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Kolben für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine
weitere Ausgestaltung des im Patent 695 7o8 behandelten Zweimetallkolbens für Brennkraftmaschinen.
Für die Verbindung von Kolbenmänteln mit dem Leichtmetallkern ist es belcannt, dafür
ein Gewinde oder Rippen vorzusehen. mit denen beide Kolbenteile wechselseitig ineinandergreifen.
Auch wird der aus Aluminium bestehende Kolbenkörper auf seiner Oberfläche teilweise
mit Aufrauhungen oder Eindrehungen versehen, jedoch nur im oberen Teil, d. h. oberhalb
der Lageraugen, mit dem Zweck, ein Festhalten des Kernes im Mantel zu erzwingen,
zumal im oberen Teil des Kolbens zwischen Kolbenbolzenlager und Kolbenboden der
Wärmekontakt zwischen Kern und Mantel besonders gut ist, so daß es bei der Ausdehnung
in der Wärme zu der gewünschten innigen Berührung zwischen Kern und Mantel in radialer
und axialer Richtung kommt. . Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Art der Verbindung
zwischen Kolbenmantel und Kern nicht ausreicht, die Verbindung der ganzen Berührungsfläche
zwischen beiden Kolbenteilen so zu gestalten, daß ein Lockerwerden des Kernes namentlich
im unteren Teil des Kolbens bei längerer Betriebsdauer verhindert wird.
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Um diese Verbindung zu einer vollständig zuverlässigen zu machen,
ist gemäß vorliegender Erfindung in weiterer Ausgestaltung des dem Hauptpatent zugrunde
liegenden Gedankens im Har tmetallmantel ein über seine ganze Höhe verlaufendes
Gewinde vorgesehen, und ferner sind die Lageraugen am Leichtmetallkern angeordnet.
Das Gewinde hat dabei zweckmäßig bei geringer Gewindetiefe eine etwa doppelt so
große Steigung, als nach der Gewindetiefe sonst üblich ist, und es reicht von der
Innenseite der Kolbenringpartie bis zum unteren Rand des Mantels. Damit
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eine ausreichende. Verankerung der beiden Kolbenteile, nämlich des Schwermetallmantels
und des Leichtmetallkerns, in besonders wirksamer Weise erzielt mit großer Widerstandsfähigkeit
gegen die beim Arbeiten des Kolbens auftretenden Spannungen; insbesondere wird auch
verhindert, daß vom: Verbrennungsraum aus Öl zwischen beide Kolbenteile gelangen
kann.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Abb. i
und 2 die erste Ausführungsform in zwei Beispielen im senkrechten Schnitt. Abb.
3 und 4. im senkrechten Schnitt und in Unteransicht eine zweite Ausführungsform:
Der äußere Schwermetallmantel a, der mit dem Kolbenboden a' aus einem Stück besteht;
ist der Panzer zu dem Leichtmetallkern b. Dieser erstreckt sich über die ganze Innenfläche
des Mantels a, also auch mit seiner Kerndecke b' über den Boden
a': Der Mantel a hat auf seiner Innenseite im Kolbenhemd ein Gewinde d, das
bei geringer Gewindetiefe eine etwa doppelt so große Steigung hat, als nach der
Gewindetiefe sonst allgemein üblich ist, und zweckmäßig ein Spitzgewinde, wie gezeichnet,
ist. Dieses Gewinde d reicht von der Innenseite der ILolbenringpartie c bis zum
unteren Rand des Man-' tels. Der große Steigungsabstand hat den Zweck, das vollkommene
Auslaufen und Ausfüllen der Gewindeecken durch das flüssige Metall beim Gießverfahren
zu erreichen. Das Vorhandensein der Gewindeverbindung von Kern und Mantel gibt nun
die Möglichkeit, Versuchskolben schnell herstellen zu können, um die konstruktive
Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse der betreffenden Motoren durchführen zu
können. Anstatt der Gewinde können diesem ähnliche radiale Rippen im Kolbenhemd
angebracht werden, die im Querschnitt etwa der Form der Gewindegänge entsprechen.
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Erfahrungsgemäß ist bei der Ausdehnung des Kernes in axialer Richtung
der Anpressungsdruck so groß. daß er zu einem Verbeißen vom Leichtmetallkern im
Gewindegang mit der Gewinderippe im Mantel führt. Die mit Gewinde verbundenen Kolben
werden
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| vor Inbetriebnahme mehre Male ange- |
| wärmt und wieder abgekühlt, wonach sich der |
| Kolben nicht mehr auseinandernehmen läßt. |
| Beim Zusammenschrauben der beiden Teile |
| ist es zweckmäßig, deri ni@d^rg°4r^^'-4°^ Kol- |
ben mit dem schwach angewärmten Mantel zu verbinden. Hierdurch ist bei gleicher
Temperatur beider Teile bereits der volle Flächenkontakt vorhanden.
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Der Kolben hat also im Betrieb infolge der Wärme eine innige Verankerung
von Kern und Mantel in axialer Richtung durch den Mantel selbst und in radialer
Richtung durch die gewindeförmigen oder radialen Rippen. Ein Lockerwerden des Kernes
ist auch bei langer Betriebsdauer nicht möglich.
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Die beiden Beispiele in Abb. i und 2 unterscheiden sich im wesentlichen
nur dadurch, daß in Abb. i die Rippen als Gewinde ausgeführt sind, in Abb.2 dagegen
als Ringrippen.
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Bei der Ausführungsform in den Abb.3 und 4 ist die Innenseite des
Kolbenbodens a' ebenfalls mit Rippen e versehen, die in entsprechende Vertiefungen
in dem Kernboden b' eingreifen. Der Kolbenboden a' ist leicht gewölbt, weshalb die
Ausdehnung des Kernes in der Wölbungsrichtung erfolgt. Es findet auch hier am Kolbenboden
eine doppelt zur Wirkung kommende Anpressung statt, erstens in axialer Richtung
durch die Wölbung und zweitens in radialer Richtung auf die verschiedenen Rippen.
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Hierdurch ist also beim einfachsten technischen Aufwand beste Berührung
und damit die Möglichkeit einer guten Wärmeübertragung gegeben.