DE515634C - Leichtmetallkolben - Google Patents

Leichtmetallkolben

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Publication number
DE515634C
DE515634C DEN27882D DEN0027882D DE515634C DE 515634 C DE515634 C DE 515634C DE N27882 D DEN27882 D DE N27882D DE N0027882 D DEN0027882 D DE N0027882D DE 515634 C DE515634 C DE 515634C
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DE
Germany
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piston
ribs
edge
lobes
rim
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Expired
Application number
DEN27882D
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English (en)
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Bohn Aluminum and Brass Corp
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Bohn Aluminum and Brass Corp
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Publication of DE515634C publication Critical patent/DE515634C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/02Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion
    • F02F3/04Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion having expansion-controlling inserts

Description

  • Leichtmetallkolben Kolben, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bei welchen der ganze untere Kolbenrand verstärkt ist, sind bekannt. Man kennt auch weiter bereits Leichtmetallkolben, bei welchen, um den verschiedenen beim Arbeiten auftretenden Wärmeverhältnissen Rechnung zu tragen, Versteifungsteile aus einem anderen Material mit geringerem Ausdehnungskoeffizienten als dem des Kolbens vorgesehen sind.
  • Weiterhin ist ein Kolben bekannt, bei dem der die Kolbenringe tragende Bodenteil mit dem Mantelteil nur über zwei schmale, die Kolbenbolzenlager tragende Ansätze in Verbindung steht, die sich vom Kolbenboden aus bis etwa zur Mitte des vor den Kolbenbolzenlagern mit Ausschnitten versehenen Mantelteils erstrecken und in der Stufe des äußeren Endes dieses Mantelteils durch von den Kolbenbolzenlagern ausgehende Rippen mit dem Mantelteil verbunden sind. Bringt man bei einem solchen Kolben zwischen den vom Kolbenboden zu den Kolbenbolzenlagern gehenden Ansätzen und den Mantelteilen die bekannten Versteifungsteile aus einem anderen Metall an, so verzieht sich der Kolben an seinem äußeren Rande in ungünstiger Weise. Diese Formänderung wird nun gemäß der Erfindung beherrscht durch die im Anspruch gekennzeichneten Rippen. In den beiliegenden Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
  • In den Zeichnungen stellt Abb. i eine Ansicht, teilweise im Schnitt des Kolbens gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
  • Abb. 2 ist ein Schnitt nach Linie 2-2 gemäß Abb. i.
  • Abb. 3 ist ein Schnitt nach Linie 3-2 gemäß Abb. q., und Abb. q. ist eine ähnliche Ansicht wie Abb. i, nur in einer anderen Ausführungsform.
  • Abb. 5 ist ein Schnitt durch das Unterteil des Kolbens, wodurch die Art der Herstellung veranschaulicht wird.
  • Abb. 6 ist eine schematische Darstellung der Ausdehnung des Randes.
  • Abb. 7 ist eine schematische Darstellung der Wirkung des Randes bei einer gewissermaßen senkrechten Anordnung der Versteifungen.
  • Abb. 8 ist eine ähnliche schematische Darstellung wie in Abb. 7, nur mit einer anderen Lagerung der Versteifungen.
  • Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, daß der zweckmäßig aus Leichtmetall, wie z. B. Aluminiumlegierung, hergestellte Kolben einen Kopf io und einen Rand ii umfaßt, wobei das obere Ende des Randes von dem Kopf durch Schlitze 12 über dem größeren Teil des Kolbenumfanges getrennt ist. Halsteile 13 erstrecken sich abwärts vom Kopf und sind an ihren unteren Enden mit dem Rundteil 1q. des Mantels verbunden und stellen somit eine aus einem Stück bestehende einheitliche Verbindung zwischen Kopf und Mantel dar. Im Mittelteil eines jeden Zapfens ist ein Kolbenzapfenlager 15 gebildet.
  • Die Kolbenmantelteile 16 und 17 verlaufen nach aufwärts zwischen den Halsteilen von dem Rundteil 1q. des Mantels aus. Die oberen Kanten dieser Kolbenmantelteile sind durch Versteifungen 18 aus einem weniger sich dehnenden. '.Metall als dem des Randes, wie z. B. aus Stahl, verbunden. Das eine Ende einer jeden Versteifung ist in dem Mantelteil 16 eingebettet, während das entgegengesetzte Ende in dem Mantelteil 17 gelagert und das Mittelstück in dem Halsteil 13 eingebettet ist. Die Versteifungen dienen zur Regelung des Abstandes und als Stützen für die oberen Kanten der Kolbenmantelteile und haben einen bestimmenden Einfluß auf die nach außen gehende (diametrische) Ausdehnung der Berührungsflächen.
  • Ein Schlitz 2o erstreckt sich aufwärts von der unteren Kante des Randes in die Mantelfläche 16.
  • In den Ausführungsformen gemäß Abb. i und 2 ist der Rand auch noch mit einer segmentförmigen Rippe 21 ausgestattet, welche die untere Kante eines jeden Halsteiles 13 mit dem Kreisteil =4. des Randes verbindet. Diese Rippe ist bei den Ausführungsformen nach Abb.3 und q. fortgelassen, und das untere Ende eines jeden Halsteiles ist hier unmittelbar mit der Unterkante des Randes verbunden.
  • Um den Boden des Randes zu versteifen, ist nun erfindungsgemäß jede Seite des Rande unterhalb der Zapfenlager mit einer bogenförmigen Rippe ig, die von der Randwandung nach innen gerichtet ist, versehen.
  • Diese Verstärkungsrippen ig befinden, sich unmittelbar am Rand und haben somit die größtmögliche Wirkung, und der Kolben kann mit größter Festigkeit bei geringstem Gewicht gebildet werden. Sie stützen die Seiten des Randes während der Maschinenbearbeitung und erleichtern somit die Arbeit der Herstellung; sie tragen ferner dazu bei, die genaue kreisförmige Gestalt des Randes aufrecht zu erhalten und ein Schwinden des Randes unter den Zapfenlagern zu verhindern, während die Unterbrechung der Rippen bei 2.4 in. Abb. 2 und 4. bewirkt, daß der Rand nachgiebig genug ist, um das Schließen des Schlitzes 2o zuzulassen..
  • Die schematische Abb. 6 zeigt die Wirkung der verschiedenen Versteifungsmittel am Grunde des Randes bei der Kolbenausdehnung. Die Linie E stellt den normalen Randdurchmesser dar.. Wenn der Kolben mit einer starken vorherrschenden Rippe 21 versehen ist und die Rippen ig fortgelassen sind, wird sich der Rand längs der Linie C (die Zone der Rippe 21) in dem angegebenen Maße ausdehnen, und da das obere Ende des Randes durch die Versteifungen 18 zusammengehalten wird, wird das untere Ende des Randes nach den Punkten F auseinandergezogen. Andererseits wenn die Rippen 21 fortgelassen sind und dadurch der Rand in dieser Zone verhältnismäßig schwach bleibt und starke Rippen ig angewendet werden, so wird der Rand sich längs der Linie D (die Zone der Rippen zg) in dem angegebenen Maße ausdehnen, und das untere Ende des Randes wird sich bedeutend weniger ausdehnen als im ersteren Falle,- und zwar wird er nur bis zu den Punkten F' auseinandergehen.
  • Abb.7 und 8 zeigen schematisch, wie der Abstand zwischen der Versteifung und dem oberen Ende des Randes verändert werden kann, um eine verschiedene Randwirkung unter Temperaturänderungen zu erhalten.
  • In Abb. 7 befindet sich die Versteifung am äußeren Ende des Randes. Bei dieser Bauart zieht sich der Durchmesser B zusammenwährend der Durchmesser A durch die Versteifungen auseinandergehalten wird, wenn der Kolben an einem sehr kalten Tage kühl wird. Bei Abb. 8 liegen die Versteifungen niedriger, näher an der Mitte des Randes. In diesem Falle vergrößert sich der DurchmesserA beim Zusammenziehen des Durchmessers B und wird größer als der Durchmesser C an der Versteifung. In diesem Falle schafft das dichte Anpassen beim Durchmesser B einen Ausgleich für das lose Anpassen beim Durchmesser A und verhindert somit ein Klappern des Kolbens. Diese Kolben arbeiten genau in der umgekehrten Weise, wenn die Kolben über die normale Temperatur erhitzt werden. Jeder dieser Versteifungszwischenräume ist für bestimmte Arbeitsbedingungen passend.
  • Dadurch, daß die Rippen nicht zusammenhängend kreisförmig gestaltet, sondern voneinander getrennt sind, wirken sie nicht störend auf die Herste'dung des- Kolbens in einer Dauerform mit einem einfachen Drei-Teile-Kern. Abb. 5 zeigt deutlich, wie diese Rippen nur in den seitlichen Kernteilen 23 liegen. Hach Vollendung des Formens kann der Mittelkern 22 senkrecht aus dem Kolben herausgehoben werden, und danach können die Seitenkerne 23 zusammengeschoben werden, um sie so zu entfernen.

