Die Erfindung betrifft einen Kolben für Hubkolben-Verbren
nungsmotoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a piston for reciprocating piston combustion
tion motors according to the preamble of claim 1.
Bei derartigen bekannten sogenannten Pendelschaft-Kolben
ist der Kolbenbolzen sowohl in den Naben des Kolbenkopfes
als auch in dem Kolbenschaft drehbar gelagert. Im Motorbe
trieb führt der Kolbenbolzen der Schwingbewegung des Pleu
els entsprechende Drehbewegungen aus. Diese Drehbewegungen
bewirken Drehmomente sowohl auf den Schaft als auch auf den
Kolbenkopf. Die auf den Kolbenkopf ausgeübten Drehmomente
sind unerwünscht, da der Kolbenkopf möglichst frei von zur
Hubrichtung normalen Kräften gehalten werden soll. Je klei
ner die vom Kolbenkopf aufzunehmenden Normalkräfte sind, je
kürzer kann der Kolbenkopf und damit die Kompressionshöhe
des Kolbens ausgelegt werden. Kürzer kann der Kolbenkopf
deshalb sein, weil die Ringstege, die die Seitenkräfte auf
nehmen müssen, schmaler ausgeführt werden können. Die Brei
te der Ringstege ist nämlich unter anderem auch durch deren
ertragbare Flächenpressung bestimmt.In such known pendulum-shaft pistons
is the piston pin both in the hubs of the piston head
as well as rotatably mounted in the piston skirt. In the engine area
the piston pin drives the oscillating movement of the connecting rod
els corresponding rotary movements. These rotary movements
cause torques both on the shaft and on the
Piston head. The torques exerted on the piston head
are undesirable because the piston head is as free as possible from
Stroke direction normal forces should be kept. Je small
ner are the normal forces to be absorbed by the piston head, each
the piston head and thus the compression height can be shorter
of the piston. The piston head can be shorter
be because the ring bars that the side forces on
have to take, can be made narrower. The porridge
te of the ring landmarks is because of their
tolerable surface pressure determined.
Aus der US-PS 4,644,853 ist ein sogenannter Pendelschaft
kolben bekannt, bei dem der Kolbenbolzen mit dem Pleuel
verdrehfest verbunden ist. Dieser Kolben weist jedoch die
gleichen, oben genannten Nachteile bezüglich der uner
wünschten Drehmomente auf.A so-called pendulum shaft is known from US Pat. No. 4,644,853
piston known, in which the piston pin with the connecting rod
is non-rotatably connected. However, this piston has the
same disadvantages mentioned above regarding the un
wanted torques.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
den Kolben so zu gestalten, daß möglichst geringe Normal
kräfte auf den Kolbenkopf wirken.Proceeding from this, the object of the invention is
to design the piston so that the lowest possible normal
forces act on the piston head.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Kolbenbolzen in
nerhalb des Kolbenschaftes verdrehfest gelagert ist.This problem is solved in that the piston pin in
is rotatably mounted within the piston skirt.
Bei einer solchen verdrehfesten Lagerung des Bolzens kann
dieser durch die Schwenkbewegung des Pleuels nicht in Dre
hung versetzt werden, wodurch kein hieraus resultierendes
Drehmoment auf den Kolbenkopf einwirken kann.With such a torsion-proof mounting of the bolt can
due to the swiveling movement of the connecting rod, this does not move in three
hung, so nothing resulting from it
Torque can act on the piston head.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist im Unteranspruch ange
geben.An advantageous embodiment is in the dependent claim
give.
Anhand einer Zeichnung, die einen zweiteiligen Kolben teils
in Ansicht teils im Schnitt zeigt, wird die erfindungsgemä
ße Wirkung nachfolgend noch näher erläutert.Using a drawing that partly a two-part piston
partly in section in view, the invention
esse effect explained in more detail below.
Das von einer Drehbewegung des Kolbenbolzens 3 ausgehende
Drehmoment Md ist bei der Bolzenachse durch einen entspre
chenden Pfeil eingetragen. Es ist hier also der Fall darge
stellt, in dem der Kolbenbolzen 3 - wie im Stand der Tech
nik bisher üblich - sowohl in den Naben des Kolbenkopfes 1
als in dem Kolbenschaft 2 frei drehbar gelagert ist.The starting from a rotary movement of the piston pin 3 torque Md is entered in the pin axis by a corre sponding arrow. It is here the case Darge presents, in which the piston pin 3 - as previously in the prior art technology - both in the hubs of the piston head 1 and in the piston skirt 2 is freely rotatable.
Von diesem Drehmoment wirkt ein Kräftepaar F' auf den Kol
benschaft 2. Darüber hinaus bewirkt das Drehmoment auf den
Kolbenkopf 1 über den Hebelarm a eine Kraft F1. Ist der
Kolbenkopf 1 wie üblich lediglich an den Ringstegen 4 ge
führt, wobei der unterhalb der Ölringnut liegende Steg in
der Regel nicht mitträgt, so ist die Kraft F1 von diesen
Ringstegen 4 aufzunehmen. An dem Kolbenschaft 2 wirkt eine
der Kraft F1 entgegengerichtete Abstützkraft F2.
From this torque, a pair of forces F 'acts on the piston shaft 2 . In addition, the torque on the piston head 1 causes a force F1 via the lever arm a. If the piston head 1 leads, as usual, only to the ring webs 4 , the web lying below the oil ring groove generally not bearing, the force F1 must be absorbed by these ring webs 4 . One of the force F1 acts oppositely directed supporting force F2 to the piston shaft. 2
Durch eine verdrehfeste Lagerung des Kolbenbolzens 3 inner
halb des Kolbenschaftes 2 wird das Kräftepaar F1, F2 voll
ständig beseitigt. Dieser Kräfteanteil wird dann von dem
ausschließlich an dem Kolbenschaft 2 angreifenden Paar F'
mit übernommen.By a torsion-proof mounting of the piston pin 3 within half of the piston skirt 2 , the pair of forces F1, F2 is completely eliminated continuously. This portion of the force is then taken over by the pair F ', which acts exclusively on the piston skirt 2 .
Praktisch kann die Erfindung beispielsweise dadurch ver
wirklicht werden, daß der Kolbenbolzen 3 in den Bolzenboh
rungen des Kolbenschaftes 2 eingeschrumpft ist.Practically, the invention can be realized, for example, by the fact that the piston pin 3 is shrunk into the piston shaft 2 of the piston skirt 2 .