DE3523438A1

DE3523438A1 - Leichter tauchkolben fuer verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE3523438A1
Application number: DE19853523438
Authority: DE
Inventors: Horst Pfeiffenberger
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1985-06-29
Filing date: 1985-06-29
Publication date: 1987-01-08
Also published as: DE3523438C2

Description

Die Erfindung betrifft einen leichten Tauchkolben für Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Kolben ist Gegenstand der älteren Patentanmeldung DE-P 35 05 037.3.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Beibehaltung der hohen Flexibilität jenes Kolbens im Schaftbereich bei gleichzeitigem Vorhandensein guter Seitenführung des Kolbens in Richtung der Bolzenachse die Festigkeit jenes Kolbens im Bereich der auf der Druckseite liegenden Schaftteile noch zusätzlich zu erhöhen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausbildung des Kolbenschaftes nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung enthalten die Unteransprüche.

Die auf der Gegendruckseite des Schaftes mittig zwischen den Bolzennaben an die Ringpartie des Kolbenkopfes angeformte einzelne Führungsplatte wird durch den im Inneren an sie geformten Metall streifen nach Anspruch 5 versteift.

Bei Verwendung eines Metallstreifens aus einem Material mit geringerer Wärmeausdehnung als der jenigen des Kolbengrundmaterials gemäß Anspruch 6 wird durch den Metallstreifen ein Regeleffekt bei der betreffenden Führungsplatte erreicht. Dieser Regeleffekt wirkt dahingehend, daß das untere Ende der betreffenden Führungsplatte bei steigender Temperatur radial nach innen eingezogen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Kolben in Ansicht

Fig. 2 einen Schnitt durch den Kolben nach Linie II-II

Der Kolben ist aus Aluminium und besteht im wesentlichen aus dem Kopfteil 1 mit Ringpartie, der Führungsplatte 2 und dem Schaftelement 3 im Schaftbereich sowie den am Kolbenboden frei angehängten Bolzennaben 4. Mit dem Kolbenoberteil steht das Schaftelement 3 lediglich über die von den Bolzennaben 4 ausgehenden Rippen 5 in Verbindung. Die Rippen 5 sind gegeneinander in allen Ebenen senkrecht zur Kolbenachse (Zeichenebene der Fig. 2) um einen Winkel α = 90° geneigt. Die Anordnung der Rippen 5 unter einem solchen Winkel sorgt für aus gezeichnete Laufergebnisse. In Umfangsrichtung er streckt sich die Lauffläche des Schaftelementes 3 zu jeder Seite der Pleuelschwingebene um 50°.

Der Durchmesser des Kolbens beträgt 86 mm. Die axiale Höhe des Schaftelementes 3 mißt 21 mm.

Das Schaftelement 3 ist mit Abstand unterhalb des untersten Ringsteges der Ringpartie angeordnet.

Während das Schaftelement 3 auf der Druckseite des Kolbens mit Abstand zum Kolbenkopf 1 angeordnet ist, ist an der Gegendruckseite des Kolbens lediglich eine direkt an den Kolbenkopf angeformte Führungsplatte 2 vorgesehen. Die Breite der Führungsplatte 2 kann sich vom Kolbenkopf zum unteren Ende des Schaftes hin ver jüngen, was in dem dargestellten Beispiel allerdings nicht der Fall ist. Im vorliegenden Fall erstreckt sich die Führungsplatte 2 umfangsmäßig über ihre gesamte axiale Höhe über 25° unter symmetrischer Verteilung auf beide Seiten der Pleuelschwingebene.

In Kolbenlängsrichtung ist im Inneren der Führungs platte 2 ein Metallstreifen 6 eingeformt, der im Kolbenkopfteil 1 bis in die Unterseite des Kolben bodens hinein reicht. Der Metallstreifen bewirkt, wenn er aus einem Material ist, dessen Wärmeausdehnungs koeffizient gegenüber demjenigen von Aluminium kleiner ist, einen Regeleffekt bei der Führungsplatte 2 dahingehend, daß sich das untere Ende der Führungsplatte 2 mit steigender Temperatur nach innen einzieht.

Claims

1. Leichter Tauchkolben, insbesondere aus Leicht metall, für Verbrennungsmotoren mit frei am Kolbenboden angehängten Bolzennaben und einem Schaft, der bis auf einen schmalen Ringsteg unterhalb der untersten oberhalb der Naben bohrungen liegenden Kolbenringnut lediglich aus einzelne Teilbereiche des Kolbenumfangs abdeckenden Segmenten besteht und bei dem auf der Gegendruckseite als Schaftelement eine einzige Führungsplatte an den Ringpartie abschnitt des Kolben-Kopfteils über den schmalen unterhalb der untersten Ringnut liegenden Ringsteg hinaus angeformt ist, die in Kolbenlängsrichtung mindestens bis zur Höhe der Kolbenbolzenachse reicht und sich umfangsmäßig 10-30° zu jeder Seite der Pleuelschwingebene erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaftelement auf der Druckseite ein bogen förmiges Schaftelement (3) mit einem Abstand zu dem schmalen Ringsteg unterhalb der untersten oberhalb der Nabenbohrungen liegenden Kolbenring nut ist, eine axiale Höhe von 20-30% des Kolben durchmessers besitzt, sich umfangsmäßig symmetrisch zu beiden Seiten der Pleuelschwingebene um jeweils b = 30-50° erstreckt und nur über jeweils zwei in Kolbenlängsrichtung verlaufende Rippen (5) an die beiden Bolzennaben angebunden ist, wobei die beiden Rippen (5) symmetrisch zur Pleuelschwingebene ausge bildet und in einem Winkel von α = 60-100° in jeder senkrecht zur Kolbenachse verlaufenden Ebene gegen einander geneigt sind.

2. Leichter Tauchkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß β = 35-50°.

3. Leichter Tauchkolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß β = 40-50°.

4. Leichter Tauchkolben nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß α = 80-100°.

5. Leichter Tauchkolben nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite der auf der Gegendruck seite angeordneten Führungsplatte (2) ein sich in Längsrichtung erstreckender Metallstreifen (6) aus gegenüber dem Kolbengrundwerkstoff festig keitsmäßig höherem Material an- und/oder einge formt ist.

6. Leichter Tauchkolben nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient des Metall streifens geringer ist als derjenige des Kolben grundwerkstoffes.