DE2717692A1

DE2717692A1 - Kolben fuer hubkolben-brennkraftmaschinen, insbesondere dieselmotoren

Info

Publication number: DE2717692A1
Application number: DE19772717692
Authority: DE
Inventors: Ludwig Ing Grad Elsbett
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-04-21
Filing date: 1977-04-21
Publication date: 1978-10-26
Also published as: DD136412A1; JPS549314A; FR2388179A1; US4207808A

Description

Anmelder: Herren Ludwig Elabett, Ing.-grad.

Günter Eisbett Industriestraße 14 8543 Hilpoltstein / BRD

Vertreter: Fritz M e r t e η

Patent- und Zivilingenieur

Brückkanalstraße 25

8501 Schwärzenbruck / BRD

Zustellungsbevollmächtigter: siehe Vertreter

Schwarzenbruck, den 4. April 1977

Titel: Kolben für Hubkolben-Brennkraft

maschinen, insbesondere Dieselmotoren

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben für Hubkolben-Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, welcher von einem einen Boden des Kolbens mit einem Fuß desselben verbindenden Dichtabschnitt gebildet und dieser über den Fuß an ein Bolzenlager einer Pleuelstange an einem Führungsabschnitt gelenkig angeschlossen ist, wobei dieser Führungsabschnitt der Aufnahme von Normalkräften aus der Schrägstellung des Pleuels dient.

E - 45 - 2 -

^me/s 809843/0345

Kolben Schnellaufender Hubkolben-Brennkraftmaschinen, wie Otto- oder Dieselmotoren, sind In der Regel hohen wechselnden Beanspruchungen ausgesetzt, und es werden demzufolge hohe Anforderungen an deren Lauf- und Standfestigkeit gestellt. Um dem Rechnung zu tragen, werden Kolben neuerer Bauart vielfach In zwei Abschnitte, einem sogenannten Dichtabschnitt und einem sogenannten Führungsabschnitt unterteilt, wobei diese beiden Abschnitte pendelnd über ein Bolzenlager miteinander verbunden sind.

Gemäß einem älteren Vorschlag für einen Kolben dieser Art wird der eine, der sogenannte Dichtabschnitt, von einem Kolbenboden mit einem an diesem sich anschliessenden und Dicht- wie auch Abstreifringe tragenden Ringträger und einem diesen Boden mit einem FuB des Kolbens verbindenden Mantel gebildet. Dieser Abschnitt des Kolbens 1st an einem weiteren, einem sogenannten Führungsabschnitt, über einen Gelenkbolzen gelenkig angeschlossen. Der Führungsabschnitt wird dabei vorzugsweise von einem ringförmigen Körper mit an den Wänden eines Zylinders gleitenden Mantelflächen gebildet. Die Mantelflächen dieses Führungsabschnittes können als Kragen ausgeführt sein, welche sich auskragend von einer durch ein Lager des Gelenkbolzens gehenden Ebene nach beiden Seiten erstrecken. Um bei einem solchen Kolben auch eine gute Schmierung, insbesondere dessen Gelenkbolzens und somit dessen Bolzenlagers, zu erreichen, ist der Führungs abschnitt innerhalb seines Mantels mit Leitflächen ausgestattet, welche vom Rand des Mantels sich zum Bolzenlager hin strömungsgUnstig erstrecken und mittels der ein aus einem Kurbelraum der Brennkraftmaschine gegen den Kolben bzw. dessen Führungeabschnitt zu spritzendes Kühl- und/oder Schmiermittel an das Bolzenlager heranführen. Bei dem Kolben gemäß dieser vorgeschlagenen Au·-

- 45 . 3 .

809843/0345

führung können innerhalb dessen Mantels Leitflächen sowohl für das Heranführen des Kühl- und/oder Schmiermittels an das Bolzenlager als auch für das Abführen dieses Mittels nach erfolgter Kühlung und Schmierung des Bolzenlagers an der anderen Seite am Mantel vorgesehen sein, wobei diese weiteren Leitflächen dieses Mittels zum Kurbelraum zurück lenken. Auf diese Weise läßt sich sowohl das Bolzenlager sehr intensiv kühlen und schmieren als auch die Wärme aus der Verbrennung, welche sich im Brennraum des Kolbens staut, abführen, so daß kaum Schäden an diesem Kolben auftreten können. Das Lager des Gelenkbolzens an diesem FUhrungsabschnitt ist im Bereich der Kragen vorgesehen, und es stützen sich die freien Enden des Gelenkbolzens an diesen Wandteilen der Kragen ab. Untersuchungen haben indessen ergeben, daß in Folge der wechselnden Belastung des Kolbens, Insbesondere bei Festsitzen eines Kolbens in einem Zylinder, sehr hohe Beanspruchungen an den Lagerstellen auftreten, die zu einer Beschädigung der Bolzenlager führen können (vgl. Deutsche Patentanmeldung P 25 43 487.0).

