DE3936961A1 - Tauchkolben fuer verbrennungsmotoren mit gelenkig verbundenem kopf und schaft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tauchkolben für Verbren­ nungsmotoren nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs.

Bei einem derartigen Kolben hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die Abdichtfunktion des mit Kolbenringen bestückten Kolbenkopfes zu verbessern.

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

Bei dem gattungsgemäßen Kolben sind in der Praxis Fälle aufgetreten, in denen die Dichtfunktion des Kolbenkopfes unbefriedigend ist. Bemerkbar macht sich dies durch einen zu hohen Ölverbrauch und eine zu hohe Durchlässigkeit für Verbrennungsgase längs des Kolbenkopfes im Motorbetrieb.

Die durch die erfindungsgemäße Form des Kolbenschaf­ tes erzielte Verbesserung der Kolbenkopfabdichtfunk­ tion läßt sich wie folgt erklären.

Der Zweck der bekannten üblichen geringfügigen Ovali­ tät besteht darin, den Schaft sowohl im kalten wie auch betriebswarmen Zustand möglichst eng zu führen. Ist der Kolbenschaft so ausgelegt, daß er im Kaltzu­ stand in Druck-Gegendruckrichtung praktisch spielfrei an der Zylinderlauffläche anliegt, gibt ihm die Ova­ lität die Möglichkeit, sich bei Erwärmung durch ela­ stische Verformung ausschließlich in denjenigen Um­ fangsbereichen auszudehnen, in denen durch die Oval­ form mehr Spiel als in Druck-Gegendruckrichtung vor­ handen ist. Voraussetzung für eine solche Funktion ist eine gewisse Elastizität des Schaftes. Diese Ela­ stizität führt wiederum dazu, daß sich der Kolben­ schaft auf der Druckseite, auf der die Querkräfte in Richtung Zylinderlaufbahn am größten sind, am stärk­ sten elastisch verformt. Diese elastische Verformung bewirkt, daß der Kolbenschaft bereits unterhalb der Temperatur im Nennbetrieb des Motors über einen rela­ tiv großen Umfangsbereich zu beiden Seiten der Druck- Gegendruckrichtung mit geringst möglichem Spiel an der Zylinderwand anliegt. Eine solche nicht allein durch die Betriebswärme des Kolbens bedingte elasti­ sche Verformung des Schaftes auf der Druckseite führt zu periodischen Querbewegungen des Schaftes, die wie­ derum über den Kolbenbolzen und über die Naben des Kolbenkopfes zu einer periodischen Kippbewegung des Kolbenkopfes führen. Diese Kippbewegungen wurden er­ findungsgemäß als Ursache für das bei gattungsgemäßen Kolben teilweise unbefriedigende Abdichtverhalten des Kolbenkopfes herausgefunden und durch die erfindungs­ gemäße Maßnahme beseitigt.

Eine kleinere Ovalität des Kolbenschaftes auf der Druckseite bewirkt nämlich, daß der Kolben bereits im kalten Zustand über einen relativ großen Umfangsbe­ reich an der Zylinderlaufbahn anliegt und daher ela­ stische Verformungen erheblich herabgesetzt werden. Als Ausgleich für die geringere Ovalität auf der Druckseite muß die Ovalität auf der Gegendruckseite entsprechend vergrößert werden, damit die Wärmeaus­ dehnung des Kolbenschaftes, die aufgrund der geringe­ ren Ovalität auf der Druckseite nur noch in geringe­ rem Maße stattfinden kann, in den Bereich der Gegen­ druckseite umgelenkt werden kann. Denn insgesamt muß der Spielraum, der für Wärmeausdehnungen zur Vermei­ dung eines Fressens des Kolbenschaftes in der Zylin­ derlaufbahn vorhanden sein muß, etwa in gleichem Maße vorhanden sein, wie bei einem Kolbenschaft mit glei­ cher Ovalität auf Druck- und Gegendruckseite.

Als Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung die Man­ tellinie eines Kolbenschaftquerschnittes dargestellt. In dieser Darstellung bedeuten DS Druckseite, GDS Ge­ gendruckseite und die strichpunktierte Linie die Lage der Kolbenbolzenachse.

Claims (1)

1. Tauchkolben für Verbrennungsmotoren mit voneinander getrenntem Kolbenkopf und insbesondere aus Leichtme­ tall bestehendem Schaft, die über einen Kolbenbolzen gelenkig miteinander verbunden sind und bei dem dem an sich runden Schaft eine leichte Ovalität mit in Druck-Gegendruckrichtung liegender großen Achse über­ lagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ovalität auf der Druckseite kleiner als auf der Gegendruckseite ist.