DE637796C - Kolben mit durchgehender Laengsschlitzung des Kolbenmantels und mit besonderem Bodenteil, wobei Mantel und Boden keine Kolbenringe tragen - Google Patents

Description

Bei allen in Kolbenmaschinen zur Verwendung kommenden Kolben ergeben sich nach längerer Laufzeit eine Reihe Störungen, wie einseitiger Verschleiß der Kolbenlaufbahn, wodurch Ausbuchtungen im oberen Teil der Kolbenlaufbahn entstehen, die dann das Nachlassen der Maschinenleistung, Durchblasen, übermäßigen Öl- und Brennstoffverbrauch, Klappern des Kolbens in der Kolbenlaufbahn zur Folge haben. Alle diese Übelstände sind zurückzuführen auf die Abnutzung der Kolbenlaufbahn durch die Kolbenringe, die Abnutzung der letzteren in radialer wie axialer Richtung und Abnutzung der Kolbenringnuten. Durch die in letzter Zeit eingeführten Kolben mit besonderem Ringträger und durch auswechselbare Zylinderlaufbüchsen wird an den vorstehend angeführten Mißständen nicht viel geändert. Es sind auch bereits. Kolben bekanntgeworden, die keine Kolbenringe tragen. Bei diesen ist der Mantel vom Kolbenboden getrennt und erhält seine Führung auf den am Kolbenboden festsitzenden Kolbenbolzenaugen und ist außerdem durchgehend längs geschlitzt. Diese Kolben haben ein verhältnismäßig hohes Gewicht, da sie mit der ganzen Mantelfläche tragen. Hieraus ergibt sich, unterstützt durch die wechselseitige Tätigkeit des KoI-bens, eine verhältnismäßig rasche Abnutzung der Führungen des Mantels auf dem Bodenteil, was dann das Klopfen des Kolbens zur Folge hat. Außerdem besteht keine Möglichkeit, den Anpreßdruck des geschlitzten Mantels an die Zylinderwandung zu beeinflussen.

Die Erfindung sucht diese Übelstände zu beseitigen, indem der Kolbenboden senkrecht zur Kolbenlängsachse nach dem Schlitz des Mantels hin federnd an diesen angepreßt gehalten ist. Zu diesem Zweck greift das auf der Stirnfläche des Mantels aufliegende Bodenteil mit einem Vorsprung in eine Aussparung der Stirnfläche des Mantels ein, wobei sich beide Teile in symmetrisch zum Mantellängsschlitz angeordneten, nach dem Schlitz hin geneigt verlaufenden Gleitflächen führen, und außerdem weist die Mantelstirnfläche von ihrer Aussparung nach dem Umfang hin etwa radial verlaufende Schlitze auf. Ferner verläuft die Auflagefläche zwischen Bodenteil und Mantelstirnfläche nach dem Mantelschlitz zugeneigt zur Kolbenlängsachse.

Die Erfindung ist auf der Zeichnung beispielsweise erläutert. Die Abbildungen stellen dar: Abb. 1 Vorderansicht des Kolbens, Abb. 2 Schnitt nach der Linie A-B, Abb. 3 Schnitt nach der Linie C-D, Abb. 4 Schnitt nach der Linie E-P₁ Abb. S Ansicht des Kolbens (in Pfeilrichtung A Abb. 2), Abb. 6 Oberansicht der Mantelstirnfläche, Abb. 7 Befestigungsblech für den Kolbenboden.

Um einen leicht federnden Kolben ohne Kolbenringe herzustellen, wird ein leichter Mantel 1 mit festen Laufflächen 2 vor jedem Ende und einer Stirnauflagefläche 3 für den

besonderen Kolbenboden 4 verwendet. Um zu erreichen, daß' sich die beiden Laufflächen 2 (letztere sind durch eine Ringnute 5 geteilt, mit Aussparungen 6 versehen, die auch die Schmierung des Kolbens übernehmen) trotznatürlichem Verschleiß immer federnd an die Kolbenlaufbahn anpressen, ist der KcJben^ mantel 1 in Längsrichtung durchgehend geschlitzt. Dieser Längsschlitz 7 verläuft, Ansatzbildungen verhindernd, durch das eine Kolbenbolzenlager 8. Zwischen den beiden Laufflächen 2 an jedem Ende hat der Kolbenmantel 1 weitere Aussparungen 9, um ihn elastischer und leichter zu gestalten. Diese Aussparungen9 dienen gleichfalls zur Schmierung und bringen eine große Gewichtsersparnis.

■ Die Auflagefläche 3 fur den Kolbenboden 4 hat eine etwa rechteckige Aussparung 10, in die der Kolbenboden 4 mit einem Vorsprung 11 eingreift. Die rechteckige Aussparung 10 hat zwei Paar symmetrisch zum Mantellängsschlitz 7 angeordnete, nach dem Schlitz hin geneigt verlaufende Gleitflächen 12, in denen der Kolbenboden mit entsprechenden Gleitflächen 13 seines Vorsprungs 11 geführt ist. In dem Vorsprung 11 des Kolbenbodens 4 sind außerdem in der dem Mantelschlitz gegenüberliegenden Begrenzungsfläche Druckfedern 14 angeordnet, die sich gegen die entsprechende Aussparungsfläche 15 der Mantelstirnfläche legen und den Kolbenboden 4 dauernd nach dem Mantelschlitz 7 hin zu verschieben suchen. Hierfür ist die Länge des Kolbenbodenvorsprungs 11 in Richtung der Mantelschlitzebene etwas kürzer als die Aussparung 10 in der Mantelstirnfläche, und außerdem weist diese von den Ecken der Aussparung nach dem Umfang hin radial verlaufende Schlitze 17 auf.