Aus diesem Grund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kolben der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Lagerstellen für den Gelenkbolzen am FUhrungsabschnitt diesen hohen Beanspruchungen gerecht werden, ohne dabei diesen FUhrungsabschnitt in seiner grundsätzlichen Konzeption wesentlich abändern zu müssen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der FUhrungsabschnitt neben einem an seinem Umfang vorgesehenen und im Bereich der Lagerstellen des Gelenkbolzens umlaufenden, kragenförmigen Gleitmantel auch mindestens je eine jeder Lagerstelle zugeordneten Rippe in Form einer den Gleitmantel im Bereich der jeweiligen Lagerstelle verbindenden Sehne aufweist.

E - 45 809843/0345

(ο

Durch diese Maßnahmen wird sicher gestellt, daß nicht nur die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe vorteilhaft gelöst wird, sondern auch eine Lagerstelle am FUhrungsabschnltt geschaffen wird, die eine breite PUh* rung und Abstützung des Gelenkbolzens am FUhrungsabschnltt bei gleichmäßiger und breiter Lastverteilung der DrUcke gewährleistet. Ein weiterer Vorteil der Maßnahmen kann noch darin gesehen werden, daß durch die Ausstattung dieser Lagerstelle mit der Rippe der FUhrungsabschnltt so stark ausgeführt wird, daß selbst bei Festsetzen eines Kolbens Im Zylinder der sich In Zugwirkung befindende Gelenkbolzen den FUhrungsabschnltt, Insbesondere an der Lagerstelle, nicht zu reißen vermag, so daß sowohl Lagerschäden mit Sicherheit ausgeschaltet als auch größere Beschädigungen der Brennkraftmaschine vermieden werden können.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des Kolbens können insbesondere den verbleibenden Unteransprüchen entnommen werden.

In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel des Kolbens schematisch dargestellt. Es zeigt:

Flg. 1 einen Längsmittelschnitt auf einen aus Dicht- und Führungsabschnitt bestehenden Kolben,

Fig. 2 einen Schnitt in der Ebene II-II in Fig. 1, jedoch ohne Dichtabschnitt, aber mit ganzem Führungsabschnitt, wobei in der einen Bildhälfte der Führungsabschnitt mit einer ein Spritzmittel zum Gelenkbolzen welsenden Leitfläche ,ausgestattet ist,

809843/0345 " ⁵ "

Fig. 3 einen Schnitt in der Ebene III-III in Fig. 2 und

Fig. 4 einen Schnitt in der Ebene IV-IV in Fig. 2.

Ein Kolben 1 für Hubkolben-Brennkraftmaschinen, der im wesentlichen von einem der Brenngaswärme ausgesetzten Dichtabschnitt 2 und einem dieser Brenngaswärme nicht ausgesetzten Führungsabschnitt 3 gebildet wird, ist in einem Zylinder 4 der Brennkraftmaschinen axial verschieblich angeordnet, und es sind die beiden Abschnitte über einen Fuß 5 des Kolbens und einem im Bereich einer Quermittelebene X des FUtirungsabschnittes vorgesehenen Gelenkbolzen 6 miteinander verbunden. Die Verbindung des Dichtabschnittes 2 des Kolbens 1 mit dessen Führungsabschnitt 3 über den Gelenkbolzen 6 erfolgt dabei über zwei im Bereich des Fußes des Kolbens vorgesehenen Schenkeln 7, 8, welche mit Augen 9, 10 für den Gelenkbolzen ausgestattet und in den der Gelenkbolzen zusätzlich zu seinen Lagerstellen 11, 12 am Führungsabschnitt geführt ist. Die Lagerstellen 11, 12 des Gelenkbolzens 6 liegen dabei im Bereich eines Gleitmantels dee vorzugsweise zylindrischen Führungsabschnittes 3, welcher an der Wand des Zylinders 4 entlang geführt wird und welcher im Bereich dieser Wand des Zylinders mit von der Quermittelebene X des Führungsabschnittes nach beiden Seiten auskragend abstehenden Kragen 13» 14 ausgestattet ist. Zusätzlich zu diesen Kragen 13, 14 sind an den Lagerstellen 11, 12 für den Gelenkbolzen 6 Verstärkungen vorgesehen, und zwar in der Art, daß neben den Kragen als Sehnen ausgeführte Rippen 15» 16, die ebenfalls auskragend angeordnet sind, den Mantel des Führungsabschnittes 3 verbinden. Diese Rippen 15, 16 können die gleiche Höhe von der Quermittelebene X wie

