DE2717028C2 - Pistons for reciprocating internal combustion engines, in particular diesel engines - Google Patents
Pistons for reciprocating internal combustion engines, in particular diesel enginesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben für Hubkolben-Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a piston for reciprocating internal combustion engines, in particular diesel engines, according to the preamble of claim 1.
Es ist bereits ein Kolben für Hubkolben-Brennkraftmaschinen, insbesondere für Dieselmotoren, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen worden. Ein solcher Kolben ermöglicht eine gute Temperierung des Brennraumes nach einem vorgegebenen und dem jeweiligen Verbrennungsverfahrer· angepaßten Wärmebild, so daß neben einer Optimierung des Verbrennungsablaufes zwischen Kraftstoff und Verbrennungsluft einerseits auch eine geringere Belastung der Dicht- und Abstreifringe am Ringträger andererseits erzielt wird. Kolben dieser Art haben sich bisher hinsichtlich ihrer Eigenschaften in bezug auf das Verbrennungsverfahren und die Beanspruchung der Dicht- und Abstreifringe gut bewährt, dennoch erscheint es angebracht, im Hinblick auf die zunehmende Leistungssteigerung der Brennkraftmaschinen auch deren Statik einer erneuten Überprüfung zu unterwerfen (Deutsches Patent 25 43 478).It is already a piston for reciprocating internal combustion engines, especially for diesel engines, according to the The preamble of claim 1 has been proposed. Such a piston enables good temperature control of the combustion chamber according to a predetermined one which is adapted to the respective combustion process Thermal image, so that in addition to optimizing the combustion process between fuel and combustion air on the one hand, a lower load on the sealing and scraper rings on the ring carrier, on the other hand, is achieved will. Pistons of this type have hitherto stood out in terms of their properties in relation to the combustion process and the stress on the sealing and scraper rings has proven to be good, but it still seems appropriate with regard to the increasing performance increase of the internal combustion engines also their statics subject to renewed examination (German Patent 25 43 478).
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen solchen Kolben dahingehend weiterzubilden, daß seine Statik mit dem geringstmöglichen Materialaufwand sicher gegeben und für jeden Kolbendurchmesser einfach bestimmbar ist.Accordingly, the invention is based on the object of developing such a piston to the effect that that its statics are given safely with the least possible cost of materials and for every piston diameter is easily determinable.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.
Durch diese Maßnahmen wird ein Kolben geschaffen, der aufgrund der weitgehend rotationssymmetrischen Ausbildung seiner einzelnen Abschnitte leicht hergestellt werden kann. Der so gebildete Kolben kann sowohl als Drehteil als auch als Gußteil einfach gestaltet und aufgrund dieser Herstellungsart auch ausgewogener ausgeführt werden. Da dadurch auch Unwuchten und andere negative Beeinflussungen ausgeschaltet werden, kann ein so gefertigter Kolben auch exaktereThese measures create a piston which, due to the largely rotationally symmetrical Formation of its individual sections can be easily made. The piston formed in this way can both Simply designed as a turned part as well as a cast part and also more balanced due to this type of production are executed. As this also eliminates imbalances and other negative influences a piston manufactured in this way can also be more precise
Laufeigenschaften in einem Zylinder gewährleisten.Ensure running properties in a cylinder.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Kolbens schematisch dargestellt Es zeigtIn the drawing, an embodiment of the piston is shown schematically. It shows
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Kolben in der Ebene I-I in F i g. 2 undFig. 1 is a longitudinal section through a piston in the Level I-I in FIG. 2 and
Fig.2 eine Draufsicht auf einen Kolben gemäß2 shows a plan view of a piston according to
Der Kolben 1 wird im wesentlichen von einem Boden 2 mit einem sich anschließenden Ringträger 3 sowie
einem diese beiden Teile mit einem Fuß verbindenden Stützmantel 5 gebildet Der Mantel 5 des Kolbens 1 ist
als rotationssymmetrischer Kegelstumpf ausgeführt welcher mit seiner Basis dem Boden 2 und mit seinem
Kegelstumpf dem Fuß 4 zugewandt ist An den Stumpf des Stützmantels 5 sind symmetrisch zu einer durch die
Mitte des Kolbens 1 führenden Längsebene X zwei Schenkel 6, 7 angebracht, welche mit Augen 8, 9 für
einen angedeuteten Bolzen 10 ausgestattet sind und über die der Kolben mittels des Bolzens mit einem Führungsteil
11 verbunden ist Das Führungsteil 11, welches
vorzugsweise als Ring ausgeführt ist, weist neben zwei Lagerstellen 12,13 für den Bolzen 10 einen nur Normalkräfte
auf eine Zylinderwand 14 der Brennkraftmaschine übertragenden Mantel 15 auf, über den der Kolben 1
insbesondere dessen Ringträger 3 an der Zylinderwand 14 geführt wird. Durch die Teilung von Kingträger 3,
Stützman-.el 5 mit Boden 2 einerseits und Führungsteil
11 andererseits ist es möglich, den Ringträger 3 von solchen Normalkräften, die schräg zur Zylinderwand 14
wirken, zu entlasten, so daß der Ringträger unter geringerer Beanspruchung seiner Dicht- und Absireifringc
16, 17 die ihm zufallenden Aufgaben besser wahrnehmen kann.
