DE742969C - Leichtmetallkolben fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Leichtmetallkolben fuer Brennkraftmaschinen

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Publication number
DE742969C
DE742969C DESCH124591D DESC124591D DE742969C DE 742969 C DE742969 C DE 742969C DE SCH124591 D DESCH124591 D DE SCH124591D DE SC124591 D DESC124591 D DE SC124591D DE 742969 C DE742969 C DE 742969C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
shaft
light metal
pistons
resilient
Prior art date
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Expired
Application number
DESCH124591D
Other languages
English (en)
Inventor
Wilhelm Kraemer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Karl Schmidt GmbH
Original Assignee
Karl Schmidt GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Karl Schmidt GmbH filed Critical Karl Schmidt GmbH
Priority to DESCH124591D priority Critical patent/DE742969C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE742969C publication Critical patent/DE742969C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J1/00Pistons; Trunk pistons; Plungers
    • F16J1/04Resilient guiding parts, e.g. skirts, particularly for trunk pistons
    • 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 
    • F02F3/0076Pistons  the inside of the pistons being provided with ribs or fins
    • 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
    • F02F3/025Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion having circumferentially slotted piston skirts, e.g. T-slots

Landscapes

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

Description

  • Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen Leichtmetallkolben haben im allgemeinen den Nachteil, daß sie in glattschaftiger Ausführung, insbesondere bei .ruhig laufenden Motoren, nicht mit einem derartig .engen Spiel eingebaut werden können, (daß ihr Schaft vollkommen klapperfrei läuft. Um diesen Nachteil zu beheben, ist eine große Anzahl verschiedenartiger' Kolbenausführungen bereits praktisch erprobt und eingebaut worden. Es ist ferner auch bekannt, Kolben am .Schaft längs und quer zu schlitzen. Auch glattschuftige Kolben ohne Durchbrüche mit U-förmig geschlitzten Mantelflächen am tragenden Kolbenschaft sind schon .durchgebildet -worden. Alle diese Kolben wiesen jedoch den Nachteil auf, daß sie insbesondere infolge der Eigenart der benutzten Aluminiumlegierungen im betriebswarmen Zustand sich bleibend derart verformen, daß nach geraumer Zeit ein klapperfreier Lauf nicht mehr gewährleistet werden konnte. Die Schaftteile, die vorwiegend auf der entlasteten Seite des Kolbens geschlitzt sind, fallen nämlich ein, da sie während des Betriebes ihre Elastizität verlieren. Das Unvermögen, eine federnde Beanspruchung-dauernd aufzunehmen, ist in der Hauptsache darauf zurückzuführen, daß der Teildes Kolbenschaftes, ,der am höchsten beansprucht ist, auch zumeist in der Höhe des Kolbenbolzenauges zu heiß wird und die Kolben daher nach einiger Zeit ihr elastisches Arbeitsvermögen, das durch eine Wärmeh-ehandlung des Kolbenwerkstoffes besonders hervorgabracht'wurde; verlieren.
  • U-förmig geschlitzte Kolben, also solche mit einem einseitig federnden Gleitschuh, .der vom Kolbenkopf durch einen Schlitz getrennt ist, haben den Vorteil, daß sie die am höchsten beanspruchten Stellen bei ,der elastischen Verformung in einem Gebiet aufweisen, das nicht mehr unzulässig ;heiß wird. Weiterhin wird ,durch die Federwirkung :des Schaftes oberhalb des Kolbenbolzens unter dem Ringteil das kleinstmögliche Spiel erreicht. Hierdurch ist ein vollkommen ruhiger Lauf des Kolbens erzielbar.
  • Dennoch zeigten sich Nachteile insofern auch bei diesen Kolben, als bei der Gefahr einer leichten Überbeanspruchung das geringe Laufspiel unterhalb des Ringteiles verloren g ing.
  • Dieser Mangel wird erfindungsgemäß bei Leichtriietallkolben für Brennkraftmasc:hinen mit einseitig federndem Gleitschuh, der vom Kolbenkopf durch einen Schlitz getrennt ist und dessen am höchsten auf Biegung beanspruchte Stelle unterhalb des Kolbenbolzenauges liegt, dadurch behoben, daß an dieser Stelle am Gleitschuh eine besondere Rattd-@:errippung vorgesehen ist, die sich sowohl zum geschlossenen Schaftteil als auch zum Kolbenbolzenauge hin erstreckt. Auf diese Weise wird ein so großes Trägheitsnionient erhalten, daß der Kolben auch im betri.ebswarinen Zustand keine bleibende Verformung mehr erfährt. Der Querschnitt des Schaftes ist an der am höchsten beanspruchten Stelle so gestaltet, daß die elastische Verformung des Kolbenschaftes unterhalb des Ringteiles nur noch so groß wird, daß hierdurch eine unzulässig hohe Temperaturdehnung des Kolbenwerkstoffes ini betriebswarmen Zustand ausgeglichen -,werden kann.
