DE4312804A1 - Tauchkolben für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tauchkolben für Verbrennungs­ motoren.

Zur Verbesserung des Abgasverhaltens eines Hubkolbenmotors ist ein geringes radiales Spiel zwischen dem Feuersteg des Kolbens und der den Kolben führenden Zylinderwand er­ wünscht. Das minimale Feuerstegspiel wird dabei durch die Funktionstüchtigkeit des Kolbens beschränkt. Bei zu gerin­ gem Feuerstegspiel kann es im Feuerstegbereich zu Schäden verursachenden Reibern kommen.

Hier eine Möglichkeit für eine über die bisherigen Verhält­ nisse hinausgehende Spielverkleinerung zu finden, ist das Problem, mit dem sich die vorliegende Erfindung beschäf­ tigt.

Gelöst wird dieses Problem durch eine Maßnahme nach dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteran­ sprüche.

Aus dem Stand der Technik ist es zwar bekannt, daß unter anderem auch der Feuersteg beschichtet sein kann, wie dies Schrift enthält jedoch keinen Hinweis darauf, daß mit einer Beschichtung des Feuersteges die erfindungsgemäß erreichba­ re Spielverkleinerung am Feuersteg des Kolbens möglich ist.

Kolbenbeschichtungen werden in der Regel im Schaftbereich vorgenommen, um dort das Gleitverhalten des Kolbens zu ver­ bessern. Ein Beispiel für eine solche Kolbenbeschichtung zeigt EP 0 422 856 A1. Ausgehend von solchen Arten einer Kolbenbeschichtung sind dem Fachmann bisher keine Anregun­ gen gegeben worden, eine derartige Schicht in dem Feuer­ stegbereich eines Kolbens, in dem kein Gleiten des Kolbens an der Zylinderwand erfolgt, zur Erzielung einer Feuersteg­ spielverkleinerung vorzusehen.

Zweckmäßig anzuwendendes Beschichtungsmaterial, erreichbare Minimalfeuerstegspiele und vorteilhafte Schichtdicken sind in den Unteransprüchen im einzelnen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Schicht kann das Grafit bei­ spielsweise in aushärtbarem Polyimid als Bindemittel einge­ bunden sein. Der Grafitanteil innerhalb der ausgehärteten Schicht kann 40 Gewichtsprozent betragen. In dem zur Erzeu­ gung der Schicht beispielsweise durch ein Siebdruckverfah­ ren aufzutragenden Material befindet sich ein Lösemittel, das N-Methyl-Pyrrolidon (NMP) sein kann. Der Anteil des Lösemittels in dem aufzutragenden Schichtausgangsmaterial liegt bei etwa 50 Gewichtsprozent. Die Partikelgröße des in der Schicht eingebundenen Grafits liegt zwischen 1 und 10 Mymeter. Eine insbesondere im Siebdruckverfahren auf getra­ gene Schicht wird bei etwa 200 Grad Celsius über etwa 15 Minuten ausgehärtet.

Der Sinn der erfindungsgemäß auf den Feuersteg aufgebrach­ ten Schicht besteht darin, daß das Material dieser Schicht bei extrem eng gewähltem Spiel ohne Beschädigung des Kol­ bens oder der Zylinderlaufbahn im Motorbetrieb an freßge­ fährdeten Bereichen lokal begrenzt abgetragen werden kann. Auf diese Weise kann sich das betriebsnotwendige Spiel ge­ gebenenfalls noch im Motorbetrieb selbst einstellen.

Zur Funktionssteuerung der Kolbenringe kann die Schicht partiell unterbrochen werden.

Claims (4)

1. Hubkolben aus insbesondere Metall für Verbrennungsmoto­ ren, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuersteg mit einer Schicht überzogen ist, die gegenüber dem Feuersteggrundmaterial eine geringere Ab­ riebfestigkeit aufweist, und daß der Durchmesser des beschichteten Feuersteges für ein Spiel gegenüber dem den Kolben führenden Zylinder ausgelegt ist, das gerin­ ger ist als es minimal bei fehlender Beschichtung für einen im Motorbetrieb funktionsfähigen Kolben zulässig wäre.

2. Hubkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht harzgebundenes Grafit ist.

3. Hubkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Kolbengrundmaterial aus Aluminium das Feuerstegspiel 0,4-0,8% des Zylinderdurchmessers be­ trägt.

4. Hubkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Schicht Werte zwischen 0,020 mm und 0,200 mm besitzt.