Um dem Kolben 1 die eine hohe Lebensdauer ermög-Iichende Statik zu verleihen, weist der Stützmantel 5 des
Kolbens 1 nicht nur die kegelstumpfförmige Form auf,
sondern der Mantel stützt sich am Boden 2 des Kolbens auch so ab. daß seine dem Boden zugewandte Stützfläche
18 im Bereich des Schwerkreises 19 des Durchmcssers 20 des Kolbens liegt. Unter Schwerkreis 19 ist dabei
ein Teilkreis um eine Rotationsachse Vdes Kolbens 1 /u verstehen, der etwa dem 0,7fachen des Durchmessers 20
des Kolbens entspricht. Eine zweite Stützfläche 21 des Mantels 5 im Bereich des Fußes 4 des Kolbens 1 liegt in
einer Querebene, die zwischen dem Mantel und den Wurzeln der Schenkel 6 verläuft und durch die der Kegelstumpf
des Kolbens bestimmt wird. Diese Querebene erstreckt sich durch die Rotationsachse Ym\\ einer Länge
22, die etwa dem halben Durchmesser des Schwerkreises 19 bzw. der Stützfläche 18 des Mantels 5 am
Boden 2 entspricht. Die Stützflächen am Boden 2 und am Fuß 4 des Mantels 5 können vorzugsweise gleiche
Flächen aufweisen, so daß sie auch gleich, insbesondere vom Gasdruck, belastet werden, ohne daß der Mantel 5
durchknickt. In der dargestellten Ausführung ist innerhalb des Stützmantels 5 ein Brennraum 23 angeordnet,
und es ist dieser Brennraum der Einfachheit halber kugelförmig ausgeführt Dies schließt nicht aus. den Kolben
1 auch ohne Brennraum innerhalb seineb Mantels 5 auszuführen.The piston 1 is essentially formed by a base 2 with an adjoining ring carrier 3 and a support jacket 5 connecting these two parts with a foot facing the foot 4 is attached to the stump of the support jacket 5 symmetrically to a longitudinal plane X leading through the center of the piston 1 two legs 6, 7, which are equipped with eyes 8, 9 for an indicated bolt 10 and over which the piston means of the bolt is connected to a guide part 11 The guide part 11, which is preferably designed as a ring, has two bearing points 12, 13 for the bolt 10 and a jacket 15 which only transmits normal forces to a cylinder wall 14 of the internal combustion engine, via which the piston 1 in particular the ring carrier 3 of which is guided on the cylinder wall 14. Due to the division of Kingträger 3, Stützman-.el 5 with bottom 2 on the one hand and guide part 11 on the other hand, it is possible to relieve the ring carrier 3 from such normal forces that act obliquely to the cylinder wall 14, so that the ring carrier under less stress on its seal - and Absireifringc 16, 17 can better perform the tasks that fall to him.
