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Kolben für Verbrennungsmotoren mit einsetzbarem Boden zur Veränderung
des Kompressionsraumes. Die Erfindung betrifft einen Kolben für Verbrennungsmotoren
mit einsetzbarem Boden. Sie bezweckt eine Veränderung des Kompressionsraumes durch
Veränderung des Kolbenvolumens. Derartige Veränderungen sind an sich bekannt. So
wurde z. B., um Ungenauigkeiten bei der Herstellung des Kolbens auszuschließen,
vorgeschlagen, diese Ungenauigkeiten dadurch zu beseitigen, daß zwischen zwei zusammenfügbaren
Kolbenteilen bei dem erstmaligen Zusammenbau Ringe eingesetzt wurden, deren Dicke
entsprechend den Ungenauigkeiten bemessen wurde. Andererseits war es bekannt, zur
Erzielung eines dauernd gleichen Kompressionsdruckes den Kolbenboden gegen einen
bestimmten Gegendruck beweglich zu machen. Diese bekannten Maßnahmen,oder Verfahren
ergaben eine Anpassung der Maschine an verschiedene Betriebsstoffe oder Betriebsverhältnisse.
Bekanntlich sind- beispielsweise bei dem zur Zeit herrschenden Betriebsstoffmangel
die Benutzer von Verbrennungsmotoren häufig gezwungen, mit dem Betriebsstoff zu
wechseln, so z. B. für Benzin gebaute Motoren mit Benzol, Steinkohlenteerölen, Azetvlen
o. dgl. zu betreiben. Da jedem Brennstoff ein bestimmter günstigster Kompressionsdruck
zukommt, der von dem günstigsten Kompressionsdruck anderer Brennstoffe in einem
bestimmten Verhältnis verschieden ist, ergeben die 'Motoren bei Anwendung eines
anderen Betriebsstoffes nur dann günstigste Betriebsergebnisse, wenn die Größe des
hornpressionsrauines, und zwar in ein=i bestimmten Verhältnis geändert wird.
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Der Erfindung gemäß wird dies dadurch. bewirkt, daß der Kolbenboden
eingebuchtet und derart eingesetzt bzw. aufgesetzt und gestaltet ist, daß entweder
die konkave oder die konvexe Seite des Bodens dem Kompressionsrauin zugekehrt werden
kann. Dieses Umsetzen des Kolbens kann ohne Schwierigkeiten und ohne besondere Vorkehrungen
auch vom Laien vorgenommen. werden. Der Kolben wird durch die der Erfindung entsprechende
Ausgestaltung nicht wesentlich verteuert.
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Falls am Boden Dichtungsflächen vorgesehen sind, ist hierbei Voraussetzung,
daß diese Dichtungsflächen in gleicher Weise an beiden Seiten des Bodens ausgebildet
werden.
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Die Ausbuchtung kann hierbei jede beliebige, vorteilhaft gewölbte
Form besitzen. Der Kolbenboden kann mittels eines die ganze Höhe seines Flansches
einnehmenden Gewindes in den Kolben eingesetzt werden. An den Kolbenboden angrenzend
kann in den Kolben, und zwar wahlweise über oder unter dem Boden, ein Paßring eingesetzt
«-erden. Durch diesen faßring wird die Lage des Bodens bestimmt und das freie Gewinde
gegen Verunreinigungen (Ansetzen von Brennsto:fi.-ausscheidungen usw.) geschützt.
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Die Festlelzung des Kolbenbodens in dem Kolben kann dadurch erfolgen.
daß die zylindrische Sitzfläche des Kolbenbodens und die entsprechende Fläche des
Kolbens je mit mindestens einer Ringhut versehen sind, die
nach
Einsetzen des Bodens einen Ringkanal ergeben, in den ein Draht dicht eingesetzt
wird. Die Einführung bzw. Ausführung des Drahtes erfolgt durch eine seitlich im
Kolben angeordnete ötfnung.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
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Fig. i stellt einen Längsschnitt durch einen mit dem verstellbaren
Boden versehenen Kolben dar, Fig. a einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform
eines derartigen Kolbens, Fig. 3 einen Querschnitt gemäß den Linien .A-B in Fig.
a, Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Teil einer .dritten Ausführungsform eines
solchen Kolbens.
