DE518044C

DE518044C - Pistons for internal combustion engines

Info

Publication number: DE518044C
Application number: DEB140959D
Authority: DE
Original assignee: Bohn Aluminum and Brass Corp
Current assignee: Bohn Aluminum and Brass Corp
Priority date: 1927-12-16
Filing date: 1928-12-13
Publication date: 1931-02-12
Also published as: GB302605A; FR666730A; US2052985A; CH140827A

Description

Kolben für Brennkraftmaschinen Kolben für Brennkraftmaschinen mit daran anschließenden, die Bolzenaugen tragenden Halsteilen und einem mit diesem verbundenen Mantel, der aus einen ringförmigen unteren Teil und von diesem sich aufwärts erstreckenden Mantelabschnitten besteht, zwischen welchenVersteifungen aus einem verhältnismäßig sich wenig dehnenden Werkstoff angeordnet sind, sind bekannt. Demgegenüber unterscheidet sich der Gegenstand ,der vorliegenden Erfindung dadurch, daß .die Verbindung zwischen dem Kolbenkopf io und dem Mantel 13 bis 15 außer durch die Versteifungen 18 durch Verbindungsrippen i9 erfolgt, welche in bezug auf die senkrechte Kolbenmittellinie sich nur nach einer Seite hin erstrecken und von den Bolzenaugen nach dem unteren ringförmigen Teil r3 verlaufen. Hierbei kann jede Verbindungsrippe i9 sich nach der Stelle erstrecken, an welcher der ringförmige Mantelteil i3 und der Mantelabschnitt 14 ineinander übergehen, insbesondere so, daß die Rippe i9 teilweise an dein Mantelabschnitt 1d. entlang aufwärts verläuft. In den beiliegenden Zeichnungen sind einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.Pistons for internal combustion engines Pistons for internal combustion engines with adjoining neck parts carrying the bolt eyes and a jacket connected to this, which consists of an annular lower part and jacket sections extending upward from this, between which stiffeners made of a relatively little stretching material are arranged, are known . In contrast, the object of the present invention differs in that .the connection between the piston head io and the casing 13-1 is carried out 5 except by the stiffeners 1 8 by connecting ribs i9 which in respect to the vertical piston centerline down to one side only extend and run from the bolt eyes to the lower annular part r3. Here, each connecting rib i9 can extend to the point at which the ring-shaped casing part i3 and the casing section 14 merge into one another, in particular so that the rib i9 partially adjoins the casing section 1d. runs along upwards. Some embodiments of the present invention are described in the accompanying drawings.

Abb. i ist eine Seitenansicht eines Kolbens; Abb. z ist eine Ansicht, teilweise im senkrechten Schnitt gemäß Abb. i ; Abb. 3 und :4 zeigen andere Ausführungsformen Abb. 5 ist eine Seitenansicht eines Kolbens mit einen weiteren Erfindungsmerkmal; Abb. 6 stellt einen Kolben, von unten gesehen, dar; Abb. j ist eine Ansicht, teilweise im Schnitt, bei welcher der Kolben am unteren Ende mit einem Kolbenring versehen ist: Abb. 8 stellt einen Schnitt nach Linie 8-8 gemäß Abb. 7 dar, wobei jedoch der Ring entfernt ist und dafür die Kernteile zur Veranschaulichung des Gießverfahrens dargestellt sind.Fig. I is a side view of a piston; Fig.z is a view partly in vertical section according to Fig. i; Fig. 3 and: 4 show other embodiments Figure 5 is a side view of a piston incorporating another feature of the invention; Fig. 6 shows a piston seen from below; Fig. J is a view, in part in section, in which the piston is provided with a piston ring at the lower end Fig. 8 shows a section along line 8-8 according to Fig. 7, but with the Ring is removed and the core parts to illustrate the casting process are shown.

io stellt den Kolbenkopf dar, der mit den die Bolzenaugenlappen 12 bildenden Halsteilen i i verbunden ist. Der Mantel besteht aus einem kreisförmigen Teil 13, der mit den unteren Rändern der Halsteile i i einheitlich verbunden ist, und aus seitlichen Mantelabschnitten 1d. und 15, «-elche sich von dein Teil 13 aufwärts erstrecken und von dem Kopf durch Schlitze 16 und von den Halsteilen durch senkrechte Hohlräume i; getrennt sind. Kopf und Mantel können aus j edeln geeigneten Rohstoff, zweckmäßig aus einer Leichtmetallegierung hergestellt werden. Zur Regelung der Ausdehnung der oberen Kanten der Mantelflächen 14 und 15 können ein Paar Versteifungen 18, durch den Kolben gehend, vorgesehen werden, die die Mantelflächen verbinden, wobei die Versteifungen aus einem im Verhältnis zum Kolben sich weniger dehnenden Baustoff bestehen. Diese Versteifungen verhindern eine übermäßige Ausdehnung des oberen Mantelrandes. Es ist infolgedessen notwendig, den Kolben derart auszubilden, daß der untere Mantelrand sich nicht bis zu einer schädlichen Berührung mit den Zylinderwandungen ausdehnt, in welchen der Kolben arbeitet. Dieses Ergebnis kann auf verschiedenen Wegen erreicht werden. Gemäß Abb. i und 2 z. B. ist der Rand leicht konisch gestaltet, so daß der Durchmesser am unteren Rande (bei A-A) des Mantels etwas kleiner ist als am oberen Mantelrande (bei B-B). An Stelle dessen oder auch in Ergänzung dessen kann (vgl. Abb.6) der untere Mantelrand derart ausgebildet sein, daß der Durchmesser C-C parallel zu der Achse der Bolzenaugenlappen 12 kleiner ist als der zu dieser Achse senkrechte Durchmesser D-D. Zur Erreichung dieser Form wird zweckmäßig der untere Rand des Mantels zu einer ovalen oder anderen geeigneten Form während des Endschliffs des Kolbens geschliffen.io represents the piston head which is connected to the neck parts ii forming the bolt eye lobes 12. The jacket consists of a circular part 13, which is uniformly connected to the lower edges of the neck parts ii, and lateral jacket sections 1d. and 15, "-which extend upward from the part 13 and from the head through slots 16 and from the neck parts through vertical cavities i; are separated. Head and coat can be made from any suitable raw material, expediently from a light metal alloy. To regulate the expansion of the upper edges of the lateral surfaces 14 and 15, a pair of stiffeners 18, going through the piston, can be provided which connect the lateral surfaces, the stiffeners being made of a building material that is less stretching in relation to the piston. These stiffeners prevent excessive expansion of the upper edge of the jacket. As a result, it is necessary to design the piston in such a way that the lower jacket edge does not expand to the point of damaging contact with the cylinder walls in which the piston works. This result can be achieved in a number of ways. According to Fig. I and 2 z. B. the edge is slightly conical so that the diameter at the lower edge (at AA) of the jacket is slightly smaller than at the upper edge of the jacket (at BB). Instead of or in addition to this, the lower casing edge can be designed in such a way that the diameter CC parallel to the axis of the bolt eye lobes 12 is smaller than the diameter DD perpendicular to this axis. To achieve this shape, the lower edge of the shell is expediently ground to an oval or other suitable shape during the final grinding of the piston.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen ist jeweils der ringförmige Teil 13 mit einem Sonderspielraum unterhalb der Bolzenaugerilappen versehen, so daß dieser Teil des Mantels bis zu einem gewissen Grade sich ausdehnen kann, ohne übermäßige Reibung im Zylinder zu verursachen.In the embodiments described, the annular part 13 is provided with a special clearance below the bolt eye lobes, so that this part of the jacket can expand to a certain extent without causing excessive friction in the cylinder.

