DE4000798A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents
BrennkraftmaschineInfo
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- F16J9/12—Details
- F16J9/24—Members preventing rotation of rings in grooves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J10/00—Engine or like cylinders; Features of hollow, e.g. cylindrical, bodies in general
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine und befaßt
sich insbesondere mit der Kolbenringkonstruktion einer
Brennkraftmaschine.
Bei der Konstruktion einer Brennkraftmaschine ist es üblich,
einen Bolzen im Maschinenkolben vorzusehen, um eine Drehung
des am Kolben angebrachten Kolbenringes relativ zum Kolben
zu verhindern. Kolbenringe haben von einander beabstandete
gegenüberliegende Enden, so daß dazwischen ein Spalt gebil
det ist, der es erlaubt, die Kolbenringe an den Kolben anzu
bringen. Die Bolzen sind in den Kolben der bekannten Brenn
kraftmaschinen dazu vorgesehen, eine Drehung der Kolbenringe
in eine Lage zu verhindern, in der sie sich in die Ansaug-
oder Auspufföffnungen der Brennkraftmaschine insbesondere
dann biegen können, wenn die Maschine eine Hochleistungsma
schine mit großen Ansaug- oder Auspufföffnungen ist.
Die Praxis des Einbaues eines Bolzen in einen Kolben zur
Vermeidung einer Drehung des Kolbenringes ist mit Kosten
verbunden, was auch für die zugehörige Praxis der Ausbil
dung einer Nut im Kolbenring zur Aufnahme des Bolzens in
einer Weise gilt, daß ein in vernünftiger Weise klein aus
gebildeter Kolbenring mit einem möglichst kleinen Spalt
zwischen den beabstandeten gegenüberliegenden Enden
gebildet werden kann, wenn der Kolbenring am Kolben ange
bracht wird. Zusätzlich zu den Kosten führt diese Praxis
in bekannter Weise zu einer Abnahme der Gesamtzuverlässig
keit der Maschine.
In diesem Zusammenhang wird auf die folgenden US PS
13 63 725, 15 14 022, 15 26 309, 24 28 177, 29 55 579,
33 79 186, 35 54 564, 42 56 067, 42 56 068, 42 86 501,
43 67 702, 43 83 508, 44 71 730, 44 74 144, 45 02 434 und
46 71 228 verwiesen.
Es wird gleichfalls auf die US Patentanmeldung 035 596
und die AU-PS 17 848/29, GB-PS 4 41 224 und FR-PS 11 56 722
verwiesen.
Durch die Erfindung wird ein Kolbenring zur Verwendung
mit einem im wesentlichen zylindrischen Kolben geschaffen,
der in einem Zylinder mit einer im wesentlichen elliptischen
Querschnittsform hin- und hergehen kann, wobei der Kolben
ring einen im wesentlichen elliptischen Außenumfang auf
weist, dessen Form der Querschnittsform des im wesentlichen
elliptischen Zylinders entspricht, um einen Gleitkontakt
mit dem Zylinder herzustellen, und wobei der Kolbenring
einen im wesentlichen kreisförmigen Innenumfang hat.
Durch die Erfindung wird weiterhin eine Brennkraftmaschine
geschaffen, die einen im wesentlichen zylindrischen Kolben,
einen Kolbenring auf dem im wesentlichen zylindrischen
Kolben, einen Zylinder, in dem der Kolben zusammen mit
dem Kolbenring hin- und herbewegbar aufgenommen ist, und
eine Einrichtung am Kolbenring und am Zylinder aufweist,
die eine Drehung des Kolbenringes relativ zum Zylinder
verhindert.
Durch die Erfindung wird weiterhin eine Brennkraftmaschine
geschaffen, die einen im wesentlichen zylindrischen Kolben,
einen Kolbenring am im wesentlichen zylindrischen Kolben
mit einem im wesentlichen elliptisch geformten Außenumfang
und einen Zylinder umfaßt, der den Kolben zusammen mit dem
Kolbenring darin hin- und herbeweglich aufnimmt und eine
im wesentlichen elliptische Querschnittsform hat, die der
Elliptizität des Außenumfangs des Kolbenringes entspricht.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein be
sonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher
beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine Teilansicht des Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine,
Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1,
und
Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 in
Fig. 2.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Brennkraftmaschine 10 dargestellt. Bei dem dargestellten
Aufbau ist die Maschine 10 eine herkömmliche Zweitaktmaschine,
obwohl die erfindungsgemäße Ausbildung auch bei Viertaktmaschinen
anwendbar ist.
Die Maschine 10 umfaßt einen Maschinenblock 12 mit einer
Kurbelgehäusekammer 14 und einer Innenfläche 16, die eine
Zylinderbohrung 18 begrenzt. Die Maschine 10 umfaßt auch
einen Vergaser 20, der mit der Kurbelgehäusekammer 14
verbunden ist, und einen Übertragungs- oder Ansaugkanal 22,
der eine Verbindung zwischen der Kurbelgehäusekammer 14
und der Zylinderbohrung 18 herstellt. Der Kanal 22 steht
über eine Ansaugöffnung 23 mit der Zylinderbohrung 18 in
Verbindung. Die Maschine 10 umfaßt weiterhin einen Auspuff
kanal 24, der mit der Zylinderbohrung 18 über eine Auspuff
öffnung 25 in Verbindung steht. Die Maschine 10 umfaßt da
rüber hinaus eine Kurbelwelle 26, die drehbar in der Kurbel
gehäusekammer 14 angebracht ist, eine Verbindungsstange 28,
die schwenkbar mit der Kurbelwelle 26 verbunden ist, und
einen Kolben 30, an den die Verbindungsstange 28 angelenkt
ist.
Der Kolben 30 ist längs einer Achse 32 hin- und herbewegbar
und weist eine im wesentlichen zylindrische Außenfläche 34
auf, die der Innenfläche 16 der Zylinderbohrung 18 zugewandt
ist und eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 36 aufweist,
wie es insbesondere in Fig. 2 und 3 dargestellt ist.
Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ist ein Kolbenring 42
in der Nut 36 im Kolben 30 angeordnet oder angebracht. Vor
zugsweise besteht der Kolbenring 42 aus einem Sintermetall
teil. Der Kolbenring 42 weist gegenüberliegende Enden 43
auf, die beabstandet sind, so daß ein Spalt oder Zwischen
raum 44 gebildet ist, und hat einen Außenumfang 46, der der
Innenfläche 16 der Zylinderbohrung zugewandt ist.
Der Kolbenring 42 und die Innenfläche 16 der Zylinderbohrung
weisen eine Eingriffseinrichtung auf, die eine Drehung des
Kolbenringes 42 relativ zur Innenfläche 16 der Zylinderboh
rung und um die Achse 32 verhindert. Diese Einrichtung be
steht darin, daß die Innenfläche 16 der Zylinderbohrung mit
einer nicht kreisförmigen Querschnittsform versehen ist und
daß dem Außenumfang 46 des Kolbenringes eine entsprechende
nicht kreisförmige Form gegeben ist. Bei dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Innenfläche 16
der Zylinderbohrung mit einer elliptischen Form mit einer
Hauptachse 48 und einer Nebenachse 50 versehen, und hat
der Kolbenring einen Außenumfang 46 mit einer entsprechen
den elliptischen Form.
Die Lage der Hauptachse 48 der Zylinderbohrung um die
Achse 32 und relativ zur Ansaugöffnung 23 und zur Auspuff
öffnung 25 bestimmt die Anordnung des Kolbenringes 42 um
die Achse 32 und relativ zur Ansaugöffnung 23 und zur Aus
pufföffnung 25. Die Winkellage der Hauptachse 48 der Innen
fläche 16 der Zylinderbohrung um die Achse 32 und die Winkel
lage des Spaltes 44 im Kolbenring 42 um die Achse 32 und
relativ zur Ansaugöffnung 23 und zur Auspufföffnung 25 sind
so gewählt, daß der Spalt 44 des Kolbenringes 42 nicht in
einer Linie mit einer der Öffnungen ausgerichtet ist, die
mit der Zylinderbohrung 18 in Verbindung stehen, um dadurch
zu verhindern, daß sich die Enden 43 des Kolbenringes 42
nach außen in eine Öffnung erstrecken und abbrechen.
Die Hauptachse 48 der Innenfläche 16 der Zylinderbohrung
ist um einen minimalen Betrag größer als die Nebenachse 50
der Innenfläche 16 der Zylinderbohrung, der notwendig ist,
um eine Drehung des Kolbenringes 42 um die Achse 32 und
relativ zur Innenfläche 16 der Zylinderbohrung zu verhin
dern. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist die Hauptachse 48 um weniger als 10% größer als die
Nebenachse 50. Insbesondere ist die Hauptachse 48 um etwa
1% größer als die Nebenachse 50.
Claims (18)
1. Brennkraftmaschine mit einem im wesentlichen zylin
drischen Kolben, einem Kolbenring auf dem im wesentlichen
zylindrischen Kolben und einem Zylinder, in dem der Kolben
zusammen mit dem Kolbenring hin- und herbewegbar aufgenom
men ist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung
am Kolbenring (42) und am Zylinder (18), die eine Drehung
des Kolbenringes (42) relativ zum Zylinder (18) verhindert.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kolbenring (42) einen
Außenumfang hat und die Einrichtung, die eine Drehung des
Kolbenringes (42) relativ zum Zylinder (18) verhindert,
darin besteht, daß der Außenumfang nicht kreisförmig ist
und der Zylinder (18) eine entsprechende nicht kreisförmige
Querschnittsform hat.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Außenumfang im wesent
lichen elliptisch ist.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der im wesentlichen ellipti
sche Außenumfang eine Hauptachse (48) und eine Nebenachse
(50) hat, wobei die Hauptachse (48) um einen Betrag größer
als die Nebenachse (50) ist, der annähernd gleich dem mini
malen Betrag ist, der benötigt wird, um eine Drehung des
Kolbenringes (42) relativ zum Zylinder (18) zu verhindern.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der im wesentlichen ellip
tische Außenumfang eine Hauptachse (48) und eine Nebenachse
(50) hat, wobei die Hauptachse (48) um weniger als 10% größer
als die Nebenachse (50) ist.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der im wesentlichen ellip
tische Außenumfang eine Hauptachse (48) und eine Nebenachse
(50) hat, wobei die Hauptachse (48) um 1% größer als die
Nebenachse (50) ist.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß sie als Zweitaktmaschine
ausgebildet ist.
8. Brennkraftmaschine mit einem im wesentlichen zylin
drischen Kolben (30), einem Kolbenring (42) am im wesent
lichen zylindrischen Kolben (30) mit einem Außenumfang, der
im wesentlichen elliptisch geformt ist, und mit einem Zylin
der (18), in dem der Kolben (30) zusammen mit dem Kolben
ring (42) hin- und herbewegbar aufgenommen ist und der
eine im wesentlichen elliptische Querschnittsform hat, die
in ihrer Elliptizität der Elliptizität des Außenumfangs des
Kolbenringes (42) entspricht.
9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der im wesentlichen ellip
tische Außenumfang eine Hauptachse (48) und eine Nebenachse
(50) hat, wobei die Hauptachse (48) um einen Betrag größer
als die Nebenachse (50) ist, der annähernd gleich dem Mini
malbetrag ist, der benötigt wird, um eine Drehung des Kolben
ringes (42) relativ zum Zylinder (18) zu verhindern.
10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der im wesentlichen ellip
tische Außenumfang eine Hauptachse (48) und eine Nebenachse
(50) hat, wobei die Hauptachse (48) um weniger als 10% größer
als die Nebenachse (50) ist.
11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der im wesentlichen ellip
tische Außenumfang eine Hauptachse (48) und eine Neben
achse (50) hat, wobei die Hauptachse (48) um 1% größer als
die Nebenachse (50) ist.
12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß sie als Zweitaktmaschine
ausgebildet ist.
13. Kolbenring zur Verwendung bei einem im wesentlichen
zylindrischen Kolben, der sich in einem Zylinder mit im we
sentlichen elliptischer Querschnittsform hin- und herbewegen
kann, wobei der Kolbenring (42) einen im wesentlichen ellip
tischen Außenumfang hat, dessen Form der Querschnittsform
des im wesentlichen elliptischen Zylinders (18) entspricht,
so daß ein Gleitkontakt zum Zylinder (18) besteht, und der
Kolbenring (42) einen im wesentlichen kreisförmigen Innenum
fang hat.
14. Kolbenring nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß der im wesentlichen elliptische Außen
umfang eine Hauptachse (48) und eine Nebenachse (50) hat,
und die Hauptachse (48) um einen Betrag größer als die Neben
achse (50) ist, der annähernd gleich dem Minimalbetrag ist,
der benötigt wird, um eine Drehung des Kolbenringes (42)
um den im wesentlichen zylindrischen Kolben (30) im im wesent
lichen elliptischen Zylinder (18) zu verhindern.
15. Kolbenring nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hauptachse (48) um weniger als 10%
größer als die Nebenachse (50) ist.
16. Kolbenring nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hauptachse (48) um
annähernd 1% größer als die Nebenachse (50) ist.
17. Kolbenring nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der im wesentlichen zy
lindrische Kolben (30) in einer Brennkraftmaschine ver
wandt werden kann.
18. Kolbenring nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine
als Zweitaktmaschine ausgebildet ist.
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