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Bei der Ausfühiungsform nach Fig. i ist in dem Kolben a, der oben
mit Gewinde versehen ist, der gewölbt ausgebildete Kolbenboden b eingesetzt. Dieser
Kolbenboden ist bei c und d mit ringförmigen Sitzflächen versehen, die mit einer
entsprechenden Sitzfläche des Kolbens zusammenwirken. In der ausgezogen gezeichneten
Bodenlage wirkt die Fläche d mit der Sitzfläche des Kolbens zusammen, während bei
der umgekehrten Stellung .des Bodens, -die auf der Zeichnung strichpunktiert angedeutet
ist, die Fläche c des Bodens mit der Fläche des Kolbens zusämmenwirken würde.
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Wie ohne weiteres aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist beim Einsetzen
des Bodens entsprechend der ausgezogen gezeichneten Lage der Kompressionsraum größer
als bei der strichpunktiert gezeichneten Lage. Der Boden wäre beispiels«eise bei
`Anwendung von Benzin als Triebstoff einzusetzen, wie es ausgezogen dargestellt
ist, bei Benutzung von Benzol als Triebstoff dagegen so einzusetzen, wie es strichpunktiert
dargestellt ist. Zwischen den Sitzflächen von Kolbenboden und Kolben kann geeignetes
Dichtungsmaterial angeordnet werden. Weiterhin wird der Boden im@ Kolben durch geeignete
Mittel, z. B. durch Verbohren, gegen selbsttätige Verstellung gesichert. Um das
Heraus- und Hineinschrauben zu ermöglichen, sind am Boden geeignete Angriffsflächen,
Einstecklöcher o. dgl, vorgesehen.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. a und 3 ist -der Boden b,. in den
Kolben a, ohne Gewinde eingesetzt. Die zylindrischen Sitzflächen des Kolbenbodens
sind sowohl am Kolbenboden als auch am Kolben mit Ringnuten versehen, die nach dem
Einsetzen des Kolbenbodens zusammen einen Ringkanal f von im vorliegenden Fall kreisförmigem
Querschnitt ergeben. In diesen Ringkanal f wird ein Draht 9 durch eine seitlich
im Kolben angebrachte öffnung h eingeführt. Dieser Draht n besteht vorteilhaft aus
einem Material finit größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Material des
Kolbens, so daß durch die Erwärmung im Betrieb eine einwandfreie Abdichtung erzielt
wird. Außer dem Ring g kann noch Dichtungsmaterial zwischen den ringförigen Sitzflächen
d,_ und der zugehörigen Sitzfläche des Kolbens angeordnet werden.
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Eine gute Abdichtung kann insbesondere dadurch erzielt werden, daß
vor Einführung des Drahtringes g der Deckel einem Druck ausgesetzt wird, der größer
ist als der größte Betriebsdruck. Das unter die Sitzfläche d,. eingefügte Dichtungsmaterial.
ist dabei derartig bemessen, daß unter dem genannten Druck die Ringnuten sich decken.
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Bei der Ausführungsform nach Fig.4 ist ein Paßring i vorgesehen, der
wie der Kolbenboden d; außen mit Gewinde versehen ist, entsprechend dem im Kolbenboden
a. vorgesehenen Innengewinde. Die Höhe des Innengewindes entspricht der Summe
der Höhe des Paßringes und des Bodenflansches. Der Paßring kann entweder über dem
Boden oder unter dem Boden in den Kolben eingesetzt werden: Der Boden kann, falls
er, wie gezeichnet, gewölbt ausgebildet ist, entweder mit der konkaven oder konvexen
Seite gegen den Kompressionsraum gerichtet werden, so daß sich vier verschiedene
Kombinationen und demgemäß vier verschiedene Größen des Kompressionsraumes ergeben.
Falls bei dieser Ausführungsform ein eben gestalteter Boden zur Anwendung gelangt,
würden sich drei Kompressionsraumgrößen ergeben. Ein gewölbter bzw. ausgebuchteter
Boden könnte auch, insbesondere bei Motoren mit starkwandigen Kolben, aufgesetzt
werden. In diesem Falle wäre es nur erforderlich, die Oberseite sowohl wie die Unterseite
des Flansches derart zu bearbeiten, daß' beide Seiten auf die entsprechende Sitzfläche
des Kolbens passen, d. h. daß ein Umkehren des Bodens .möglich ist.