  • Die wenig hoch beanspruchte Seite des Kolbenschaftes, die beim Aufwärtsgang lediglich die Kräfte aufzunehmen hat, die durch den Kompressionsdruck entstehen, ist federnd ausgebildet. Die in den Kolbenwerkstoff aufzunehmende Federungsarbeit wird bei der Verwendung insbesondere von hoch siliciumhaltigen Leichtmetallwerkstoffen, die auch gleichzeitig eine sehr gute `Varinliärte aufweisen, so gering gehalten, daß dieselbe in einem entsprechend bemessenen Querschnitt des Kolbenschaftes dauernd aufgenommen wird. Um .dies zu erreichen, ist weiterhin die Schaftunterkante des Kolbens verhältn.isiniil.iig fest und kräftig ausgebildet. Das Kolbenbolzenauge ist durch eine starke Verrippung, die zum Teil doppel-T-förinig ausgeführt wird, mit dem Schaftunterteil verh.unden.
  • Die Abbildungen stellen ein Ausführungsbeispiel dar.
  • Die Abb. i zeigt einen Kolben teils im Schnitt, teils in Ansicht längs zum Kolbenbolzen.
  • Die Abb. -a veranschaulicht denselben Kolben, jedoch um go° gedreht, ebenfalls teils in Ansicht, teils im Schnitt.
  • Die Abb. 3 läßt einen Schnitt in Richtung A-B quer zum Kolbenschaft durch die elastische Schafthälfte erkennen.
  • Der nicht federnde Teil a des Kolbenschaftes, der in Abb. i und 2 im Schnitt dargestellt ist, bildet mit dem Ringteil ein Ganzes. Der Wärinefließquerschnitt ist so bemessen, daß der größte Teil der nicht von den Kolbenringen abgeführten Wärme auf den mit guter U-ärmeüberleitung an der Zylinderwand anliegenden tragenden Teil des Kolbenschaftes abgeleitet «>erden kann.
  • Das Kolbenbolzenauge ist durch Rippen b finit dem Kolbenoberteil verbunden. Der Schaft selbst ist durch rechtwinklig zur Schaftlängsachse geführte Rippen c mit dein Kolbenbolzenauge und der elastische Teil d des Kolbenschaftes durch besonders kräftige Rippen e mit dem Schaftunterteil und dem Kolbenbolzenauge verbunden und durch einen Querschlitz f von dem Ringteil getrennt.
  • Durch die Rippen e wird dem Kolben ein genügend großes Trägheitsmoment an der Cbergangsstelle des federnden Schaftteiles in den geschlossenen Teil des Schaftes, der unterhalb des Kolbenbolzenauges liegt, gegeben. Unterhalb des Kolbenbolzenauges ist ferner der Querschnitt g doppel-'f-förmig ausgebildet. Hierdurch wird nicht nur eine gute Verbindung zwischen dein Auge und dem geschlossenen Schaftunterteil hergestellt, sondern auch der Verlauf der Rippe e zum Schaft einerseits und zum Kolbenbolzena.uge andererseits an der Stelle lt, so ausgebildet, daß auch liier keine Spannungsspitze auftreten kann, die etwa eine bleibende Formveränderung rles federnden Schaftes d hervorrufen würde.
  • Der Kolben ist im Ausführungsbeispiel als 1#ensterkolben dargestellt. Die Fenster i sind links und rechts neben den Kolbenbolzenaugen vorgesehen. Da jedoch auf der Seite fles Kolbenschaftes, die den Normaldruck auf die Zvlinderwand weiterleitet, ein Fenster nicht unbedingt erforderlich ist, kann er auch einseitig ausgeführt werden, so daß die vorgesehene starke Verrippung zur Aufrechterhaltung der Elastizität des federnden Schaftteiles nur an dieser Seite des Kolbenschaftes vorgesehen wird. Die geschlossene Schaftseite könnte in- diesem Fall auch vollkommen ohne jede Verrippung im Innern ausgeführt werden.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Leichtmetallkolben für Breimkraftniaschinen mit einseitigem, federndem Gleitschuh, der vom Kolbenkopf durch einen Schlitz getrennt ist und dessen am höchsten auf Biegung beanspruchte Stelle unterhalb des Kolbenbolzenauges liegt, dadurch gekennzeichnet, daß an dieser Stelle am Gleitschuh eine besondere Randverrippung (e) vorgesehen ist, die sich sowohl zum geschlossenen Schaftteil als auch zum Kolbenbolzenauge hin erstreckt.
  2. 2. Leichtmetallkolben nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nur die federnde Schaftseite einseitig verrippt ist und die den Normaldruck aufnehmende Seite des Kolbenschaftes geschlossen ohne Fenster ausgeführt wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift ...... Nr. 630 441; französische - ...... - 7o1939
DESCH124591D 1942-04-05 1942-04-05 Leichtmetallkolben fuer Brennkraftmaschinen Expired DE742969C (de)

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DE (1) DE742969C (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1252967B (de) * 1959-11-13 1967-10-26 Tatra Np Kolben fuer Brennkraftmaschinen
DE3228616A1 (de) * 1981-07-31 1983-03-03 AE PLC, Rugby, Warwickshire Kolben fuer verbrennungsmotoren
WO2007110055A1 (de) * 2006-03-25 2007-10-04 Mahle International Gmbh Kolben für einen verbrennungsmotor
WO2007115525A1 (de) * 2006-04-04 2007-10-18 Mahle International Gmbh Kolben für einen verbrennungsmotor

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR701939A (fr) * 1930-03-21 1931-03-25 Perfectionnements aux pistons en métal léger
DE630441C (de) * 1934-11-16 1936-05-28 Elektronmetall G M B H Leichtmetallkolben fuer Brennkraftmaschinen

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