DE738948C - Leichtmetallkolben fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Leichtmetallkolben fuer Brennkraftmaschinen

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DE738948C
DE738948C DEK132201D DEK0132201D DE738948C DE 738948 C DE738948 C DE 738948C DE K132201 D DEK132201 D DE K132201D DE K0132201 D DEK0132201 D DE K0132201D DE 738948 C DE738948 C DE 738948C
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piston
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combustion engines
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DEK132201D
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Mahle GmbH
Karl Schmidt GmbH
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Mahle GmbH
Karl Schmidt GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/02Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion
    • F02F3/04Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion having expansion-controlling inserts
    • F02F3/08Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion having expansion-controlling inserts the inserts being ring-shaped

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

  • Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen Leichtnietallkolben fier Bnennk_räftmaschinen weisen im allgemeinen eine größere Wärmeausdehnung als die Werkstoffe auf, aus welchen die Zylinder hergestellt werden.
  • Um hier ,einen Ausgleich während des; Betriebszustandes zu- schaffen, hat man schon vorgeschlagen, den eigentlichen. Kolbenschaft durch Anordnung von Längsschlitzen nachgiebig' zu gestalten., Ihn vollständig von dem die Kolbenrmge tragenden. Teil des Kolbenkopfes zu trennten und die Verbdung zwischeudiesem. und dem eigentlichen Schaft lediglich mit Hilfe von federnden. Stegen herzustellen. Dabei mußte man den nachgiebigen Führungsschaft durch Einlagen von Sprengringen gegen das Zusammenklappen schützen, die den Kolbenschaft stets nach außen. spreizen. Dies bedingt aber verstärkte Reibung und damit b ößare Abnutzung der Kolben-und Zylindergleitfiäche: Es ist ferner bekannt, in dem Kolbenschaft oberhalb und unterhalb der Biolzeennaben in sich geschlossene Ringe geringer Wärmeausdehnung einzulegen, um den Schaft au: der Ausdehnung in radialer Richtung zu hemmen. Hierbei waren aber Kolbenboden und Kolbenschaft in Richtung der Längsmittelebene des Kolbenbolzens miteinander verbunden, -so daß die Einlageringe trotz ihrer geschlossenen Ausbildung ihrer Aufgabe nicht gezecht werden konnten, weil der Auswirkung der irr Bereiche der Bolzennaben größeren Werkstoffanhäufungen bei. der Wärmeausdehnung nicht entgegengewirkt werden konnte Die Schaftteile drängen an diesen Stellen in Richtung der Zylinderwandung, während die zwischen. ihnen liegenden tragenden, Schaftteile infolge der von den geschlossenen Ringen, ausgeübten Kraft zurückgehalten werden. So wird der Zolben urrund, und es ergeben sich vorzeitiger Verschleiß sowie Betriebsstörungen..
  • Es sind weiterhin Kolben bekanntgeworden, bei :denen die geschilderten Maßnahmen gemeinsam zur Anwendung gelangten., und zwar derart, _daß der durch Längsschlitze in zwei Teile geteilte Kolbenschaft von dem die Kolbenringe tragender Teil des Kolbenkopfes vollkommen. getrennt und mit diesem durch Stege fiedernd verbunden ist, und daß außerdem in des Nähe der Mantelenden in sich geschlossene Ringe, geringer eingegossen sind. Bei dieser Kolbenbauart tritt das unerwünschte Unrundwerden in geringerem Ausmaße ein, läßt sich jedoch iiicUt ganz vermeiden. Insbesondere hat sich gezeigt, daß die eingegossenen dehnungshemmenden Ringe zwar das Nachinnenküppen der beiderseits der Ringschlitze gelegenen Schaftteile, das bei nicht mit solchen. Ringen ausgezrüsbeten Kolben unter dem EinfluS der hohen Betriebstemperatur sehr bald einzutreten pflegt, erschweren und längere Zeit hintanhalten, aber doch nicht ganz verhindern können.
  • Gemäß der Erfindung werden bei Leichtmetallkolben, für Brennkraftmaschinen, bestehend aus Kolbenkopf und mehrfach längs geschlitztem Schaft, in. dem nahe seinen Enden eingegossene Ringe geringer Wärmedehnung angeordnet sind; diese Mängel dadurclh behoben daß die Ringe von im Kolbeh längs axial verlaufenden streifenförmigen Einlagen gehalten werden, welche nach dem Gieße. im Kolben verbleiben und deren Ausdehnungskoeffizient dem der Schaftteilstücke angeglichen ist, so daß beim Erkalten des Gußstüces geringe Luftspalte zwischen den Einlagen. und den Schaftteilstückes entstehen. Diese Luftspalte haben eine so geringe Bxei.te, wie sie bei mechanisch hergestellten Längsschlitzen. oder bei mit Hilfe von nicht Kolben verbleibenden Kerneinlagen gegossenen Schlitzen nicht erreicht werden kann. Die geringe Breite der Längsschlitze genügt, um dem Kolben die völlige Ausdehnungsfreübtit in Umfangsrichtung zu sichern, da im xkormalen Betrieb diejenigen Temperaturen x4rht wieder auftreten, die beim Gießen, also bei, der- Herstellung der Längsschlitze, herrschen. Andererseits bietet die gerade bei. Betriebstemperatur, bei