Claims (1)

  1. PATENT ANSPRUCH: Kolben, bei welchem der Kolbenkopf mit daran anschließenden, Bolzenaugenlappen enthaltenden Halsteilen versehen und mit einem Mantel verbunden ist, der aus einem kreisförmigen, mit den unteren Enden der Halsteile verbundenen Teil und einander gegenüberliegenden, von dem kreisförmigen Teil aufwärts sich zwischen den BoUenaugenlappen erstreckenden Hauptmantelflächen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß bogenförmige, nach innen gerichtete Rippen (i9) am unteren Ende des kreisförmigen Mantelteils (ii), und zwar an der Stelle unterhalb der Bolzenaugenlappen vorgesehen sind, wobei diese Rippen von der einen Mantelfläche (16) nach der anderen Mantelfläche (17) sich derart erstr°cken, daß der untere mittlere Teil jeder Mantelfläche (16, 17) seitlich der Bolzenaugenlappen von den Rippen frei"bleibt.
DEN27882D 1927-08-18 1927-09-29 Leichtmetallkolben Expired DE515634C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US515634XA 1927-08-18 1927-08-18

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DE515634C true DE515634C (de) 1931-01-09

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ID=21972075

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DEN27882D Expired DE515634C (de) 1927-08-18 1927-09-29 Leichtmetallkolben

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