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Einstückiger Kolben für Brennkraftmaschinen Die Irrfindung bezieht
sich auf Kolben für Brennkraftniaschinen mit biegsamem Mantel. und zwar insbesondere
auf solche, die aus einer :Mtiminiumlegierung bestehen, bei denen es besonders nötig
ist, der verhältnismäßig großen Ausdehnung und ZusammenzieIi;uig des Metaller Rechnung
zu tragen.
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Es sind aus einem Stück bestehende Kolben dieser Art bekannt, bei
denen am Kolbenboden längende Kolbenbolzenaugen mit dein iitißeren Kolb:ninantel
durch ringförmige, konzentrisch liegende innere 1lantelteile verbunden sind. Gemäß
der Erfindung sind die Verbindungsstellen zwischen den inneren Mantelteilen und
dem äußeren Mantel annähernd um ()o' versetzt zur Kolbenbolzenachse angeordnet.
Außerdem sind an den Bolzenaugen zweckmäßig Fortsätze vorgesehen, die sich, von
der Innenseite der inneren 11antelteile ausgebend, ohne Unterbrechung bis zur Unterseite
des Kolbenbodens erstrecken.
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Durch diese Ausbildung des Kolbens wird der Ausdehnung des Kolbenmantels
in Cbereinstimmun11 mit den Wärmeverhältnissen weitgehendst Rechnung getragen und
der Druck des Mantels auf die Zylinderwandung begrenzt. Ferner bietet die neue Bauart
den Vorteil, daß sielt der Kolben in einer Dauerform unter Verwendung eines aus
einem einheitlichen Stück bestehenden Kernes leicht gießen und auch weiterhin im
Wege der Massenerzeugung bequem bearbeiten läßt.
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In der Zeichnung stellt Fig. i den roh gegossenen Kolben in Seitenansicht,
teilweise im Schnitt dar, wie er aus der Form kommt.
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Fig. z ist eine Seitenansicht des fertig bearbeiteten Kolbens.
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Fig. 3 ist ein Längsschnitt nach Linie 3-3 der Fig. a.
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Fig. q. ist ein Längsschnitt nach Linie 4-4 der. Fig. 3.
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Fig. 5 ist ein Längsschnitt nach Linie 5-5 der Fig. <.
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Fig. 6 ist ein Querschnitt nach Linie 6-6 der Fig. -.
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Wie die Zeichnung erkennen läßt, setzt sich der Kolben aus einem z%-litidrischen
Mantel i und dem Kopf 2 zusammen, dessen zylindrische `'Wandung genügend stark:
ist, tun das Eindrehen verhältnismäßig tiefer Ringnuten (, zu erinöglicheit, wobei
er noch genügende Wandstärke für die verlangte Widerstandsfähigkeit behält. Im Mantel
F sind einander gegenüberliegende Üffnungen 3 vorgesehen, durch die sich die Kolbenbolzenaugen
4 erstrecken. Die Augen 4 hängen .
durch einen Fortsatz 4a einheitlich
mit den flachen und zylindrischen Seitenwandteilen des Kopfes :2 zusammen. Um dem
flachen Teil des- Kopfes :2 zusätzliche Stärke zu verleihen sowie zur Verbindung
der Fortsätze 4a sind Rippen 4b vorgesehen, die mit dem Kopf aus einem Stück bestehen.
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Wie insbesondere die Fig.3 und 5 erkennen lassen, gehen die einheitlichen
Flächen der Augen 4 sowie der Fortsätze 4a im wesentlichen in der Längsrichtung
ununterbrochen durch, wodurch eine Ebene geschaffen wird, die im wesentlichen rechtwinklig
zu der Innenfläche des flachen Teiles des Kopfes 2 liegt. Dies Merkmal ist für das
Gießen des Kolbens von Wichtigkeit, da dadurch Unterschneidungen vermieden werden,
die die Verwendung eines einheitlichen Kernes ausschließen würden.
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Innerhalb des Außenmantels i ist ein innerer Mantel 8 vorgesehen,
der im wesentlichen konzentrisch zum äußeren Mantel liegt und mit dem Kopf 2 sowie
den Augen 4 in der im nachstehenden beschriebenen Weise aus einem Stück gegossen
ist. Der äußere und der innere Mantel 8 sind vom Kopf 2 durch einen Zwischenraum
5 getrennt, derart, daß der äußere Mantel mit Abstand vom Kopf 2 endet, mit ihm
aber durch Vermittlung des inneren Mantels 8, der Augen 4 sowie der Fortsätze 4a
in Verbindung steht. Wie insbesondere Fig. 5 erkennen läßt, ist die Gesamtdicke
des äußeren Mantels i, des inneren Mantels 8 sowie des Zwischenraumes zwischen ihnen
gleich der Dicke der zylindrischen Wand des Kopfes Bei dem fertigen Kolben weist
der innere Mantel 8 zwei besondere Teile auf, die je mit einem Auge 4 und mit dem
äußeren Mantel i an von den betreffenden Augen entfernt liegenden Stellen in einem
Stück zusammenhängen, und zwar liegen die Verbindungsstellen zwischen dem inneren
Mantel und dem äußeren Mantel annähernd um 9o° versetzt zu der Kolbenbolzenachse.
Der innere Mantel könnte als vollständiger Hohlzylinder ausgebildet sein.
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Der äußere Mantel i ist in zwei besondere Teile unterteilt und in
diesem Falle in der Gegend der Augen .4 mit schrägen Schlitzen versehen. Die Teilung
kann entweder unterhalb der Augen ¢ oder zwischen den inneren Mantelteilen 8 durchgeführt
werden.
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Beim praktischen Gebrauch kommt der Kopf 2 mit der Wandung des Zylinders
natürlich nicht unmittelbar in Berührung; vielmehr wird die Berührung durch die
üblichen, in die Nuten 6 eingelassenen Kolbenringe vermittelt. Vermöge der oben
beschriebenen besonderen Bauart hält der Mantel eine im wesentlichen gleichförmige
Berührung mit den Zylinderwänden unter allen Bedingungen aufrecht.
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Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines Kolbens aus einer
Aluminiumlegierung beschränkt; sie ist aber von besonderem Nutzen, wenn der Kolben
Aluminium enthält, das eine erhebliche Neigung zur Ausdehnung unter -der Einwirkung
von Wärme zeigt. Der äußere Mantel i dehnt sich bei der Erwärmung natürlich in der
Umfangsrichtung aus, da die Zylinderwandung seine Ausdehnung -in radialer Richtung
verhindert.
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Infolgedessen wird der durch die Ausdehnung des Kolbens veranlaßte
Höchstdruck auf die Zylinderwandung durch die Biegsamkeit des inneren und des äußeren
Mantels begrenzt. Die größte Biegsamkeit wird dadurch erzielt, daß die Verbindungsstellen
zwischen den inneren Mantelteilen und dem äußeren Mantel annähernd um 9o° versetzt
zu der Kolbenbolzenachse liegen.