der der Widerstand' gegen Verformung bekanntlich am kleinsten, ist, außerordentlich geringe Schlitzbreite einen sehr wesentlichen Vorteil dadurch, äaß ein etwaiges Einknicken der den Schlitzen benachbarten Sdxaftteile nur noch in unmex'klich kleinem Maße möglich; ist. Es wird erreicht, daß ein solches Einknicken imt-#ög; lich ist und daß die Spalte bei Betriebstejperatur völlig verschwinden, so daß' die Schaftteile sich nach Art eines Gewölbes aufeinander ;abstützen. Dies läßt sich dadurch erklären, daß die Einlagen. beim, Gieflexi des Kolbens nicht ganz auf die Gießtomperatur erhitzt werden und sich infolgedessen. weniger ausdehnen als die durch, sie ,abgeteilten Schaftteile, während umgekehrt bieixn fertigen, im, Betrieb befindlichen: Kolben infolge schlechterer . Wärmeleitung die Temperatur der Einlagen höher liegt als die der Schaftteile, so daß sich die Einlagen auch etwas mehr ausdehnen.
  • Um schädliche Rückwirkungen von Verlagerungen des Kolbenkopfes gegenüber dem Schaft zu vermeiden, die sich als Folge der Explosionsvorgänge ergeben könnten, kann -in dem erfindungsgemäßen Kolben weiterhin vorgesehen sein, daß der Kolbenschaft in an sich bekannter Weise von dem die Kolbenringe. tragenden Teil des Kolbenkopfes vollkommen, getrennt und mit diesem durch Stege federnd verbunden ist.
  • Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Abb. i zeigt den Kolben im Längsschnitt, Abb. z einen Querschnitt nach Linie A-A der Abb. i.
  • Abb.3 zeigt einen Längsseh'nitt nach Linie 1-1 der Abb. z und Abb.4 ist der Querschnitt nach Linie B-B der Abb.3.
  • Vom Kolbenkopf a werden die Bolzennaben Fr ohne Bindung mit dem. Kolbenschaft c frei tragend festgehalten. Der Kolbenschaft c ist von dem die Kolbenringe tragenden Teil dies Kolbenkopfes vollständig getrennt uTjd durch mehrere durchgehende Längsschlitze in einzelne Abschnittei unterteilt. Die radiale Ausdehnung .dieser Abschnitte wird durch Ringe a" von, geringer Ausdehnung geblemmt. Die Verbindung, zwiächen dem Kolbenkopf ,a und .dem Schaft e bilden federnde Stege t derart, daß die Kolbenringzone von &xr Stegen durch einen Spalt getrennt bleibt.
  • Durch entsprecUmde Auswahl des Werkstoffes für die ausdehnungshemmenden Ringe d und ihrer $emessung kann man ihre die Ausdehnung des Laufschaftes c hennmende Wirkung den gegebenen Betriebsverhältp4ssen und der Art des Zylindexwerkstoffeo anpassen. Auf diese Weise wird ein gleichbleibendes Laufspiel des Kolbens bei clen. in Frage kommenden Betriebstemperaturen gewährleistet.
  • Bei der Herstellung des Kolbens werden. die ausdehnungshemmenden Ringe d in desgewünschten: EntfL-rnung und Lage zueinander mit Hilfe von Einlagere gehalten, M die Gießkokillen bzw. Gießform eingesetzt und. dann vom Kolbenwerkstoff umgossen. Der Ausdehnungskoeffizient der Einlagere ist dem des Kolbenwerkstoffes angeglichen, so daß beim Erstarren iwischen den Einlagere und dien eingegossenen Kolbenwerkstoff durch Schrumpfen geringe Luftspalte entstehen. Auf diese Weise erfolgt durch die Einlagere gleichzeitig die mehrfache durchgehende Längsschlitzung dies Kolbenschaftes c, so daß hierfür spätere mechanische Arbeiten nicht mehr exfomä,exli(-Ih sind.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE i. Leichtmetallkolben. für Brezukraftmaseirnen, bestehend aus Kolbenkopf und mehrfach längs geschlitztem Schaft" ixt denk nahe seinen Enden .eingegossend Ringle geringer Wärmedehnung angeordnet sind' dadurch goekemxzcichnet, daß dir Ringe (d) von im Kolbenschaft (cj längs axial verlaufenden Einlagen (e) gehalten werden, welche nach .dem Gießen im Kolben verbleiben, und .deren Ausdiehnungskoeffxznent dem der Schaftteilstücke (i) angeglichen ist, so daß nach dem, Erkalten &s Gußstückes geringe Luftspalte zwischen den Einlagen und den Sch2.ftteilstücken entstehen. a. Leichtmetallkolben näch Anspruch i, -dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschaft (e) in ,an sich bekannter Weise; von dem -die Kolbenringe tragenden Teil (h) des Kolbenkopfes (a) vollkommen getrennt und mit diesem durch Stege (f )' federnd verbunden ist.
DEK132201D 1933-11-21 1933-11-21 Leichtmetallkolben fuer Brennkraftmaschinen Expired DE738948C (de)

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DE (1) DE738948C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0030399A1 (de) * 1979-12-06 1981-06-17 Karl Schmidt Gmbh Leichtmetallkolben
EP0043147A1 (de) * 1980-07-01 1982-01-06 KOLBENSCHMIDT Aktiengesellschaft Leichtmetall-Regelkolben für Brennkraftmaschinen
WO1983001278A1 (en) * 1981-10-08 1983-04-14 Long, Anthony, David Light metal pistons

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0030399A1 (de) * 1979-12-06 1981-06-17 Karl Schmidt Gmbh Leichtmetallkolben
EP0043147A1 (de) * 1980-07-01 1982-01-06 KOLBENSCHMIDT Aktiengesellschaft Leichtmetall-Regelkolben für Brennkraftmaschinen
WO1983001278A1 (en) * 1981-10-08 1983-04-14 Long, Anthony, David Light metal pistons

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