In order to give the piston 1 the statics which enable a long service life, the support jacket 5 of the piston 1 not only has the frustoconical shape, but the jacket is also supported on the base 2 of the piston. that its support surface 18 facing the bottom lies in the region of the gravity circle 19 of the diameter 20 of the piston. The gravitational circle 19 is to be understood as a pitch circle around an axis of rotation V of the piston 1 / u, which corresponds approximately to 0.7 times the diameter 20 of the piston. A second support surface 21 of the shell 5 in the area of the foot 4 of the piston 1 lies in a transverse plane which runs between the shell and the roots of the legs 6 and through which the truncated cone of the piston is determined. This transverse plane extends through the axis of rotation Ym \\ a length 22 which corresponds approximately to half the diameter of the gravitational circle 19 or the support surface 18 of the casing 5 on the base 2. The support surfaces on the bottom 2 and on the foot 4 of the jacket 5 can preferably have the same surfaces, so that they are also loaded equally, in particular by the gas pressure, without the jacket 5 buckling. In the embodiment shown, a combustion chamber 23 is arranged within the support jacket 5, and this combustion chamber is designed to be spherical for the sake of simplicity. This does not rule out this. the piston 1 can also be designed without a combustion chamber within its shell 5.
Um einen Wärmefluß vom Brennraum 23. in diesem Fall innerhalb des Stützmantels 5, auf den Ringträger 3 weitgehend zu unterbinden, ist im Bereich des Schwerkreises 19 am Boden 2 des Kolbens 1 eine ringförmige Engstelle 24 vorgesehen, über die der Ringträger mit dem Boden verbunden ist. Dadurch wird der Wärmefluß aus dem Bereich der Mitte des Brennraumes 23 radial nach außen so weit gedrosselt, daß der Ringträger 3To ensure a heat flow from the combustion chamber 23, in this case within the support jacket 5, onto the ring carrier 3 to prevent largely, is in the area of the gravity circle 19 at the bottom 2 of the piston 1 is an annular Narrow point 24 is provided, via which the ring carrier is connected to the ground. This will increase the flow of heat throttled radially outward from the area of the center of the combustion chamber 23 so far that the ring carrier 3
weniger durch die Verbrennungswärme beansprucht wird, so daß der erste Dichtring 16, der einer durch den Boden 2 gehenden Ebene 2i> am nächsten liegt, nur geringfügig weiter von dieser entfernt als dit Stützfläche 18 des Mantels 5 am Boden 2 angebracht zu werden braucht. Die Engstelle 24 zwischen Boden 2 und Ringträger 3 weist eine Stärke auf, die geringer als der Abstand 26 des ersten Dichtringes 16 am Ringträger 3 Λ>η der Ebene 25 sein kann. In Fällen, in denen der StPumanie! 5 nur schalenförmig und mit dünnerer Wandstär- :o ke ausgeführt wird, die Flächen der Stützflächen 18 und 21 am Boden 2 bzw. am Fuß 4 des Kolbens 1 aber gleich bis annähernd gleich sein sollen, ist es möglich, die Stärke der Wand des Mantels derart zu verändern, daß der Querschnitt der Wand an der Stützfläche 18 am Boden 2 kleiner als der Querschnitt der Wand an der Stützfläche 21 am Fuß 4 ist Die Länge 27 des Stützmantels 5 reicht vor? der Stützfläche 5 bis zu der Stützfläche 21.is less stressed by the heat of combustion, so that the first sealing ring 16, the one by the Floor 2 is closest to level 2i> just slightly to be attached further away from this than the support surface 18 of the casing 5 on the floor 2 needs. The narrow point 24 between the bottom 2 and the ring carrier 3 has a thickness that is less than the distance 26 of the first sealing ring 16 on the ring carrier 3 Λ> η which can be level 25. In cases where the StPumanie! 5 only shell-shaped and with a thinner wall thickness: o ke is executed, the surfaces of the support surfaces 18 and 21 at the bottom 2 or at the foot 4 of the piston 1 but should be the same to approximately the same, it is possible to adjust the strength to change the wall of the jacket in such a way that the cross-section of the wall on the support surface 18 on the bottom 2 is smaller than the cross section of the wall on the support surface 21 on the foot 4. The length 27 of the support jacket 5 is sufficient before? the support surface 5 to the support surface 21.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
2525th
3030th
3535
4040
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Legal Events
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OAM | Search report available | ||
OAP | Request for examination filed | ||
OC | Search report available | ||
OD | Request for examination | ||
D2 | Grant after examination | ||
8380 | Miscellaneous part iii |
Free format text: DER 2. ANMELDER IST NACHZUTRAGEN: ELSBETT, LUDWIG, 8543 HILPOLSTEIN, DE DER VERTRETER MERTEN, F., 8500 NUERNBERG IST ZU STREICHEN |
|
8363 | Opposition against the patent | ||
8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |