DE4019917C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tauchkolben für Verbren­ nungsmotoren mit einem Kolbenoberteil mit den Ringnu­ ten des Kolbens und einem lediglich über einen Kol­ benbolzen gelenkig mit dem Kolbenoberteil verbundenen Kolbenschaft.

Bei derartigen sogenannten Gelenkkolben soll das Kol­ benoberteil eine bessere Führung erhalten.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausführung des Kolbenoberteils nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Auf diese Weise besitzt das Kolbenoberteil sowohl in Druck-Gegendruckrichtung als auch in Bolzenrichtung eine Führung. Durch die Führung des Kolbenoberteiles in auf dem Umfang versetzten Bereichen mit jeweils engstem Spiel einmal in Druck-Gegendruckrichtung und zum anderen auf einem anderen Ringsteg in Bolzenrichtung kann das Kolbenoberteil in diesen beiden Richtungen und damit insgesamt enger als bei einer zylindrisch runden Außenform der Ringstege geführt werden. Der Grund hierfür besteht insbesondere darin, daß Zylinderverzüge, die sich am stärksten in der Diagonalrichtung zwischen Druck-, Gegendruck- und Bolzenrichtung bemerkbar machen, wegen des größeren Spiels der Ringstege in diesem Bereich keine Reiber mehr verursachen können. Bei durchgehend umlaufend engem Spiel an den Ringstegen sind solche Reiber dagegen in der Regel nicht mit ausreichender Sicherheit auszuschließen. Hinzu kommt, daß eine umfangsmäßige nur bereichsweise Führung des Kolbenoberteils ohnehin vorteilhafter ist als eine solche, bei der aufgrund einer zylindrischen Form der Ringstege ein entsprechend umlaufend enges Spiel gegenüber dem Zylinder gegeben ist.

Aus DE 38 38 217 A1 ist es zwar bereits bekannt, den Kolbenschaft eines einteiligen Kolbens in ähnlicher Weise nur bereichsweise in Druck-, Gegendruck- und Bolzenrichtung mit engstem Spiel zu führen; dies ist auf ein Kolbenoberteil, das gelenkig mit einem zugeordneten Schaft über einen beide Teile miteinander verbindenden Kolbenbolzen verbunden ist, nicht übertragbar.

Soweit bei den aus DE 34 32 369 A1 bekannten Kolbenausführungen eine Führung innerhalb des Zylinders auf nur einzelnen vorspringenden Bereichen beschrieben ist, handelt es sich nicht um umfangsmäßig jeweils um 90 Grad versetzte Lagerbereiche in Druck-Gegendruck- Richtung einerseits und Bolzenrichtung andererseits.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung darge­ stellt. Es zeigt

Fig. 1 das Oberteil eines Kolbens halb im Längsschnitt, halb in Ansicht,

Fig. 2, 3 Polardarstellungen von Ringsteg­ außenkonturen des Kolbenoberteils.

Das in Fig. 1 dargestellte Oberteil eines Gelenkkol­ bens ist aus Stahl und besitzt insgesamt drei Ringnu­ ten, von denen die beiden oberen für Kompressionsrin­ ge und die untere für einen Ölabstreifring bestimmt sind. Der unterhalb der obersten Ringnut liegende Ringsteg wird als erster Ringsteg 1 bezeichnet. Die darunter liegenden Ringstege sind der zweite 2 und dritte Ringsteg 3.

Die Führung dieses Kolbenoberteiles erfolgt in Druck- Gegendruckrichtung des Kolbens an dem ersten Ringsteg 1. Zu diesem Zweck ist dieser Ringsteg oval mit Bolzenrichtung liegender kleiner und in Druck-Gegen­ druckrichtung liegender großer Ovalitätsachse ausge­ bildet.

Der dritte Ringsteg 3 ist dagegen umgekehrt oval aus­ gebildet, d. h. die kleine Ovalitätsachse liegt in Druck-Gegendruckrichtung, während die große Ovali­ tätsachse sich in Bolzenrichtung orientiert.

Die Ovalitäten des ersten und dritten Ringsteges 1 und 3 sind in der Fig. 2 dargestellt, wobei die Druck-Gegendruckrichtung durch die strichpunktierte Linie D und die Bolzenrichtung durch die strichpunk­ tierte Linie B markiert sind. Das Ovalität 1.1 gibt die Form des ersten Ringsteges 1 und die Ovalität 3.1 die Form des dritten Ringsteges 3 wieder.

Bei der Darstellung nach Fig. 3 haben die Linien B und D die gleiche Bedeutung wie in Fig. 2. Die Ova­ lität 1.1 des ersten Ringsteges 1 ist auch die gleiche wie in Fig. 2. Die Form des dritten Ringsteges 3 ist durch die Kontur 3.2 wiedergegeben. Der Unterschied gegenüber der Ovalität 3.1 in Fig. 2 besteht darin, daß zusätzlich zu der Ovalität im Bereich der großen Ovalitätsachse noch Führungsabschnitte 4 radial aus der Ovalkontur herausragen. Bei dem dritten Ringsteg 3 ist die Größe der kleinen Ovalitätsachse danach auszurichten, daß dort ein ausreichendes Volumen zur Abführung des Schmieröles vorhanden ist.

Claims (6)

1. Tauchkolben für Verbrennungsmotoren mit einem Kolbenoberteil mit den Ringnuten des Kolbens und einem lediglich über einen Kolbenbolzen gelenkig mit dem Kolbenoberteil verbundenen Kolbenschaft, dadurch gekennzeichnet, daß bei allen Motorbetriebsbedingungen zwischen dem Kolbenoberteil und der Motorzylinderinnenwand folgende Spiele vorliegen

• a) umfangsmäßig engstes Spiel in Druck-Gegendruck­ richtung an mindestens einem oberhalb des unter­ sten Ringsteges (3) liegenden Ringsteg (1), welcher an den übrigen Umfangsbereichen ein größeres Spiel besitzt,
• b) umfangsmäßig engstes Spiel in Bolzenrichtung an dem untersten Ringsteg (3), welcher an den übrigen Umfangsbereichen ebenfalls ein größeres Spiel be­ sitzt.

2. Tauchkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der mindestens eine in Druck-Gegendruckrichtung engstes Spiel aufweisende Ringsteg (1) oval mit in Druck-Gegendruckrichtung liegender großer und in Bolzenrichtung liegender kleiner Ovalität (1.1) ausgebildet ist und daß
• b) der unterste Ringsteg (3) eine Ovalität (3.1) mit in Druck-Gegendruckrichtung kleiner und in Bolzenrichtung großer Ovalitätsachse aufweist.

3. Tauchkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich der direkt von unterhalb an die oberste Ringnut angrenzende Ringsteg (erster Ringsteg (1)) das in Umfangsrichtung engste Spiel in Druck-Gegendruckrichtung aufweist.

4. Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ringsteg (1) auf seiner Umfangsflä­ che axial ballig ausgebildet ist.

5. Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das in Bolzenrichtung engste Spiel des unter­ sten Ringsteges (3) durch lokal aus der Ringsteg­ fläche radial herausragende Führungsabschnitte (4) gebildet ist.

6. Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel des untersten Ringsteges (3) gegen­ über der Zylinderwand in Druck-Gegendruckrichtung einen ausreichenden Schmieröldurchtritt ermöglicht.