Ein besonderes Erfindungsmerkmal liegt in der Art und Weise, in welcher der Ringteil 13 mit den unteren Kanten der Halsteile i i verbunden ist. Wie aus Abb. i ersichtlich, sind die Verbindungsstücke ig aus der Ebene der Mittelline des Halsteils herausgesetzt und erstrecken sich ziemlich weit an den Seiten des Mantelabschnittes 1d hinauf. Diese seitliche Anordnung bedingt verschiedene Vorteile. Bei dieser Bauart nähert sich z. B. der obere Teil des Verbindungsstückes i g der vom Bolzenauge zum Mantelabschnitt 1d. gehenden Drucklinie, so daß bei Einfügung des Kolbens iti den Zylinder, derart, daß der Mantelabschnitt 14 die Hauptdrucklast trägt, das Verbindungsstück ig die Drucklast mit tragen hilft und dadurch die Verankerungspunkte der Versteifungen von deniDruck entlastet. Wenn das Verbindungsstück ig sich hoch genug an dem Mantelabschnitt 14 entlang erstreckt, läßt sich die Verankerung in der Mitte der Versteifung ganz vermeiden.A special feature of the invention lies in the way in which the ring part 13 is connected to the lower edges of the neck parts i i. How out Fig. I shows the connectors ig from the plane of the midline of the Neck part exposed and extend quite far on the sides of the jacket section 1d up. This lateral arrangement has various advantages. With this type of construction approaches z. B. the upper part of the connector i g of the bolt eye to Jacket section 1d. going pressure line, so that iti the insertion of the piston Cylinder, such that the jacket section 14 bears the main compressive load, the connector ig helps to carry the pressure load and thereby the anchoring points of the stiffeners relieved of the pressure. When the connector ig is high enough on the jacket section 14 extends along, the anchorage in the middle of the stiffener can be completely avoid.

Wenn der Mantelabschnitt 15, wie bei 20 in Abb.4 gezeigt, aufwärts geschlitzt ist, ergibt sich eine vermehrte Mantelbiegsamkeit, während bei der Anordnung von Schlitzen in dem Mantelabschnitt 14 wie bei 21 in Abb. 3 die Biegsamkeit sich verringert. Daraus ersieht man, daß der Grad der Biegsamkeit des Mantels je nach der näheren oder.weiteren Entfernunv der seitlich gesetzten Verbindungsteile ig von einem im Mantel vorgesehenen Schlitz sich ändert.If the jacket section 15 is slit upwards, as shown at 20 in Fig. 4, there is increased jacket flexibility, while if slots are arranged in the jacket section 14 as at 21 in Fig. 3, the flexibility is reduced. It can be seen from this that the degree of flexibility of the jacket changes depending on the closer or farther distance of the laterally placed connecting parts from a slot provided in the jacket.

In gewissen Fällen mag es wünschenswert erscheinen, dem oberen Mantelteil einen bestimmten Grad von Biegsamkeit zu verleihen, was durch Anordnung eines oder mehrerer Schlitze, die sich wie bei 2z in Abb. 5 abwärts erstrecken, erreicht werden kann. Auf diese Weise läßt sich das obere Ende des Mantels mit einem ungewöhnlich kleinen Spielraum in den Zylinder einpassen, da die Versteifungen dieWärmeausdehnung regeln, während die Schlitze durch leichtes Nachgeben es dem Kolben ermöglichen, an einer engen Stelle im Zylinder ohne schädliche Reibung vorbeizulaufen. Diese Ausführung zur Erzielung der Biegsamkeit des oberen Mantelrandes kann bei jeder Art von Halsteilanordnungen Anwendung finden, sogar ohne Versteifungen, da die Kombination des biegsamen oberen Mantelrandes mit dem unbiegsamen unteren Rand schon genügt, um einen gut arbeitenden Kolben (ohne Versteifungen) herzustellen.In certain cases it may seem desirable to add the upper part of the jacket to give a certain degree of flexibility, which can be achieved by arranging an or multiple slots extending downward as at 2z in Fig. 5 can be achieved can. In this way the upper end of the sheath with an unusual Fit a small clearance in the cylinder, as the stiffeners prevent thermal expansion regulate, while the slots allow the piston to give way pass a tight spot in the cylinder without damaging friction. These Execution to achieve the flexibility of the upper edge of the jacket can be done by everyone Kind of neck part arrangements are used, even without stiffeners, because the combination the flexible upper edge of the jacket with the inflexible lower edge is sufficient, to make a well-working piston (without stiffeners).

Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß bei Anwendung einer Dauerform mit dreiteiligem Kern eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Kolbenringes am unteren Ende des Mantels geschaffen wird. Da die Mantelwandung so dünn wie möglich ausgeführt werden muß, wäre zur Bildung einer Ringnut in der Wandung eine Rippe an der Innenseite des Mantels erforderlich, um die Nut zu überbrücken. Bei einem dreiteiligen Kern ist es aber unmöglich, Rippen in der Wandung des Mantels zu gießen, da dieser gegen die Enden des Mittelkernstücks 23 stößt und das letztere, 23, gerade leerausgezogen werden muß, damit die beiden Seitenkernteile ?.I nach der Mitte zu klappen können, um von den hervorstehenden Teilen derWandung freizukommen. Die Rippen 25 werden daher nur an den den Kernstücken 24 zugekehrten Mantelteilen gegossen, und die Ringnut 26 erstreckt sich in die Rippe 25 hinein und durchschneidet vollständig die Mantelwandung an den zwischen den Enden der Rippen 25 liegenden Punkten 27. Ein entsprechend angepaßter Kolbenring wird dann in der Ringnut 26 angeordnet.Another feature of the invention is that when using a permanent mold with a three-part core, a device for receiving a piston ring is created at the lower end of the shell. Since the shell wall must be made as thin as possible, a rib on the inside of the shell would be required to form an annular groove in the wall in order to bridge the groove. In the case of a three-part core, however, it is impossible to cast ribs in the wall of the jacket, as this strikes against the ends of the central core piece 23 and the latter, 23, has to be pulled out empty so that the two side core parts? .I fold towards the middle to free the protruding parts of the wall. The ribs 25 are therefore cast only on the shell parts facing the core pieces 24, and the annular groove 26 extends into the rib 25 and completely cuts through the shell wall at the points 27 between the ends of the ribs 25 the annular groove 26 is arranged.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Pistons for internal combustion engines, consisting of a head with adjoining neck parts carrying the bolt eyes and a with this connected jacket, which consists of an annular lower part and from this there is upwardly extending jacket sections, between which stiffeners from a relatively little stretching material arranged are, characterized in that the connection between the piston head (io) and the jacket (13 to 15) except through the stiffeners (1 $) through connecting ribs (19) takes place, which with respect to the vertical piston center line is only after one side and extending from the bolt eyes to the lower annular Part (13) run.

2. Piston according to claim i, characterized in that each Connecting rib (ig) extends to the point where the annular Shell part (13) and the shell section (14) merge into one another by the rib (ig) runs partially upwards along the jacket section (14).

3rd piston according to claim i or 2, characterized in that one of the jacket sections (14, 15) is provided with a slot (22) running downwards from the upper edge (Fig. 5 and 7). ,

4. Piston according to claim i to 3, wherein the lower shell part through an annular groove is divided into two parts, which are connected by ribs, thereby marked, .that these ribs (25) in pairs under the corresponding neck parts (12) are arranged so that they are around the inner circumference of the lower shell part extend, however, leave the space (27) below the jacket sections (14, 15) free.

5. Piston according to claim i to 4, characterized in that the piston skirt in when cold, it has a smaller diameter at the lower end than at the upper end End.