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Kolben für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf Kolben
für Brennkraftmaschinen, insbesondere auf Kolben, die aus einem aus Aluminium oder
einem anderen Leichtmetall gegossenen Kopf und einem Mantel aus gepreßtem Metall,
z. B. Stahl, bestehen. Hierbei ist es bekannt, um Verzerrungen, die infolge der
verschiedenen Ausdehungen des Mantels und des Kopfteiles entstehen könnten, zu vermeiden,
den Kolben und die Verbindung zwischen dem Kolben und dem Mantel in geeigneter `'leise
auszubilden. Der Kopfteil, auf den die Hülse aufgeschoben wird, kann mit Längsschlitzen
versehen werden, und der Mantel kann an Blechplatten befestigt sein, die in die
Kolbenzapfennaben eingebettet sind. Diese Verbindung so zu gestalten, daß gleichzeitig
dadurch eine wesentliche Versteifung des Kolbenmantels erzielt wird, ist ein Zweck
der vorliegenden Erfindung, die darin besteht, den Mantel mit längs verlaufenden
Einbuchtungen zu versehen und die Platten mit den dadurch entstehenden Mantelflächen
zu verschweißen. Neben dem Vorteil, daß die leicht herzustellende Verbindung zwischen
dem Kopfteil und dem Mantel außerhalb der Lauffläche des Kolbens liegt, entsteht
hierdurch gegenüber bekannten Kolben ein bedeutend festerer Blechmantel, und es
kann für den Mantel ein dünneres Blech als bisher verwendet werden. Ein weiterer
Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gute, in jeder Richtung hin
unverschiebbare Verbindung zwischen den Befestigungsplatten und den Kolbenzapfennaben
zu erreichen. Deshalb werden die in die Kolbenzapfennaben eingebetteten Teile der
Platten mit Zungen, versehen, die nach entgegengesetzten Seiten rechtwinklig abgebogen
sind, so daß dadurch auch Axialverschiebungen der Platten unmöglich sind. Dem gleichen
Zweck dienen mit vorstehenden Flanschen versehene Löcher, die in die Befestigungsplatten
eingepreßt sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.
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Abb. z ist ein senkrechter Längsschnitt durch einen Kolben gemäß der
Erfindung.
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Abb. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 in Abb. x.
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Abb. 3 zeigt den Kolben in Seitenansicht und zum Teil im Schnitt.
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Abb. q. zeigt den Kolbenkopf von der Seite gesehen.
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Abb. 5 zeigt den Kolbenkopf von unten gesehen.
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Abb. 6 ist ein Schnitt nach Linie 6-6 in Abb. 5. Abb. 7 ist ein Schnitt
nach der Linie 7-7 in Abb. q..
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Abb. 8 zeigt die Befestigungsplatte für den Kolbenkopf in schaubildlicher
Darstellung.
Der gegossene Kolbenkopf io ist mit Nuten i2 zur Aufnahme
der üblichen Kolbenringe versehen und besitzt eine zylindrische Fläche i4,. auf
die das obere Ende einer lvletallblechhülse z4 aufgeschoben ist. 18 sind Naben,
die mit dem' Kopf einen zusammenhängenden Körper bildbi und zur Aufnahme des Kolbenzapfens
dienei" Verstärkungsrippen 2o dienen zur weiteren Unterstützung für die Naben und
verstärken gleichzeitig den Kopf. 22 bezeichnet Platten der in Abb. 8 gezeigten
Form, die während des Gießens mit den Naben für den Kolbenzapfen verbunden werden.
Um eine in jeder Richtung hin unverschiebbare Befestigung zu erzielen, sind die
die Nabenöffnungen umgebenden Teile der Platten mit Zungen 24 (Abb. 2, 3 und 8)
versthen, die abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen rechtwinklig abgebogen
sind. Zu dem gleichen Zwecke können in die Platten mit Flanschen versehene Löcher
23 eingepreßt sein.
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Wie ersichtlich, ist das obere Ende der den Kolbenmantel bildenden
Hülse 16 teleskopartig mit der zylindrischen Fläche 1q des Kolbenkopfes verbunden.
Um dem Kopf die stärkere Ausdehnung zu ermöglichen, die er auf Grund der Eigenschaften
des Werkstoffes, aus dem er hergestellt ist, besitzt, ist der Teil 1q. mit Schlitzen
26 versehen, die vorzugsweise um etwa 18o ° voneinander getrennt sind. In der Nähe
der Naben für den Kolbenzapfen sind aber keine Schlitze vorhanden, um nicht die
Stärke der Verbindung zwischen den Naben und dem Mantel zu verringern.
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Aus Abb. a ist zu ersehen, daß der Mantel 16 in der Nähe der Naben
für den Kolbenzapfen mit nach innen gepreßten V-förmigen Vertiefungen 28 versehen
ist. Diese Vertiefungen verlaufen in der Längsrichtung des Kolbens, ohne in die
Endteile des Mantels überzugehen (Abb. i und 3), von denen der eine den Teil 1q.
des Kolbenkopfes umschließt und der andere Teil 30 gegen die Zylinderwandung anliegt.
Die Ränder der Platten 22 überlappen die Seiten der Vertiefungen 28 und sind mit
diesen verschweißt (Abb. i und 2).
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Der Mantel kann am Umfange mit Ölnuten 32 versehen sein.
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Aus Abb. 3 ergibt sich, daß der Mantel sich dicht an den Teil des
Kolbenkopfes legt, der sich unmittelbar über den Naben 18 befindet, aber durch einen
Zwischenraum von den Enden der Naben getrennt ist. Da dieser Teil des Kopfes keine
Schlitze besitzt, ist an der Innenseite des Mantels etwas Metall abgeschliffen,
damit der Kopf sich in dem erforderlichen Maße ausdehnen kann. Die Kolbenteile können
selbstverständlich aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt werden. Es ist aber
vorteilhaft, für den Kopf einen leichten Werkstoff, z. B. Aluminium- oder ;'1Cfgnesiumlegierungen,
zu verwenden und den .Mantel aus Blech herzustellen, das so weich ist, daß es sich
leicht formen läßt. Da Metallbleche dieser Art Eigenschaften besitzen, die sie für
Berührung mit Gußeisen nicht geeignet erscheinen lassen, empfiehlt es sich, den
Mantel mit einer Schicht 34 aus weichem Metall zu überziehen, um eine gute Lauffläche
zu erhalten. Dieses Metall kann in beliebiger bekannter `'eise, z. B. durch Elektroplattierung,
aufgetragen werden.
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Der neue Kolben ist von geringem Gewicht und paßt sich dem Zylinder
gut an. Die guten Eigenschaften der Weichmetallschicht auf dem Mantel als Gleitfläche
sichern dem Kolben eine lange Lebensdauer und verhindern das Fressen und das Entstehen
von Rissen, insbesondere wenn die Schicht gleichzeitig mit dem geschlitzten Teil
1q. am Kolbenkopf verwendet wird, der Formveränderungen an dem Mantel verhindert.
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Die Verbindung zwischen Kopf und Mantel ist einfach, für den Schweißbrenner
leicht zugänglich, und es wird eine gute Versteifung des Kolbenmantels durch die
in ihm angeordneten Einbuchtungen und durch die Verschweißung mit den in die Kolbenzapfennaben
eingefügten Platten erreicht.