DE3704114C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenführung durch Wälzkörper.

Von bisherigen Kolbenmotoren ist bekannt, daß sich bei längerer Betriebsdauer der untere Kolbenteil (Kolbenmantel) durch Verschleiß abnutzt. Damit wird dann auch die untere Innenwandung des Zylinders abgenutzt.

Nach bisherigen Verfahren erfolgt die Führung des Kolbens in seinem oberen Teil (Kolbenboden) abdichtend und schleifend durch die Kolbenringe; in seinem unteren Teil (Kolbenmantel) erfolgt die Führung entweder gleitend oder durch Wälzkörper.

Aus der DD-PS 2 34 907 ist eine Kolbenführung durch Wälzkörper mit Kugeln, die in einer Kugelführung montiert sind, be­ kannt. Diese Kugeln sind jedoch ausschließlich im Kolben­ mantel angeordnet und erfordern deshalb entsprechende Wand­ stärken sowie entsprechende Kugelführungen für die Kugelrei­ hen.

Auch aus der GB-PS 8 36 261 ist eine Linearführung für kol­ benähnliche Teile bekannt, die jedoch einen komplizierten Aufbau mit mehreren Teilen und Kugelführungen aufweist.

Die Aufgabe dieser Anmeldung ist es, durch eine Kolbenfüh­ rung mit einfachem Aufbau und einfacher Herstellbarkeit das Verschleißverhalten des Kolbens und des Zylinders zu ver­ bessern.

Nach der Anmeldung wird dies durch die Maßnahmen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 erreicht.

Die Ansprüche 2 und 3 beschreiben vorteilhafte Weiterbil­ dungen des Anmeldungsgegenstandes.

Nach der vorliegenden Erfindung verbleiben die Kolbenringe wegen der Abdichtung des Arbeitsraums am Kolben. Die Reibung des Kolbens mit seiner Manteloberfläche im unteren Zylinder­ teil wird durch die Stahlkugeln in ihren Führungsrillen ver­ hindert. Hierdurch wird gewährleistet, daß der Kolbenmantel während seines gesamten Bewegungsablaufes (aufwärts und ab­ wärts) abstandhaltend von der Zylinderinnenwandung durch die Stahlkugeln geführt wird. Ein übermäßiger Verschleiß des Kolbens und damit auch des Zylinders wird dadurch vermieden.

In Fig. 1 wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 2 dargestellt.

In der linken Bildhälfte befindet sich der Kolben (2) im oberen Totpunkt, in der rechten Bildhälfte (3) im unteren Totpunkt im Zylinder (1).

Die Ziffern 4 und 5 bezeichnen die Kolbenringe (schematisch), mit 6 und 7 werden die beiden Führungsstahlkugeln in ihren Führungs-Halbrillen 8, 9 im unteren Teil des Zylinders (1) be­ zeichnet. Diesen sind die gegenüberliegenden Führungs-Halbrillen 10 und 11 im Kolbenmantel zugeordnet.

Wie man aus der Zeich­ nung sieht, wird der Kolben 2, 3 einerseits abdich­ tend durch die Kolbenringe 4, 5 und andererseits abrollend durch die Stahlkugeln 6, 7 in der Zylinderinnenwandung ge­ führt. Zwischen der oberen Totpunktstellung des Kolbens 2 (linke Zeichnungshälfte) und der Stellung des Kolbens 3 am unteren Totpunkt (rechte Zeichnungshälfte) haben die Stahlkugeln 6, 7 in ihren Zylinderhalbrillen hier am Beispiel einen Weg von 30 mm zurückgelegt, während der gesamte Kolbenhub aber 60 mm beträgt, siehe hierzu die Pfei­ le in der Zeichnung.

Aus fertigungstechnischen Gründen müssen die beiden Zylin­ derhalbrillen bis zum Zylinderrand durchgefräst werden, da andernfalls die Führungsstahlkugeln nicht eingebracht werden können, angedeutet durch die beiden gestrichelten Linien in der Zeichnung.

Die Vorteile einer derartigen Kolbenführung durch Wälzkörper sind offensichtlich. Da als einzige Berührstelle des Kolbens mit der Zylinderinnenwandung neben der Kolbenführung durch die Wälzkörper nur noch die abdichtenden Kolbenringe ver­ bleiben, der Kolbenmantel also abstandhaltend und schonend durch die Stahlkugeln, die nur in etwa die Hälfte des Kol­ benhubs als Weg zurücklegen, in ihren Rillen geführt wird, verschleißen Kolben und Zylinder weniger und es wird weniger Verlustwärme erzeugt.

Es ist zu erwarten, daß durch die Erfindung die Lebensdauer des Motors erhöht und der Wirkungsgrad verbessert wird.

Claims (3)

1. Kolbenführung mit Wälzkörpern, die zwischen Kolben- und Zylinderwand angebracht sind und eine direkte Reibung des Kolbenmantels an der Zylinderwand verhindern, und bei der der Kolben nur an den für diese Zwecke vorgesehenen ab­ dichtenden Kolbenringen schleifende Berührung mit der Zylinderwandung hat, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bewegung des Kolbens zwischen seinen beiden Totpunk­ ten (Umkehrpunkten) der Kolben in seinem unteren Teil (Kolbenmantel) durch je eine Stahlkugel in je einer in Längsachse des Zylinders verlaufenden halbmondförmigen Rille in der Kolben- und der Zylinderwand geführt ist und daß die Stahlkugeln in ihren Führungsrillen als Weg nur in etwa die Hälfte des Kolbenhubs zwischen dessen Tot­ punkten zurücklegen.

2. Kolbenführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenführung durch zwei sich in ihren Führungs­ rillen gegenüberliegenden Stahlkugeln erfolgt.

3. Kolbenführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenführung durch drei über den kreisförmigen Querschnitt der Zylinderbohrung verteilten Kugeln in ihren Führungsrillen erfolgt.