DE2913418A1

DE2913418A1 - Elliptischer hubkolben, elliptischer kolbenring, zylinderkopfdichtung mit elliptischem durchtritt fuer verbrennungsmotoren, pumpen und verdichter

Info

Publication number: DE2913418A1
Application number: DE19792913418
Authority: DE
Inventors: Heinz-Georg Fuehrer
Original assignee: FUEHRER HEINZ GEORG
Current assignee: FUEHRER HEINZ GEORG
Priority date: 1979-04-04
Filing date: 1979-04-04
Publication date: 1980-10-16

Description

Elliptischer Hubkolben, elliptischer Kolbenring, Zylinder-
kopfdichtung mit elliptischem Durchtritt für Verbrennungsmotoren, Purnpen u j Verdichter Die heute in Verbrennungsmotoren, Pumpen und Verdichter verwendeten Ilubkolben werden in zylindrische Bohrungen eingepaßt, d.h. die Stirngrundfläche der Hubkolben und die Bohrung weist im wesentlichen eine Kreisfläche auf. Die rJaße der Kreisfläche von Hubkolben und Bohrung werden durch die Formel oder festgelegt und die zylindrische Form durch oder Im folgenden wird ein Hubkolben mit zugehöriger Bohrung beschrieben, der erheblich von der Kreis- und Zylinderform abweicht; und zwar dadurch, daß die Bohrungs- und Kolbengrundfläche durch die Formel bestimmt wird, sie nimmt damit elllptlscne 2orm an, während b:Le räumilofle gestalt des Kolbens durch die Formel bestimmt wird. ble tlersteilung einer zylinurisoflen Bohrung und aes zugenorien Hubkolbens ist bekannt, einfach, genau und preiswert. Bekannt ist auch, daß der zylindrische Hubkolben nachbearbeitet wird, um den unterschiedlichen Ausdehnungen bei Erwärmung zu begegnen. Dabei weicht der Hubkolben geringfügig von der Kreis- und Zylinderform ab, wird leicht konisch und oval gefertigt.
Die Herstellung einer elliptischen Bohrung ist gleichfalls einfach, genau und preiswert zu fertigen, jedoch mit anderen Werkzeugen und dafür eingerichteten Werkzeugmaschinen.
Da eine elliptische Form zu den Zylinder- oder Kegelschnitten gehört und somit zu einem bestimmten Verhältnis der Hauptachse zur Nebenachse ein sogenannter isometrischer Winkel gehört, kann mit einem kreisenden Werkzeug, das um diesen Winkel gekippt" ist und in der "Z" Achse vorgetrieben wird, eine elliptische Bohrung oder ein Kolben erzeugt werden.
Da zu einem Hubkolben ein Dichtring gehört, der wie der Name sagt, die unvermeidlichen Toleranzen überbrückt und damit die Abdichtung übernimmt und einen Teil der vom Wolben aufgenommenen Wärme an die Bohrungswand abführt, muß da Kolben und Bohrung elliptische Form aufweisen, der Nolbenring ebenfalls elliptische Form aufweisen. Dieser elliptische Kolbenring wird mit ähnlichen Werkzeugen wie für Kolben und Bohrung hergestellt, benötigt jedoch, da er sich in der Bohrung nicht verdrehen kann, im Falle eines Zweitakters keine Verdrehstifte im Kolben.
In Verbrennungsmotoren, Pumpen oder Verdichter können Kolben mit elliptischer Grundfläche in folgenden verschiedenen Versidnen vorgesehen werden und zwar: 1. Die Hauptachse im rechten Winkel zur Kurbelwelle Fig. 4,5, 7u.8 in Draufsicht an einem Vierzylinderaggregat dargestellt 2o Die Nebenachse im rechten Winkel zur Kurbelwelle Fig. 5u,6 3. Die Hauptachse in einem Winkel zur Kurbelwelle Fig. 4,6u.7 4. Die Nebenachse in einem Winkel zur Kurbelwelle Fig. 5,6uns 5. Die Kolben gegeneinander versetzt eingebaut werden Fig.7 u. 8 Alle Lösungen bergen Vorteile in sich. Einmal kann ein größerer Abstand zwischen den elliptischen Kolben eingehalten werden, was zur verbesserten Kühlung führt, zum anderen können die Ventile besser zum Kolben positioniert werden, was zu kleinerer relativer Kolbenoberfläche beiträgt und die Wärmeverluste über den Zylinderkopf verringert.
Da die heutigen Hubkolben-Motoren vom Verdrängerprinzip zu Strömungsmaschinen weiterentwickelt wurden; in einer zylindrischen Bohrung jedoch nicht sehr günstige Ein- und Ausströmungsverhältnisse herrschen und durch besondere Ausgestaltung des Zylinderkopfes hier Verbesserungen gesucht wurden, wird erfindungsgemäß hier eine Verbesserung gesehen, indem die Einström- und Ausströmverhältnisse durch Umlenkung an der Zylinderwand selbst herbeigeführt werden können. Fig. 3 Die schwarzen Pfeile in Fig. 3 zeigen die Bereiche schneller Strömung, die weißen Pfeile die Bereiche langsamer Strömung.
Dadurch tritt eine verbesserte Vermischung das angesaugten Gasgemisches im Verbrennungsmotor ein.
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Claims

Patentansprüche I.y Hubkolben mit zugehöriger Bohrung dadurch gekennzeichnest, daß die grundfläche elliptische Form aufweist und durch Haupt- und Nebenachse bestimmt wird. Fig 1 II. Hubkolbendichtring dadurch ekennzeichnet, daß der/die Dichtring(e) elliptische Form aufweisen und durch haupt-und Nebenachse bestimmt wird.

III. Hubkolben dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenbolzenachse mit Ilaupt- oder Nebenachse zusammenfällt, dagegen versetzt ist oder in einem bestimmten Winkel zu ihnen steht.

Iv. Hubkolben und zugehörige Bohrung dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge zum Erzeugen der Bohrung und des Kolbens eine Kreisform beschreiben, jedoch in einem Winkel zur "2" Achse vorgetrieben werden. Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt.

V. Kreisendes Werkzeug, das in einem Winkel zur "Z" Achse gekippt ist, zur Erzeugung einer elliptischen Bohrung oler eines Kolbens. Sig.
2 VI. Elliptischer Hubkolben, dadurch gekennzeichnet, daß er in einem rechten Winkel zur Kurbelwelle mit seiner Haupt oder Nebenachse vorgesehen wird, oder von dem rechten Winkel abweichend vorgesehen wird, Fig. 4-8 VII. Elliptische Ilubkolben dadurch gekennzeichnet, daß sie gegeneinander versetzt eingebaut werden. Fig. 7 u. 8 VIII.Verbesserte Strömungsverhältnisse durch Umlenkung an der Bohrungswand des Hubkolbenmotors. Fig.
3 IX. Zylinderkopfdichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung elliptischen Durchtritt besitzt.