist der obere
Teil des Kolbens achsensymmetrisch, d. h. völlig symmetrisch um die Achse 35 des Kolbens.
Der Kolben 11 weist weiterhin zwei gewölbte Schürzen 5! und 52 auf, die sich im Abstand von dem Ring-
band 17 (F i g. 3) abwärts erstrecken. Die beiden Schürzen 51 und 52 befinden sich auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens, erstrecken sich zwischen den beiden
Kolbenbolzenaugen 37 und 38 und liegen in den Bereichen, wo Seitenschub auf den Kolben während des Be-
triebs der Maschine auftritt. Wie aus Fig.5 ersichtlich
ist, werden die Schürzen 51 und 52 von den Kolbenbolzenaugen 37 und 38 durch Streben 53 getragen, die quer
zur Achse der Kolbenbolzenlöcher 41 und 42 verlaufen. Wie am besten aus den Fig. 1, 3 und 5 hervorgeht
reichen die Streben 53 von den Seiten der Kolbenbolzenaugen 37 und 38 seitlich nach außen. Die beiden
Schürzen 51 und 52 erstrecken sich bis nahe an die Kolbenbolzenaugen 37 und 38 aber sie bedecken nicht
die Enden der Kolbenbolzenlöcher 41 und 42. Die oberen Ränder 54 der Schürzen 51 und 52 befinden sich in
einem Abstand unterhalb des Ringbandes 17 und etwa in der gleichen Höhe wie der obere Rand der Kolbenbolzenlöcher 41 und 42. In Abwärtsrichtung erstrecken
sich die Schürzen bis in eine Höhe deutlich unterhalb der unteren Außenflächen der Kolbenbolzenaugen 37
und 38. Vorzugsweise liegen die Außenflächen des Kolbendachs 22, des Ringbandes 17, des ringförmigen Verbindungsabschnitts 32 und der Schürzen 51, 52 alle in
der gleichen Ebene
Die F i g. 7 zeigt eine weitere, dem in den F i g. 1 bis 6
erläuterten Kolben weitgehend ähnliche Ausführungsform des Kolbens, die zumeist bevorzugt wird. Die
F i g. 7 entspricht der F i g. 3 der zuvor erläuterten Ausführungsform; einander entsprechende Teile sind mit
gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei der Ausführungsform der F i g. 7 hat der ringförmige Stützsockel 36 oben einen etwas größeren Durch
messer und liegt etwas dichter zu dem Ringband. Hierzu umfaßt der Stützsockel 36 einen unteren Abschnitt 67,
der etwa parallel zur Achse 35 des Kolbens verläuft, und einen oberen Abschnitt 69, der sich in Aufwärtsrichtung
und radial nach außen von dem Abschnitt 67 zu dem Kolbendach 22 erweitert Hierdurch schafft der ringförmige Stützsockel 36 eine stärkere Abstützung für den
äußeren Randbereich des Kolbendachs 22.
Ferner reichen die oberen Enden 54 der beiden Schürzen 51 und 52 etwas weiter nach oben, liegen höher als die oberen Ränder der Kolbenbolzenaugen 37
und 38 und befinden sich verhältnismäßig dicht an dem Ringband 17. Weiterhin sind die Schürzen 51 und 52 in
senkrechter Richtung etwas konisch ausgebildet, so daß sie an ihren unteren Enden am dünnsten sind. Wenn der
Kolben gegossen wird, erleichtert dies die Entfernung des Kolbens aus der Form. Auch sind die Beanspruchungen im unteren Bereich der Schürzen geringer als im
oberen Bereich, so daß im unteren Bereich eine geringere Wandstärke ausreicht Zusätzlich zu einer senkrechten Verjüngung gemäß F i g. 7 kann die Dicke der
Schürzen 51 und 52 auch in der Umfangsrichtung unterschiedlich sein, wobei sie die größte Dicke dort aufweisen, wo die größte Belastung auftritt nämlich in Nachbarschaft der Streben. Dies ist in der F i g. 5 dargestellt
Wie bereits gesagt ist der Durchmesser des Stützsokkels in bezug auf das Kolbendach so festgelegt, daß die
Kolbendachfläche, die innerhalb des Stützsockels liegt etwa gleich der Kolbendachfläche ist die außerhalb des
Stützsockels liegt; bei der Ausführungsform der F i g. 7 ist letzteres die Kolbendachfläche außerhalb des Stützsockelabschnitts 69.
