DE629977C

DE629977C - Arbeitskolben fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE629977C
Application number: DEH142398D
Authority: DE
Original assignee: Humboldt Deutzmotoren AG
Current assignee: Humboldt Deutzmotoren AG
Priority date: 1935-01-11
Filing date: 1935-01-11
Publication date: 1936-05-16

Description

Arbeitskolben für Brennkraftmaschinen Gegenstand der Erfindung ist ein Arbeitskolben für Brennkraftmaschinen mit einem Leichtmetallschaft und einem Kolbenboden aus einem Werkstoff geringerer Wärmedehnung, wie Stahl oder Gußeisen.
Derart zusammengesetzte Kolben sind an sich geeignet, im Betriebe besonders hohen Temperaturen standzuhalten, wie sie beispielsweise bei luftgekühlten Hochleistungsmotoren auftreten; denn die heißen Brenngase kommen nicht unmittelbar mit dem weniger wärmefesten Leichtmetallschaft in 'Berührung. Anderseits werden die guten Gleiteigenschaften und das geringe Gewicht des Leichtmetalls ausgenutzt.
Die Herstellung einer zuverlässigen Verbindung zwischen dem Leichtmetallschaft und dem Kolbenboden bereitet aber in Anbetracht der verschiedenen Wärmedehnung der beiden' Werkstoffe Schwierigkeiten. Ein bekannter Vorschlag, den stählernen Kolbenboden einfach durch parallel zur Kolbenachse bzw. einen gleichachsig liegenden Schraubenbolzen mit dem Leichtmetallschaft zu verbinden, ist nach früheren Erfahrungen völlig unzureichend. Insbesondere erhält der obere Teil des Leichtmetallschaftes, wenn er bei hohen Temperaturen in den Zylinder paßt, bei niedrigen Belastungen der Maschine ein zu großes Spiel.
Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß der Leichtmetallschaft auf einen mit dem Kolbenboden ein Stück bildenden, den Kolbenbolzen tragenden Ringteil aufgeschrumpft wird. Als Werkstoff für den Kolbenbodenteil wird vorzugsweise ein hochhitzebeständiger Stahl gewählt. Die Befestigung des Leichtmetallschaftes durch Schrumpfung, die zur Sicherung gegen eine Verschiebung beispielsweise in einer Gewindefläche erfolgt, hat den besonderen Zweck, dem oberen Schaftteil eine solche Vorspannung zu geben, daß die Wärmedehnung des Kolbens sich im Betriebe im wesentlichen nach dem inneren Stahlring richtet. Dadurch wird bei allen auftretenden Temperaturen ein etwa gleichbleibendes Kolbenspiel im Zylinder erreicht. Die Schrumpfspannung muß genügend groß sein, um noch bei der höchsten Temperatur eine Lockerung der Verbindung zu vermeiden. Diese Verhältnisse werden am vollkommensten verwirklicht, wenn im wesentlichen nur der äußere Leichtmetallschaft eine Vorspannung erhält und die Wandstärke des inneren Stahlringes so groß ist, daß er bei der Schrumpfung eine möglichst geringe Zusammendrückung erfährt.
Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Abb. i zeigt einen Kolben im Längsschnitt und Abb. z einen Querschnitt in Höhe des Kolbenbolzens. Abb.3 ist ein teilweiser Längsschnitt durch die zweite Ausführungsform.
Der Kolben nach Abb. i und z besitzt einen ringförmigen inneren Stahlkörper a, der zusammen mit dem Kolbenboden b ein Stück bildet: Der ringförmige Teil ist mit Außengewinde c versehen; das in ein entsprechendes Gegengewinde des Leichtrrietallschaftes d eingreift. Der Schaft wird vö--dem Zusammenschrauben derart erwärmt, daß er eine wesentliche Vorspannung auf Zug zurückbehält, die im Betriebe eine Verminderung der Wärmedehnung bewirkt. Zwischen dem Kolbenboden b und dem inneren Ring a ist eine an sich bekannte schwache Stelle e zur Drosselung der Wärmeleitung vorgesehen. .Der Ringteil selbst ist erheblich stärker ausgebildet, damit keine örtliche Überhitzung im oberen Teil des Leichtmetallschaftes eintritt. Der Querschnitt des inneren Stahlringes wurde nach unten hin verjüngt, da die abzuleitende Wärmemenge entsprechend abnimmt. Diese Formgebung trägt auch dem Umstand Rechnung, daß die Schrumpfspannung im unteren Teil des Kolbens wegen der niedrigeren Betriebstemperatur geringer sein darf als oben. Der Kolbenbolzen f wird von zwei Augen g des Stahlringes getragen und an jedem Ende durch einen Sprengring lt gegen Verschiebung gesichert.
Beim Kölben nach Abb. 3 ist an der Stelle, wo der Leichtmetallschaft d auf den Kolbenboden b aufstößt, eine besondere Dichtung vorgesehen. Das Gewinde ist-gegemdenDichtungsring j mit Vorspannung angeschraubt, so daß auch bei hohen Temperaturen die Flächen sich nicht voneinander abheben.

Claims

PATENTANSPRUCH: Arbeitskolben für Brennkraftmaschinen mit einem Leichtmetallschaft 'und einem Kolbenboden aus einem Werkstoff geringerer Wärmedehnung, wie Stahl oder Gußeisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Leichtmetallschaft (d) auf einen mit dem Kolbenboden (b) ein Stück bildenden, den Kolbenbolzen (f) tragenden Ringteil (a) aufgeschrumpft ist.