E - 45 - 6 -

809843/0345

die Kragen 13, 14 des FUhrungsabschnittes 3 aufweisen oder sie können, vie dies beim Ausf Uhrungsbeispiel der Fall 1st, geringfügig kürzer ausgeführt sein. Unabhängig davon kann es jedoch zweckmäßig sein, den Querschnitt dieser Rippen 15» 16 größer als den der Kragen 13» 14 auszubilden» um dadurch die Lagerstellen 11, 12 widerstandsfähiger auszuführen. Die die Lagerstellen 11, 12 verstärkenden Rippen 15, 16 im Bereich der Kragen 13, 14 sind bei dieser Ausführung über einen zu den Kragen hin abfallenden Bund 17 mit dem Mantel des Führungsabschnittes 3 verbunden und bilden zusammen mit den Kragen die für den Gelenkbolzen notwendige Verstärkung der Lagerstelle, die gemäß dem hier dargestellten AusfUhrungsbeispiel so ausgeführt 1st, daß sie auch eine Überbelastung der Lagerstellen selbst bei Festsetzen eines Kolbens 1 im Zylinder 4 standzuhalten vermögen. Diese zusätzlichen Verstärkungen der Lagerstellen 11, 12 mittels der Rippen 15» 16 am FUhrungeabschnitt 3 sind vorzugsweise symmetrisch zu einer durch den Kolben 1 führenden Längsebene Y angeordnet und können im Fall, daß der Gelenkbolzen 6 des Kolbens 1 mit einem aus einem Kurbelraum zu spritzenden Kühloder Schmiermittel 17 beaufschlagt wird, auch mit den dieses Mittel zum Gelenkbolzen führenden Leitflächen 18 verbunden sein. Diese Leitflächen 18, die am Innenmantel des Führungsabschnittes angeschlossen sind» sind bis annähernd zum Gelenkbolzen 6 strömungsgünstig geführt, so daß das aus dem Kurbelraum zu spritzende KUhI- und/oder Schmiermittel 17 durch Entlanggleiten an diesen Leitflächen 18 an den Gelenkbolzen gelangt, von wo aus dieses Mittel entlang weiterer solcher symmetrisch zur Längsachse Y des Kolbens 1 angeordneter Leitflächen β an der gegenüberliegenden Seite wieder zurück in den Kurbelraum geführt werden kann. Die Verbindung von Rippen 15» 16 und Leitflächen 18 kann» wie in der Drauf-

- 45 - 7 -

809843/0345

eicht des Führungsabschnittes 3 in Fig. 2 angedeutet, eine unlösbare Verbindung sein, d. h. die Rippen bilden zusammen mit den Leitflächen und den übrigen Teilen des FUhrungsabschnittes eine und die gleiche Einheit. Da in der Regel eine Fixierung des Gelenkbolzens 6 in seinen Lagerstellen 11, 12 sachdienlich erscheint, ist es möglich, die Lagerstellen mit Nuten 19 für in der Zeichnung nicht dargestellte Spannringe zu versehen, und es ist auch denkbar, diese Lagerstellen mit üblichen Gleitbüchsen, welche auch selbstschmierend sein können, auszustatten.

809843/0345

/icr

Leerseite

Claims

Anmelder: Herren Ludwig Eisbett, Ing.-grad. Günter Eisbett Industriestraße 14 8543 Hilpoltstein / BRD Vertreter: Fritz M e r t e η Patent- und Zivilingenieur Brückkanalstraßr 25 8501 Schwarzenbruck / BRD Schwarzenbruck, den 4. April 1977 PATENTANSPRÜCHE

1.kolben für Hubkolben-Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, welcher von einem einen Boden des Kolbens mit einem FuB desselben verbindenden Dichtabschnitt gebildet und dieser über den FuB an ein Bolzenlager einer Pleuelstange an einem Führungsabschnitt gelenkig angeschlossen ist, wobei dieser Führungsabschnitt der Aufnahme von Normalkräften aus der Schrägstellung des Pleuels dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsabschnitt (3) neben einem an seinem Umfang vorgesehenen und im Bereich der Lagerstellen (11, 12) des Gelenkbolzens (6) umlaufenden, kragenförmigen Gleitmantel (13» 14) auch mindestens je eine

^me/s 809843/0345 ~²~

Jeder Lagerstelle zugeordnete Rippe (15, 16) in Form einer den Gleitmantel im Bereich der Jeweiligen Lagerstelle verbindenden Sehne aufweist.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (15 bzw. 16) an jeder Lagerstelle (11 bzw. 12) als ein verstärkter Steg mit der Wandhöhe des Gleitmantels (13» 14) angepaßter Steghöhe ausgebildet 1st.

3. Kolben nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Steges (Rippe 15» 16) größer als die Wandstärke des Gleitmantels (13» 14) ist.

4. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rippe (15» 16) mit der Seite der ihr benachbarten Leitfläche (18) verbunden ist.

809843/0345