Weiterhin ist die Auflagefläche 18 zwischen Bodenteil 4 und Mantelstirnfläche 3 nach dem Mantelschlitz 7 zu, geneigt zur Kolbenlängsachse, derart, daß der Boden 4 nach dem Mantelschlitz zu stärker wird. Der Kolbenboden trägt etwa mit einem Drittel seines Umfangs in der Kolbenlaufbahn, und zwar vom Längsschlitz des Mantels nach beiden Seiten gleichmäßig. Der andere Teil ist zurückgedreht, also kleiner, damit er sich bei Ausdehnung nicht aufhängen kann und abreißt. Der Kolbenboden 4 wird an der Mantelstirnfläche 3 durch ein Blech 19 federnd gehalten, ohne die Federung des Kolbenmantels zu behindern. Das im Mantelschlitz 7 liegende Kolbenbolzenlager 8 ist vierkantig ausgebildet, und der Bolzen 20 ist mit seinem entsprechend vierkantig ausgebildeten Ende 21 in Kolbenlängsrichtung satt darin eingepaßt, während er in Richtung senkrecht dazu im Lager Spiel hat, um das Arbeiten des Mantels nicht zu behindern. Auch hat der Bolzen in diesen Flächen Anbohrungen 22, in die Druckfedern 23 eingreifen, um den Bolzen gegen Durchrutschen zu sichern und den ;';_;i|'äjbenmantel an die Kolbenlaufbahn zu pres-."'^BOl^: Am anderen Ende ist der Bolzen 20 zylindrisch.und fest eingepaßt. Das Kolbenbolzenlager erhält durch die vierkantige Ausbildung eine größtmögliche Tragfläche für den Kolbenbolzen und gewährt dem aufgeschnittenen Teil des Kolbenmantels Halt gegen ein Verschieben in Längsrichtung des Schlitzes. Der Kolbenmantel ist ferner an seinem dem Kolbenboden abgekehrten Ende in dem Schlitz 7 mit einer Druckfeder 24 versehen, durch letztere wird ebenfalls der Mantel an die Kolbenlaufbahn gepreßt und gehalten.

Die keilförmige Ausbildung der Auflagefläche zwischen Kolbenboden und Mantelstirnfläche, geneigt zur Kolbenlängsachse, wie der Gleitflächen am vorspringenden Teil des Kolbenbodens und in der Aussparung der Mantelstirnfläche im Verein mit den Federn im Kolbenbodenvorsprung, wie Kolbenmantel und Schlitzen der Mantelstirnfläche, gibt dem Kolbenboden und Mantel eine gute Führung, ohne die Federung des Mantels zu behindern; denn bei dem dauernd unter gleichmäßigem Druck an der Kolbenlaufbahn anliegenden Mantel ist ein Kippen unmöglich, es können keine Geräusche entstehen, beim Druck und Richtungswechsel kann er nicht sich selbst und die Kolbenlaufbahn zerschlagen. Bei der praktisch auftretenden hohen Betriebstemperatur kann nur der Kolbenmantel dem durch das Wachsen des Kolbendurchmessers erzeugten größeren Anpressungsdruck nach innen federnd nachgeben. Er wird daher vom Temperaturwechsel unabhängig. Der Kolben kann mit seiner äußeren Bodenkante etwas über die Oberkante der Kolbenlaufbahn hinausgehen, trotzdem wird der Kolbenboden nicht aus der Kolbenlaufbahn gedrängt. Nach unten durchstößt der Kolben die Laufbahn ebenso um 1 bis 2 mm. Es wird erreicht, daß die Laufflächen des Kolbens und der tragende Teil des Kolbenbodens alle Teile der Kolbenlaufbahn angreifen. Es können keine Ausbuchtungen in der Kolbenlaufbahn entstehen, wie das bei Kolben mit Ringen unvermeidlich ist. Auch ist ein Unrundlaufen der Kolbenlaufbahn nicht möglich, denn durch die radial nach dem Kolbenumfang zu verlaufenden Einschnitte in der Mantelstirnfläche wird der mit minus ³/₁₀₀ eingepaßte Kolben so elastisch, daß sich auch die vom Mantelschlitz abgekehrten Laufflächenteile gleichmäßig an die Kolbenlaufbahn anlegen und geringe Unebenheiten sich von selbst abschleifen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι. Kolben mit durchgehender Längsschlitzung des Kolbenmantels und mit besonderem Bodenteil, wobei Mantel und Boden keine Kolbenringe tragen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenboden (4) senkrecht zur Kolbenlängsachse nach dem Schlitz (7) des Mantels hin federnd an diesen angepreßt gehalten ist.
2. 2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Stirnfläche des Mantels (3) aufliegende Bodenteil (4) mit einem Vorsprung (11) in eine Aussparung (10) der Stirnfläche des Mantels eingreift, wobei sich beide Teile in symmetrisch zum Mantellängsschnitt angeordneten, nach dem Schlitz hin geneigt verlaufenden Gleitflächen (12 und 13) führen, und daß außerdem die Mantelstirnfläche (3) von ihrer Aussparung (10) nach dem Umfang hin etwa radial verlaufende Schlitze (17) aufweist.
3. 3. Kolben nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche zwischen Bodenteil (4) und Mantelstirnfläche (3) nach dem Mantelschlitz (7) zu geneigt zur Kolbenlängsachse verläuft.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen