DE579058C

DE579058C - Kolben mit Kugelgelenk fuer die Verbindung mit der Pleuelstange

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Publication number: DE579058C
Application number: DEL82432D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-11-15
Filing date: 1932-11-15
Publication date: 1933-06-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kolben, bei denen die Verbindung zwischen dem Kolben und der Pleuelstange durch ein Kugelgelenk hergestellt wird. Der Gegenstand der Erfindung ist eine verbesserte Konstruktion eines Kugelgelenkes, die es ermöglicht, daß der Kolben sich in der Zylinderbohrung gegenüber der Pleuelstange einstellt, derart, daß dadurch das freie Arbeiten des Gelenkes nicht beeinträchtigt wird.

Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Verbrennungskraftmaschinen, bei denen wegen der Ausdehnung des Zylinderblockes in einer zur Kurbelwelle parallelen Richtung die Zylinder bestrebt sind, sich etwas zu deformieren.

Gemäß der Erfindung ist die Schwingungsmitte der Gelenkverbindung feststehend in bezug auf den Kolben, wobei jedoch Vorsorge getroffen ist für eine begrenzte Relativbewegung zwischen der Pleuelstange und der Verbindung in einer zur Achse der Kurbelwelle parallelen Richtung.

Ferner ist Vorsorge getroffen dafür, daß die Gelenkverbindung den starken Beanspruchungen widersteht, denen sie während der Arbeit ausgesetzt ist, und daß eine genügende Zufuhr des Schmiermittels mit Sicherheit zu den Arbeitsflächen der Gelenkverbindung gelangt.

Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung dargestellt.

Fig. ι und 2 sind zwei zueinander unter einem rechten Winkel versetzte Senkrechtschnitte durch die Gelenkverbindung.

Fig. 3 und 4 sind gleiche Ansichten einer etwas abweichenden Ausführungsform.

Die Pleuelstange ist verbunden mit dem Kolben b, welcher entweder in der Form gegossen oder geschmiedet sein kann. Er besteht aus einer geeigneten Legierung und weist in seinem Inneren eine zentrale Säule oder ein Rohr V auf. Dieses kann angegossen oder an den Kolbenboden oder Mantel befestigt sein, um als Mittel für die Anbringung der Schale c des Kugelgelenkes zu dienen. Das Ende der Pleuelstange besitzt einen flachen Kopf α', welcher sich in einer zur Längsachse der Stange rechten Ebene erstreckt. Die Kugel d ist in derselben Ebene in zwei Teile geteilt, um ein Einbauen derselben zu ermöglichen. Der untere Teil d' der Kugel ist weiter diametral unterteilt und mit einer zentral sich erstreckenden Öffnung dr- -versehen, um mit begrenztem Spiel den Hals der Pleuelstange unter dem Kopf α' Ά\ιϊζη-nehmen. Die sich berührenden Flächen des oberen Kugelteiles und des flachen Stangenkopfes greifen ineinander mittels Zunge und Nut α², d^a entlang einem zur Achse der Kurbelwelle parallelen Durchmesser, so daß eine begrenzte Relativbewegung zwischen der Kugel d und der Stange α nur in einer Richtung möglich ist. Die Kugelteile können aus

irgendeinem geeigneten Metall oder Material hergestellt sein, welches den Beanspruchungen und der Abnutzung widerstehen kann, der sie während der Arbeit unterworfen sind. Beispielsweise können diese Teile aus einer Mischung von Graphit und einem Nichteisenmetall, wie Kupfer, hergestellt sein, wobei diese beiden Bestandteile in granuliertem Zustande gemischt und einem hohen Druck in ίο Formen unterworfen werden, welche die Gestalt der Kugelteile aufweisen. Diese Mischung vereinigt in sich die Vorteile des Widerstandes gegen starke Reibung und einer Porosität, die ein Durchdringen des Schmieröles gestattet.

Die Schale c besteht aus dem oberen und dem unteren Teil c, c', von welchen Teilen der erstere in der Säule oder dem Rohr V sitzt, während der untere Teil c', welcher eine Zentralöffnung c² von einem derart genügenden Durchmesser aufweist, daß ein Spiel für den Kopf a' der Stange frei bleibt, in seiner Lage mittels einer Muffe oder eines Kragens e gesichert wird, der in das Ende der genannten Säule oder des Rohres hineingeschraubt wird und sich gegen die Lippe c⁴ des unteren Schalenteiles c' anlegt. Dieser Kragen kann entweder nach Fig. 1 und 2 einen besonderen Teil für sich bilden, oder er kann auch nach Fig. 3 und 4 aus einem Stück mit der unteren Schale c' hergestellt sein.

Wenn der Kolben und der Kragen aus Metallen mit verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten bestehen, so sind die zusammenwirkenden Schraubengewinde vorzugsweise von quadratischem Querschnitt. Wenn wegen der Ausdehnung eine Relativbewegung zwischen den Gewinden stattfindet, so hat der Kragen ein geringeres Bestreben lose zu werden, da zumindest ein Teil der Flanken der quadratischen Schraubengänge auf einem der Teile stets in Berührung bleibt mit dem Gewindeflanken des anderen Teiles.