Nach einer weiteren Abwandlung des Kolbens kann gemäß F i g. 7 eine Nut 91 für einen Kompressions-Kolbendichtring dicht in Nähe der oberen Stirnfläche des
Kolbendachs vorgesehen werden. Bei einer solchen Ausbildung kann die oberste der drei unteren Kolbenringnuten gegebenenfalls fortgelassen werden.
Der erfindungsgemäße Kolben hat die geringste Werkstoffmenge, die erforderlich ist um den bei der
Verwendung auftretenden mechanischen und thermischen Belastungen zu widerstehen, und der Kolben
wiegt nicht mehr als ein vergleichbarer Aluminiumkolben, obwohl er aus Werkstoff hoher Festigkeit gefertigt
ist Der Kolben wird in den meisten Fällen aus duktilem Eisen hoher Festigkeit in einem Stück gegossen.
Der gesamte obere Teil des Kolbens ist achsensymmetrisch, demgemäß sind die Beanspruchungen infolge
sowohl mechanischer als auch thermischer Belastungen symmetrisch um die Achse des Kolbens, und die gekennzeichnete Vorschrift bezüglich des ringförmigen
Stützsockels gewährleistet eine sehr gleichmäßige Abstützung des Kolbendachs. Das Ringband weist nur die
notwendige Werkstoffmenge zur Halterung der Kolbenringe auf und wird zusammen mit der achsensymmetrischen Ausbildung des oberen Teils des Kolbens infolge des vergleichsweise dünnen Verbindungsabschnitts
zwischen dem Kolbendach und dem Ringband so verzerrungsfrei wie möglich gehalten, wobei der Verbindungsabschnitt wärmedämmend wirkt und flexibel ist
so daß er Biegungen oder Verzerrungen des Kolbendachs, die sich aus Temperaturunterschieden zwischen
dem Kolbendach und dem Ringband ergeben, aufnehmen kana
Weitere Vorteile gegenüber herkömmlichen Aluminiumkolben bestehen darin, daß die Spielräume zwischen
dem Kolben und dem Zylinderfutter verringert werden können, um das Kolbengeräusch zu verringern, und die
Kolbenringtemperaturen verringert werden, was die
Lebensdauer der Kolbenringe erhöht und den Ölverbrauch senkt.
Lebensdauer der Kolbenringe erhöht und den Ölverbrauch senkt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
20
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Claims (2)
1. Einstückiger Kolben für Brennkraftmaschinen, der aus Werkstoff hoher Festigkeit wie z. B. Eisen
besteht, mit einem Paar im Abstand voneinander angeordneten Kolbenbolzenaugen, mit einer Mehrzahl von gewölbten Schürzen, welche über eine
Mehrzahl von Streben seitlich an den Kolbenbolzenaugen befestigt sind, mit einem mit den Kolben- to
bolzenaugen verbundenen und von diesen sich aufwärts erstreckenden ringförmigen Stützsockel, einem kreisscheibenförmigei Kolbendach oberhalb
des Stützsockels, wobei der Stützsockel mit der Unterseite des Kolbendaches verbunden ist und das is
Kolbendach trägt, mit einem zylindrischen Ringband zur Halterung von Kolbenringen, welches mit seinem oberen Rand am äußeren Randbereich des Kolbendaches mit diesem verbunden ist, wobei das Kolbendach, der Stützsockei und das Ringband koaxial
angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Ringband (17)
und dem Kolbendach (22) die einzige Verbindung des Ringbandes mit dem übrigen Kolben (11) bildet,
daß der ringförmige Verbindungsabschnitt (32) im Vergleich mit den übrigen Wänden des Kolbens
dünnwandig und damit flexibel gestaltet ist und daß der Durchmesser des Stutzsockels (36) derart festgelegt ist, daß die Fläche des Kolbendachs (22), die
innerhalb des Stützsockels (36) liegt, etwa gleich der
Fläche des Kolbendachs (22) ist, die außerhalb des Stützsockels (36) liegt
2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der an das Kolbendach (22) angrenzende Abschnitt (69) des Stützsockels (36) radial nach
außen und zum Kolbendach hin erweitert
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US58689575A | 1975-06-16 | 1975-06-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2625191A1 DE2625191A1 (de) | 1976-12-30 |
DE2625191C2 true DE2625191C2 (de) | 1986-01-30 |
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ID=24347528
Family Applications (1)
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