Kolben für Brennkraftmaschinen mit Leichtmetallkopf und stählerner
oder gußeiserner Laufbüchse, die in den Kolbenkopf eingegossen ist Die- Erfindung
bezieht sich auf einen Kolben für Brennkraftmaschinen. Man hat derartige Kolben
aus Leichtmetall hergestellt, um eine bessere Wärmeableitung aus dem hocherhitzten
Kolbenboden zu erhalten als bei den bisher üblichen gußeisernen Kolben. Durch diese
bessere Wärmeableitung wird die Verwendung einer höheren Kompression und Tourenzahl
ermöglicht und gleichzeitig das Gewicht der hin und her gehenden Massen verringert.Pistons for internal combustion engines with light metal heads and steel heads
or cast iron liner cast into the piston head The invention
refers to a piston for internal combustion engines. You have pistons like that
Made of light metal to better dissipate heat from the highly heated
Obtain piston crown than with the cast iron pistons that have been customary up to now. Through this
Better heat dissipation will be the use of a higher compression and number of revolutions
allows and at the same time reduces the weight of the reciprocating masses.
Derartige Leichtmetallkolben hatten jedoch den Nachteil, daß sie infolge
des großen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Leichtmetalls in kaltem Zustande ein
verhältnismäßig großes Spiel in dem Zylinder haben mußten, so daß erst die Maschine
eine längere Zeit leer laufen mußte, bis die Kolben in die Zylinderbohrung paßten
und die Maschine belastet werden könnte. Wurde jedoch die Maschine gleich nach dem
Anlassen belastet, so schlugen die Kolben aus und mußten verhältnismäßig oft durch
neue ersetzt werden.Such light metal pistons had the disadvantage that they as a result
the large coefficient of thermal expansion of the light metal in the cold state
had to have relatively large play in the cylinder, so that only the machine
had to run idle for a long time until the pistons fit into the cylinder bore
and the machine could be stressed. However, the machine was immediately after
When starting was stressed, the pistons knocked out and had to through relatively often
new ones are replaced.
Man hat diesen Mangel dadurch zu beheben versucht, daß man die Kolben
zweiteilig herstellte, und zwar den Kolbenboden aus Leichtmetall, die Gleitfläche
jedoch aus Stahl oder Gußeisen, wobei beide Teile miteinander verschraubt «-aren.
Diese Kolben haben jedoch den Nachteil, daß sich die beiden Teile mit der Zeit lockern
und dadurch unbrauchbar werden. Um dies Lockern zu vermeiden, hat man ferner die
stählerne Laufbüchse in den aus Leichtmetall bestehenden Kolbenboden eingegossen.
Da jedoch bei diesen Konstruktionen die Kolbenbolzenlager mit der Laufbüchse aus
einem Stück bestehen, kann eine unmittelbare Kraftübertragung ohne Verbindungsstellen
von dem Kolbenboden auf den Kolbenbolzen nicht stattfinden, so daß ein Ausschlagen
an den Verbindungsstellen eintritt. Ferner ist bei diesen bekannten Einrichtungen
eine Wärmeableitung aus dem Kolbenboden an die Zylinderwand nur in beschränktem
Maße gegeben, da das Leichtmetall des Kolbenbodens nicht mit der Zylinderwand in
Berührung kommt.Attempts have been made to remedy this deficiency by removing the pistons
Manufactured in two parts, namely the piston crown made of light metal, the sliding surface
but made of steel or cast iron, both parts being screwed together.
However, these pistons have the disadvantage that the two parts loosen over time
and thereby become unusable. To avoid this loosening, one also has the
steel liner cast into the piston head made of light metal.
Since, however, in these designs, the piston pin bearing and the liner are made
consist of one piece, a direct power transmission can be achieved without connection points
from the piston crown to the piston pin does not take place, so that deflection
occurs at the junctions. Furthermore, in these known devices
heat dissipation from the piston crown to the cylinder wall is limited
Dimensions given, since the light metal of the piston crown does not fit into the cylinder wall
Touch comes.
Die genannten Mängel werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden,
daB bei einem Kolben mit Leichtmetallkopf und stählerner oder gußeiserner Laufbüchse,
bei der die Büchse in den Kolbenkopf eingegossen ist, der eingegossene Teil der
Laufbüchse eine in an sich bekannter Weise mit Löchern oder Durchbrechungen versehene
Armierung für den Kolbenboden bildet und die Kolbenbolzenlager mit dem Leichtmetallkörper
aus einem Stück bestehen, wobei diese Kolbenbolzenlager die Zylinderwand nicht berühren
und die Laufbüchse seitliche Ausschnitte für diese Kolbenbolzenlager aufweist.The shortcomings mentioned are avoided according to the invention by
that in the case of a piston with a light metal head and a steel or cast iron liner,
in which the liner is cast into the piston head, the cast part of the
Liner provided in a known manner with holes or perforations
Forms reinforcement for the piston crown and the piston pin bearing with the light metal body
consist of one piece, with these piston pin bearings not touching the cylinder wall
and the liner has side cutouts for these piston pin bearings.