Um den oberen Lagerschalenteil widerstandsfähig gegen Zugbeanspruchungen zu machen, denen er beim Laufen der Maschine ausgesetzt ist, ist dieser Teil gemäß Fig. 1 und 2 durch den äußeren Flansch c⁵ verstärkt, dessen Dicke diejenige der Schalenwand übersteigt. Dieser Flansch kann am äußeren Umfang ausgehöhlt sein, um unnötiges Gewicht zu vermeiden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 ist die Trennfläche zwischen den Teilen c und c' der Lagerschale nicht durch die Mitte des Gelenkes, sondern etwas von der Mitte gegen den Kolbenboden versetzt hindurchgeführt, wodurch die Größe der Zugkräfte in der- oberen Schalenhälfte verringert wird.

fio Es kann in irgendeiner geeigneten Weise für die Zufuhr des Schmiermittels zum Gelenk vorgesorgt werden. Z. B. kann der obere Teil der Kugel d durchbohrt und mit einem Ölkanal dⁱ versehen sein, dessen eines Ende mit einer Ölzufuhr/ am Kopfe der Pleuelstange in Verbindung steht, während das andere Ende gegen eine kleine Vertiefung in der Lagerschale sich öffnet. In diesem Zusammenhange ist zu erwähnen, daß die Nut d^s, welche die Rippe oder Zunge auf dem flachen Ende der Pleuelstange aufnimmt und in der oberen Kugelhälfte d angeordnet ist, nicht durch den ganzen Querschnitt der Kugel geht, sondern an jedem Ende geschlossen ist, wobei genügend Spiel gelassen ist, damit eine ReIativbewegung zwischen dem Gelenk und der Pleuelstange in einer zur Achse der Kurbelwelle parallelen Richtung stattfinden kann. Die Nut ist an den Enden geschlossen, um das Gelenk öldicht zu machen und zu verhindern, daß das Schmieröl zwischen den Teilen der Kugel entweicht anstatt in die Vertiefung c³ zu gelangen, um die arbeitenden Flächen zwischen Kugel und Pfanne zu beliefern.

Man erkennt, daß durch diese Mittel der Erfindung der Kolben sich frei einstellen kann, nicht nur in bezug auf die Neigung der Pleuelstange, sondern auch in bezug auf den Zylinder, sofern- das axiale Ausrichten von Zylinder und Kurbelwelle durch die Ausdehnung des Zylinderblockes in der Längsrichtung schädlich beeinflußt wird. Da überdies der Kolben sich frei um das Ende der Pleuelstange drehen kann, muß die Kolbenfläche, die während der einen Umdrehung als Druckfläche wirkt, nicht notwendigerweise als Druckfläche während der nächsten oder einer anderen Umdrehung wirken. Dank der Anwendung der vorliegenden Erfindung kann auch die Kolbenwand von einem gleichmäßi- i°o gen und dünnen Querschnitt hergestellt werden, wodurch die Gefahr einer Deformation vermieden und das Gewicht verringert wird. Auch ist errechnet worden, daß der neue Kolben in der Herstellung billiger ist als bei der Verwendung der hergebrachten Ausführung mit Kolbenzapfen.

Claims

Patentansprüche:

i. Kolben mit Kugelgelenk für die Verbindung mit der Pleuelstange eines Motors, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel, die in einer festen Lagerpfanne (c) im Kolben (b) sich frei drehen kann, aus Teilen (d, d') oberhalb und unterhalb des Kopfes (α') der Pleuelstange (a) besteht und sich in einer zur Achse der Kurbelwelle parallelen Richtung frei bewegen kann.
2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil (d) der Kugel mit einer diametralen Nut oder

Vertiefung (d³) in ihrer ebenen Stirnfläche versehen ist, welche einen Vorsprung (α²) des Kopfes (a') der Pleuelstange (a) aufnehmen kann, wobei die Länge dieser Nut zwar größer als der Vorsprung, aber kleiner als der Kugeldurchmesser ist.
3. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugellagerschale aus einem oberen und einem unteren Teile (c, c') besteht, von denen der erstere in einem röhrenförmigen Vorsprung des Kolbenbodens sitzt und mit einem Verstärkungsflansch (c⁵) versehen ist, der dicker ist als die Schalenwand.
4. Kolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenteile (c, c') nach einer Ebene geteilt sind, die zwar senkrecht zur Kolbenachse steht, aber gegen den Mittelpunkt des Kugelgelenkes in Richtung vom Kolbenboden versetzt ist.
5. Kolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenteile in ihrer Lage in röhrenförmigen Vorsprung (&') des Kolbenbodens, in der sie die Kugelteile und den Kopf der Pleuelstangen einschließen, gesichert sind durch einen Kragen (e), der aus einem Stück mit dem unteren Schalenteil (c') oder auch für sich gesondert ausgeführt ist und in das offene Ende des röhrenförmigen Vorsprunges (b^r) hereingeschraubt werden kann.

Hierzu t Blatt Zeichnungen