DE579599C

DE579599C - Light metal pistons for internal combustion engines

Info

Publication number: DE579599C
Application number: DEK123581D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-12-25
Filing date: 1931-12-25
Publication date: 1933-06-28

Description

Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezweckt die Weiterbildung des Leichtmetallkolbens mit Stahlringen nach Patent 577 388, bei welchem in Ringnuten der Lauffläche des nachgiebigen Kolbenmantels Stahlbänder in gegebenenfalls angewärmtem Zustande eingepreßt und hierauf unter Spannung an den Enden verbunden sind, um die bei in den Leichtmetallmantel eingegossenen. Stahlringen bisher infolge der verschieden starken Schrumpfung beim Erkalten sich bildenden Zwischenräume und ungehinderten Dehnungen des Leichtmetallmantels bei der Erwärmung zu vermeiden. Durch Versuche ist gefunden worden, daß diese Wirkungen auch bei eingegossenen Stahlringen erzielt werden können, wenn erfindungsgemäß die eingegossenen Stahlringe durch einen oder mehrere Einschnitte o. dgl. nachgiebig ausgebildet und die Zwischenräume bzw. Schlitze nach dem Erkalten des Kolbens z. B. durch Schweißung geschlossen sind. Durch die geschlitzte und hierdurch nachgiebige Ausbildung der eingegossenen Stahlringe passen sich diese der Schrumpfung des Kolbens beim Erstarren an und liegen somit sowohl in kaltem als auch in erwärtem Zustande des Kolbens ohne jegliches Spiel in dem Leichtmetall fest eingebettet, so daß der Leichtmetallmantel sich nur so weit ausdehnen kann, als dies die Stahlringe -durch ihre Eigenausdehnung zulassen. Auch bei eingegossenen Stahlringen wird somit durch die nachgiebige Ausbildung der Stahlringe beim Eingießen und die nachträgliche Versch-,veißung der Zwischenräume die Wärmeausdehnung des Kolbenmantels derart geregelt, daß die radiale Ausdehnung des Leichtmetallmantels nur in den durch die Ausdehnung der Stahlringe bestimmten Grenzen erfolgen kann. Die über diese Grenzen hinausgehende Wärmeausdehnung des Leichtmetallmantels wird entsprechend dem Hauptpatent vorzugsweise durch im Kolbenmantel vorgesehene Vertiefungen mit nachgiebigen Wandungen und dadurch ermöglichte Dehnungen konzentrisch zum Mantelumfang ausgeglichen.Light metal pistons for internal combustion engines The invention aims the development of the light metal piston with steel rings according to patent 577 388 which steel strips in possibly warmed-in condition and then under tension to the Ends are connected to the cast in the light metal jacket. Steel rings up to now as a result of the varying degrees of shrinkage when cooling down Gaps and unhindered expansion of the light metal jacket when heated to avoid. It has been found through experiments that these effects also occur with poured-in Steel rings can be achieved if, according to the invention, the cast steel rings by one or more incisions or the like. Resilient and the spaces or slots after the piston has cooled down, for. B. are closed by welding. Due to the slotted and thus flexible design of the cast steel rings These adapt to the shrinkage of the piston as it solidifies and are therefore located both in the cold and in the warmed condition of the piston without any play firmly embedded in the light metal, so that the light metal jacket is just so can expand far than the steel rings allow - due to their own expansion. Even with cast steel rings, the flexible design of the Steel rings when pouring in and the subsequent fusing and whitening of the gaps the thermal expansion of the piston skirt controlled in such a way that the radial expansion of the light metal jacket only in the areas determined by the expansion of the steel rings Limits can be made. The thermal expansion of the beyond these limits Light metal jacket is preferably in the piston skirt according to the main patent provided indentations with flexible walls and thereby made possible expansions Balanced concentrically to the circumference of the jacket.

Die Stahlringe weisen erfindungsgemäß vorteilhaft an den den Einbuchtungen des Kolbenmantels entsprechenden Stellen nach innen gerichtete, die Einbuchtungen abdeckende Lappen und gegebenenfalls nach außen vorstehende Ansätze auf, wodurch der Vorteil erzielt wird, daß das vom Kurbelgetriebe abgeschleuderte Schmieröl nicht in die Einbuchtungen und in die Zone der Kolbenringe eindringen kann. In. den die Einbuchtungen abdeckenden Lappen können erfindungsgemäß die die Nachgiebigkeit der Stahlringe beim Schrumpfvorgang gewährleistenden Zwischenräume bzw. Schlitze vorgesehen sein, welche vorzugsweise nicht durchgehend ausgebildet sind, sondern zwischen den einzelnen Stahliingteilen eine schmale Verbindungszone belassen, welche dem Stahlring genügend Halt geben und außerdem verhindern, daß beim Gießen flüssiges Metall in die Schlitze läuft.According to the invention, the steel rings advantageously point at the indentations of the piston skirt corresponding points inwardly directed, the indentations covering flaps and possibly outwardly protruding approaches, whereby the advantage is achieved that the lubricating oil thrown off by the crank mechanism is not can penetrate into the indentations and into the zone of the piston rings. In. the the According to the invention, tabs covering indentations can reduce the flexibility of the Interstices or slots ensuring steel rings during the shrinking process are provided be, which are preferably not formed continuously, but between the individual Steel parts leave a narrow connection zone, which give the steel ring enough support and also prevent it from being poured Liquid metal runs into the slots.