Gegenüber den bekannten Ausführungen, bei denen eine Leichtmetallbfchse
von höherem
Festigkeitsgrad, jedoch gleichem Ausdehnungskoeffizienten
in einen Leichtmetallkolbenkopf eingegossen ist, wird durch den Gegenstand der Erfindung
durch die Verwendung einer Büchse mit kleinerem Ausdehnungskoeffizienten als den
des Leichtmetalls der Vorteil erzielt, daß durch die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten
der beiden Werkstoffe eine Kompensierung erreicht wird, so daß trotz der vorteilhaften
Wirkungen des Leichtmetalls das Einpassen der Kolben in die Zylinder mit großem
Spiel überflüssig wird. Dadurch, daß die Kolbenbolzenlager die Zylinderwand nicht
berühren, können Anfressungen infolge von elastischen Formänderungen des Kolbenbolzenlagers
nicht eintreten.Compared to the known versions, in which a light metal barrel
of higher
Degree of strength, but the same expansion coefficient
is cast in a light metal piston head, is by the subject matter of the invention
by using a liner with a smaller coefficient of expansion than the
of the light metal achieved the advantage that due to the different expansion coefficients
the two materials a compensation is achieved, so that despite the advantageous
Effects of the light metal fitting the pistons into the cylinders at large
Game becomes superfluous. Because the piston pin bearings do not touch the cylinder wall
contact, can pitting as a result of elastic changes in shape of the piston pin bearing
do not enter.
Die Wärmeableitung bei dem Gegenstande der vorliegenden Erfindung
ist ebensogut wie bei vollkommen aus Leichtmetall hergestellten Kolben, und auch
das Gewicht fällt nicht höher aus, während die Festigkeit die eines Stahlkolbens
ist.Heat dissipation in the subject matter of the present invention
is as good as with pistons made entirely of light metal, and also
the weight is no greater, while the strength is that of a steel piston
is.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigt: Abb. i einen OOuerschnitt durch einen Kolben in der Kolbenbolzenachse,
Abb. a einen Schnitt nach Linie A-B der Abb. i, Abb. 3 einen Schnitt nach
Linie C-D der Abb. i, Abb. q. einen Schnitt durch die Laufbüchse. In der Zeichnung
ist a eine aus Stahl oder Gußeisen hergestellte Büchse, die am oberen Ende bei .b
verjüngt und bei c abgeschlossen ist. Dieser; verjüngte Teil wird in der KoldHe
in den Kolbenkopf e, der aus Leichtmetall besteht, eingegossen, wobei zur Erzielung
eines besseren Zusammenhaltes der eingegossene Teil der Büchse mit Löchern f versehen
ist. An den Leichtmetallkörper sind die Lager g für den Kolbenbolzen angegossen,
die durch Öffnungen h der Büchse hindurchtreten. Hierdurch wird die durch die Verbrennungsgase
auf den Kolbenboden ausgeübte Kraft ohne Zwischenschaltung einer mechanischen Verbindung
auf den-Kolbenbolzen übertragen, so daß ein Lockern oder Abnutzen von Verbindungsteilen
nicht eintreten kann. Die in den Kolbenkopf unverrückbar eingegossene Büchse braucht
an der Eingußstelle keine erheblichen Kräfte zu übertragen, da sie lediglich die
seitliche Führung bewirkt. und an ihrem Umfange nur Reibungskräfte auftreten.The invention is illustrated for example in the drawing, namely: Fig. I shows a cross section through a piston in the piston pin axis, Fig. A a section along line AB in Fig. I, Fig. 3 a section along line CD in Fig. I , Fig.q. a section through the liner. In the drawing, a is a sleeve made of steel or cast iron, which is tapered at the upper end at .b and is closed at c. This; In the KoldHe, the tapered part is poured into the piston head e, which is made of light metal, the poured part of the liner being provided with holes f to achieve better cohesion. The bearings g for the piston pin, which pass through openings h in the liner, are cast onto the light metal body. As a result, the force exerted by the combustion gases on the piston crown is transmitted to the piston pin without the interposition of a mechanical connection, so that connecting parts cannot become loose or worn. The sleeve, which is immovably cast into the piston head, does not need to transmit any significant forces at the injection point, since it only provides the lateral guidance. and only frictional forces occur on their circumference.