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Kolben für Brennkraftma:schinen Der Boden eines Kolbens von einem
Verbrennungsmotor nimmt während der Verbrennungsp:eriode beträchtliche Wärmemengen.
aus dem. Verbrennungsproldukten auf und leitet diese zum ,größten Teil in die Ringzone
und durch die Kol :erringe an .den gekühlten Zylinderlaufspegel ab. Ein kleiner
Teil der vom Kolbenboden aufgenommenen Wärme wird aber auch auf den tragenden Kolb.enschaftteil:
und erst von dort aus auf den unmittelbar gekühlten Zylivderlaufspiegel abgeführt.
Das hat im Dauerbetrieb eine unierwünscht hohe Erwärmung dieses Kolbenschaftteils
zur Folge und bedingt seinen Einbau mit einem entsprechenden Spielraum. Eine wesentliche
Verminderung dieser Erlvärmung läßt sich durch Anordnung eines Querschlitzes zwischen
Ringzone und tragendem Kolbenschaft erreichen. Dieser Querschlitz führt jedoch andererseits
zu :einer Heiastischen Deformation der Ringzone durch die hohen Verbrennungsdrücke.
Diese Verformung kann so graße Werte "erreichen, daß dadurch ,die Ringe ih den Nuten
festgeklemmt werden und infolgedessen den Verbrennungsraum nicht mehr völlig gasdicht
abschließen. Die Verformung der Ringzone und des Kolbenschaftes wird noch verstärkt
durch die Durchbiegung des Kolbenbolzens.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Kolben, bei dem die Wärmeabfuhr von,der
Ringzane zu dem Kolbenschaft durch Querschlitze gehemmt ist, bei dem andererseits
,durch eine bestimmte Art der Bodenabsteifung die auftretemide Deformation weitgehend
unterdrückt ist.
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Bekannt sind Kolben mit Querschlitzen und mit Versteifungs- und Wärmaeleitrippen,
die vom Kolbenboden bzw. dem Ringteil. aus nach den Kolbenbolzenaugen verlaufen
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auch nur vom. Kolbenboden aus in das Kolbeninnere schräg hineinragen.
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Weiterhin ist es nicht mehr neu, Rippen bei einem. Kolbenboden vorzusehen,
die von eineng. tragenden Schaftteil zum anderen bogenförmig verlaufen. Sie sind
jedoch auf der offenen, Seite des Kolbens angebracht, also da, wo keine Kräfte vom
Kolbenbolzen auf den Kolbenkopf übertragen werden.
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Qtie-rrippe:n, die in Form von Schenkeln eines Winkels an dem einen
Schaftteil anlaufen und unter Umfassung der Kolbenbolzenaugen. zum anderen Schaftteil
sich erstrecken, somit auch nur die beiden volllciinmen vom Ringteil getrennten
Schaftteile miteinander verbinden, können ebenfalls nicht zur Übertragung von Kräften
voin Kolbenboden aus auf die Bolzenau@gen dienen. Derartig angeordnete Rippen nelim:en
nur die Gleitbahindrücke auf und schützen nur den Kolbenschaft, nicht aber den Ringteil.
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Eine Anordnung von Stützrippen nur auf der einen Seite, und zwar auch
nur auf der Seite des Schaftes, wo ein Querschlitz nicht vorgesehen ist, trägt ebenfalls
nicht zur Kraftübertragung bei.
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Bei der Erfindung ist gegenüber den bekannt.en Bauarten von der Erkenntnis
ausgegangen, daß im Falle einer größeren Verformung des Kolbenkopfes die unterste
*Ringnut in MitIeidenschaft gezogen wird, da sie auf ihrer oberen Seite von den
Verformungen des. Kolbenkopfes und auf ihrer unteren Seite von denjenigen des Kolbenschaftes
bestimmt wird. Im allgemeinen müssen die Ringnuten bis auf etwa o,oi mm genau hergestellt
werden. Auch die Kolbenringe haben in den Nuten mir .ein Gesamtspiel von- etwa
0,03 -bis 0,04 mm. Aus diesem Grund sind schon geringe Formänderungen in
dieser Größenordnung von so ausschlaggebender Bedeutung, daß dadurch die Aufgabe
des Kolbenringes, den Verbrennungsraum gasdicht abzuschließen; nicht mehr vollkommen
erfüllt werden kann. In ähnlicher Weise werden auch die Ringnuten der obersten Ringe
beein$ußt. Um diese Mängel zu beheben und die von der Durchbiegung des Kolbenbolzens
verursachte Formänderung des Kolbenkopfes weitgehend zu eliminieren, werden keine
Rippen in der Hauptebene über den Ko#lbenbo,lzen angeordnet, sondern erfindungsgemäß
nur zwei winkelförmige Rippen, die mit ihren quer zum Kolbenbolzen liegenden Schenkeln
an der Ringzomie V-förmig schräg aufeinander zulaufen.
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Die Abbildungen stellen ein Ausführungsbeispiel dar. Die Abb. i zeigt
einen I_ängsschnitt durch den Kolben. Die Abb.2 ver.a11-scha.tilicht eine Ansicht
von unten auf den Kolben. Die Abb. d läßt einen Querschnitt durch den, Kolben etwa
in Höhe des Querschlitzes erkennen. Ein Kolben, dessen Baden mit i und dessen Schaft
mit 2 bezeichnet ist, weist einen Querschlitz 3 auf, der die Ringzone vom Schaftteil
trennt. Von d-en Bolzenaugen 4. verlaufen zwei in Richtung (los Kolbenbolzens liegende
Schrägrippen 5 nach dem Boden i und verbinden die Bolzenaugen mit der Ringzone bzw.
dein Kollienbocle n. Außer diesen Rippen 5 sind senkrecht dazu vorzugs;veise in
der Ebene der Stirnfächer der Bolzenaugen liegende Rippen 6 an<geirdnet, die
strebenartig die Ringzone direkt zum Balzenauge abstützen. Diese Rippen laufen zweckmäßig,
wie in Abb.2 dargestellt ist, in der Ringzone zusammen und bilden infolgedessen
mit den Schrägrippen 5 von dem Bolzenauge über die Ringzone zum Kolbenboden i einen
winkelförmigen Qu,erscliiiitt-Gegebenenfalls erscheint es vorteilhaft, vin den beiden
strebenartigen Querrippen <, aus noch zwei ;weitere parallel zum Kolbenbolzen
im Boden verlaufende Rippen ; vorzusehen, damit sich auch der Kolbenboden selbst
in der Hauptebei:oe des Kolbenkörpers senkrecht zum Bolzen nicht durchbiegen kann.
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Im Gegensatz zu den normalen KalbenaLisfiihrun,gen liegen damit in
der vertikalen Haupteben-, des Kolbens keine Rippen, so d,aß die .Durchbiegung des
holbenbilzens keinerlei Verformung desselben bz;;-. der Ringzone Nerv Drztirufeii
vermag.