Die Breite der Zwischenräume bzw. Schlitze wird dem Maß der Schrumpfung entsprechend gewählt. Der Außendurchmesser der Stahlringe wird zweckmäßig etwas kleiner als der Metallmantel bemessen, so daß die Stahlringe nicht einen Teil der Kolbenlauffläche bilden, sondern mit Ausnahme der die Einbuchtungen des Kolbenmantels abdeckenden Lappen vollständig in dem Leichtmetall des Kolbenmantels fest eingebettet liegen.The width of the gaps or slits is the amount of shrinkage chosen accordingly. The outer diameter of the steel rings becomes a little useful sized smaller than the metal jacket so that the steel rings are not part of the Form piston running surface, but with the exception of the indentations of the piston skirt covering rag completely embedded in the light metal of the piston skirt lie.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei rechteckiger oder ähnlicher Profilierung die Breitseiten der Stahlringe senkrecht zur Lauffläche des Kolbenmantels gerichtet sind, wodurch eine besonders weitgehende Versteifung des Kolbens gewährleistet ist. Bei dieser Ausbildung und Anordnung der Stahlringe weist der der Kolbenmündung benachbarte Stahlring an der Innenseite in den parallel zum Bolzenlager liegenden Teilen erfindungsgemäß rechtwinklige Abbiegungen auf, die zweckmäßig zum Kolbenboden gerichtet sind und dazu dienen, einen genügend großen Raum im Kolbeninnern für den Ausschlag der Pleuelstange zu gewährleisten. Der dem Bolzenlager benachbarte Stahlring weist erfindungsgemäß an den den Lageraugen entsprechenden, diametral gegenüberliegenden Stellen mit Öffnungen für die Verbindungsstege des Kolbenbodens mit dem Kolbenmantel versehene Verbreiterungen auf.A particularly advantageous embodiment of the invention is thereby characterized in that the broad sides with rectangular or similar profiling the steel rings are directed perpendicular to the running surface of the piston skirt, whereby a particularly extensive stiffening of the piston is guaranteed. At this The design and arrangement of the steel rings is the same as the one adjacent to the piston orifice Steel ring on the inside in the parts lying parallel to the pin bearing according to the invention right-angled bends, which are appropriately directed to the piston crown and serve to create a sufficiently large space inside the piston for the deflection of the connecting rod to ensure. According to the invention, the steel ring adjacent to the pin bearing has at the diametrically opposite points with openings corresponding to the bearing eyes for the connecting webs of the piston crown provided with the piston skirt on.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel.The drawing illustrates the invention using an exemplary embodiment.

Abb. i ist ein Längsschnitt durch den neuen Leichtmetallkolben quer zum Bolzenlager. Abb. z ist ein Längsschnitt durch den in Abb. i dargestellten Kolben in Richtung des Bolzenlagers.Fig. I is a longitudinal section through the new light metal piston to the bolt bearing. Fig. Z is a longitudinal section through the piston shown in Fig. I in the direction of the pin bearing.

Abb.3 zeigt den Leichtmetallkolben im Querschnitt gemäß der Linie i-i in Abb. i. Abb. 4 ist ein Querschnitt durch den Kolben gemäß der Linie 2-z in Abb. z. -Abb. 5 zeigt eine Ausführungsform des dem Kolbenbolzenlager benachbarten Stahlringes in gesonderter Darstellung vor dem Eingießen im Grundriß.Fig.3 shows the light metal piston in cross section according to the line i-i in Fig. i. Figure 4 is a cross-section through the piston along line 2-z in Fig. Z. - Fig. 5 shows an embodiment of the piston pin bearing adjacent to the piston pin bearing Steel ring in a separate representation before pouring in the plan.

Abb. 6 ist ein Schnitt gemäß der Linie i-i in Abb. 5.Fig. 6 is a section along the line i-i in Fig. 5.

Abb.7 zeigt den Stahlring im Schnitt gemäß der Linie 2-z in Abb. 5.Fig.7 shows the steel ring in section along the line 2-z in Fig. 5.

Abb.8 veranschaulicht eine Ausführungsform des der Kolbenmündung benachbarten Stahlringes in gesonderter Darstellung im Grundriß.Figure 8 illustrates an embodiment of the one adjacent to the piston mouth Steel ring in a separate representation in the plan.

Abb. 9 ist ein Schnitt gemäß der Linie 3-3, Abb. i o ein Schnitt gemäß der Linie 4-4 in Abb. B.Fig. 9 is a section along line 3-3, Fig. 10 is a section along line 4-4 in Fig. B.

Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel besitzen die Stahlringeg, g1 an zwei gegenüberliegenden Stellen Schlitze.o, welche beim Schrumpfvorgang den Stahlringen ermöglichen, sich dem Leichtmetallmantel b entsprechend zusammenzuziehen, und eine feste Einbettung der Stahlringe in dem Leichtmetall ohne jegliches Spiel gewährleisten. Die Schlitze o, deren Breite der Größe der Schrumpfung entsprechend zu bemessen ist, sind durch schmale Stege p begrenzt, welche den Stahlringen genügenden Zusammenhalt bieten und gleichzeitig verhindern, daß beim Gießen flüssiges Metall in die Schlitze @eindringt. Nach dem Erkalten des Gußstückes werden die Schlitze o zugeschweißt oder auf sonstige Weise unlösbar verschlossen.In the illustrated embodiment, the steel rings have g1 at two opposite points slots. o, which during the shrinking process Steel rings allow the light metal jacket b to contract accordingly, and a firm embedding of the steel rings in the light metal without any play guarantee. The slots o, the width of which corresponds to the size of the shrinkage is to be dimensioned are limited by narrow webs p, which are sufficient for the steel rings Provide cohesion and at the same time prevent molten metal during casting @penetrates into the slots. After the casting has cooled down, the slots are o welded shut or otherwise permanently closed.

Die Stahlringe g, g1 sind mit nach innen vorragenden Lappen t und nach außen etwas vorstehenden Ansätzen v versehen, welche dazu dienen, die in dem Kolbenmantel b zwecks Ausdehnungsmöglichkeit konzentrisch zum Kolbenmantel vorgesehenen Einbuchtungen e abzudecken, und liegen bei dem in Abb. i und z gezeichneten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme der Teile t vollständig innerhalb des Leichtmetallmantels b.The steel rings g, g1 have inwardly protruding lobes t and outwardly somewhat protruding approaches v provided, which serve in the Piston skirt b provided concentrically to the piston skirt for the purpose of expansion To cover indentations e, and are in the embodiment shown in Fig. I and z with the exception of parts t completely within the light metal jacket b.

Bei dem dargestellten, im wesentlichen rechteckigen Querschnitt der Stahlringe liegen deren Breitseiten erfindungsgemäß quer zur Lauffläche des Kolbenmantels. Der der Kolbenmündung benachbarte Stahlring g weist an der Innenseite in den parallel zum Bolzenlagerd liegenden Teilen rechtwinklige Abbiegungen r auf, um ausreichenden Platz für den Ausschlags der Pleuelstange zu gewährleisten, während der dem Bolzenlager d benachbarte Stahlring g1 an den in Richtung der Lageraugen entsprechenden, diametral gegenüberliegenden Stellen mit Verbreiterungen versehen ist, welche Öffnungen u für die den Kolbenboden mit dem Mantel b verbindenden Stege c enthalten.In the illustrated, substantially rectangular cross-section of the According to the invention, the broad sides of steel rings lie transversely to the running surface of the piston skirt. The steel ring g adjacent to the piston mouth points on the inside into the parallel to the parts lying on the bolt bearingd at right-angled bends r in order to ensure sufficient Allow space for the connecting rod to deflect while the pin bearing d adjacent steel ring g1 to the corresponding diametrically in the direction of the bearing eyes opposite points is provided with widenings, which openings u for the webs c connecting the piston crown to the jacket b.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Light alloy pistons with steel rings according to patent 577 388, characterized in that the cast steel rings (g, g1) through one or more incisions or slots (o) are flexible and the latter after the flask has cooled down, for. B. be closed by silence. z. Light metal piston according to claim i, characterized in that the steel rings (g, g1) inwardly directed tabs covering the indentations (e) of the jacket (t). 3. Light metal piston according to claim i and a, thereby characterized in that the slots (o) of the steel rings (g, g1) mine or more the tabs (t) covering the indentations are provided. ¢. Light alloy pistons according to claim i to 3, characterized in that the steel rings (g, g,) on the the tabs (l) corresponding points of the circumference have protruding approaches (v). 5. Light metal piston according to claim i to q., Characterized in that the broad sides of the steel rings (g, g1) are perpendicular to the running surface of the piston skirt (b). 6th Light metal piston according to Claims 1 to 5, characterized in that that of the piston mouth Adjacent steel ring (g) on the inside in the parallel to the pin bearing (d) lying parts has right-angled bends (r). 7. Light alloy piston Claims i to 5, characterized in that the one adjacent to the pin bearing (d) Steel ring (gi) on the diametrically opposite one that corresponds to the pin bearing Make widenings with openings (u) for the connecting webs (c) of the piston head having with the piston skirt.