DE4114858C2 - Tauchkolben für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tauchkolben für Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs, der Gegenstand des Hauptpatentes 40 19 917 ist.

Bei dem Gegenstand der Hauptanmeldung geht es um eine enge betriebssichere Führung des Kolbenoberteiles in der Motorzylinderinnenwand.

Bei der dort vorgesehenen Lösung sollen die Bereiche engsten Spieles in Druck-Gegendruckrichtung bzw. Bolzenrichtung auf unterschiedlichen Ringstegen verwirklicht sein, wobei das engste Spiel in einer der beiden Richtungen an dem untersten Ringsteg verwirklicht sein soll.

Auf diese Weise besitzt jenes 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.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in dem Hauptpatent aufgezeigte Lösung für eine bessere Führung des Kolbenoberteils noch weiter zu verbessern und einen derartigen Gelenkkolben insbesondere rationeller herstellbar zu gestalten.

Die hierzu gefundene Lösung ist Gegenstand des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs.

Der Vorteil dieser Lösung, bei der die versetzten Teilbereiche engsten Spieles an einem oder mehreren gleichen oberhalb der untersten Ringnut liegenden Ringstegen jeweils gemeinsam verwirklicht sind, be­ steht darin, daß die zwischen den engsten Führungsbe­ reichen liegenden Umfangsbereiche nur so weit zurück­ genommen sein müssen, daß durch Verzüge der Motorzy­ linderinnenwand bedingte Reiber sicher vermieden wer­ den können.

Bei der Lösung nach der Hauptanmeldung, bei der Be­ reiche engsten Spieles an dem untersten Ringsteg lie­ gen, müssen die auf dem untersten Ringsteg zwischen den Bereichen engsten Spieles liegenden Umfangsberei­ che dagegen weiter zurückgenommen werden, da Freiräu­ me für ein Abführen des durch den Ölabstreifring ab­ gestreiften Öles vorhanden sein müssen. Dadurch ist bei der Bearbeitung des Kolbenoberteils ein unratio­ nell hoher Materialabtrag erforderlich.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung darge­ stellt. Es zeigt

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

Fig. 2 eine Polardarstellung der Außenkontur des obersten Ring­ steges 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 Ringsteg 1 bezeichnet. Die darunter liegenden Ringstege sind der zweite 2 und der dritte Ringsteg 3.

Die Führung dieses Kolbenoberteiles sowohl in Druck- Gegendruckrichtung als auch in Bolzenrichtung des Kolbens erfolgt an dem ersten Ringsteg 1. Zu diesem Zweck ist dieser Ringsteg mit zwei um neunzig Grad versetzten Ovalitäten versehen. Die eine Ovalität be­ sitzt eine große Ovalitätsachse in Richtung der in der Zeichnung mit D angebenen Druck-Gegendruckrich­ tung und ist mit 1.d bezeichnet. Die zweite um neun­ zig Grad versetzte Ovalität 1.b weist eine in Bolzen­ richtung B ausgerichtete große Ovalitätsachse auf. Die engsten Spiele zwischen dem ersten Ringsteg 1 und der Motorzylinderinnenwand liegen jeweils in den Be­ reichen der Ovalitätskurve in Richtung der jeweiligen großen Ovalitätsachse.

Die Außenkontur des ersten Ringsteges 1 wird in den Umfangsbereichen zwischen dem Bereich engsten Spieles nicht unbedingt von den Ovalitätskurven bestimmt. Hier ist vielmehr jeweils eine Ausgleichskurve vorge­ sehen, die sich in der Zeichnung jeweils über den mit alpha bezeichneten Bereich erstreckt.

Claims (1)

1. Tauchkolben für Verbrennungsmotoren mit einem Kolbe­ noberteil mit den mindestens zwei Ringnuten des Kol­ bens und einem lediglich über einen Kolbenbolzen ge­ lenkig mit dem Kolbenoberteil verbundenen Kolben­ schaft, bei dem bei allen Motorbetriebsbedingungen das Spiel der Kolbenringstege gegenüber der Motorzy­ linderinnenwand zum einen in Druck-Gegendruck-Rich­ tung und zum anderen in Bolzenrichtung am engsten ausgeführt ist, während es in den umfangmäßig dazwi­ schen liegenden Bereichen größer ist, nach Patent 40 19 917, dadurch gekennzeichnet, daß diese engsten Spiele an mindestens einem oberhalb der untersten Ringnut liegenden Ringsteg (1, 2) ge­ meinsam vorliegen.