DE744252C

DE744252C - Leichtmetallkolben fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE744252C
Application number: DEM155768D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alfred Eick
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1942-11-01
Filing date: 1942-11-01
Publication date: 1944-01-12

Description

Leichtmetallkolben für "Brennkraftmaschinen Bekanntlich macht es Schwierigkeiten, Ringträger in Leichtmetallkolben so einzugießen, daß sie sich im Betrieb nicht lockern und daß durch sie der anliegende Teil des Leichtmetallkörpers nicht gequetscht wird. Um diese Schwierigkeiten zu beheben, hat man bisher als Werkstoff für die" Ringträger Legierungen gewählt, die annähernd denselben Wärm@edehnungsbeiwert aufweisen wie der Leichtmetallkörper. Alle diese Legierungen enthalten erhebliche Mengen an Nickel und anderen Sparmetallen und sind deshalb schwer zu beschaffen.
Bei Leichtmetallkolben mit eingegossenem Ringträger und einer an diesem befestigten, im Abstand vom Leichtmetallgrundkörper angeordneten Bodenplatte aus hochhitzebeständigem Werkstoff, dessen Wärmeleitfähigkeit kleiner ist als die des Kolbenwerkstoffes, ist demgegenüber gemäß der Erfindung eine einwandfreie Befestigung des Ringträgers auch ohne Verwendung von Werkstoffen mit hohem Sparstoffgehalt möglich, wenn der Ringträger so eingegossen wird, daß beim Schwinden zwischen ihm und dem Leichtmetallgrundkörper ein sich nahezu über die ganze Höhe der Ringzone erstreckender Spalt entsteht. Da hierdurch der Wärmeübergang gedrosselt wird, ergibt sich eine beträchtliche Differenz zwischen der Temperatur des Ringträgers und der des Leichtmetallkörpers, und es ist deshalb nicht erforderlich, den Ringträger aus einem Werkstoff mit ebensohohem Wärmedehnungsbeiwert wie Leichtmetall anzufertigen, sondern man kommt mit Werkstoffen aus, derenWärmedehnungszahlwesentlich kleiner ist und sich zu der des Leichtmetallgrundkörpers umgekehrt verhält wie die durchschnittliche Betriebstemperatur der Bodenplatte und des Ringträgers zu der des Grundkörpers, Ist z. B. die Betriebstemperatur des weitgehend wärmeisolierten Bodenschutzplatten - und Ringträgerteils im Mittel doppelt so hoch als die des zugehörigen Grundkörpers, so wird man den Ringträger und die Bodenschutzplatte aus einem Werkstoff herstellen können, der sich halb so stark dehnt als der Grundkörpenverkstoff.
Außer der Einsparung schwer beschaffbarer Metalle wird bei Anwendung gemäß der Erfindung ausgebildeter Kolben noch der Vorteil erzielt, daß der thermische Wirkungs-'-grad der Brennkraftmaschine durch die verminderte Wärmeabfuhr verbessert wird.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt dargestellt. Dabei ist der aus Leichtmetall bestehende Kolbengrundkörper mit i, die Bodenschutzplatte mit 2 und der mit ihr durch Verschraubung verbundene Ringträger mit 3 bezeichnet. Der zwischen der Bodenschutzplatte 2 und dem Boden des Leichtmetallgrundkörpers vorgesehene Hohlraum bzw. die in ihm enthaltene wärmeisolierende Füllmasse trägt die Bezeichnunl;4, und der zwischen dem Ringträger 3 und dem Grundkörper i vorgesehene Spalt ist mit 6 bezeichnet. Damit die Spaltbildung durch Schwinden des Leichtmetalls nach dem Guß ungestört erfolgen kann, sind die Flanken der am Ringträger angeordneten Verankerungsrippen 5 -leicht nach innen sich verjüngend gestaltet. Ferner kann die Spaltbildung noch dadurch begünstigt werden, daß man den Ringträger vor dem Einlegen in die Gießkokille nicht anwärmt.
Bei dem Kolben nach Abb.2 sind außer dem axialen Spalt 6 noch eine Anzahl auf den ganzen Umfang verteilter Ausnehmungen 7 an der unteren Stirnseite des Ringträgers vorgesehen, durch welche eine weitere Wärmeflußdrosselung und damit eine Erhöhung der Temperaturdifferenz zwischen dem Ringträger und dem Leichtmetallgrundkörper erreicht wird.

Claims

PATENTANSPRUCH: Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen mit eingegossenem Ringträger und einer am Ringträger befestigten, im Abstand vom Leichtmetallgrundkörper angeordneten Bodenplatte aus hochhitzebeständigem Werkstoff, dessen Wärmeleitfähigkeit kleiner ist als die des Kolbenwerkstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ringträger (3) und dem Leichtmetallgrundkörper (i) ein sich nahezu über die ganze Höhe der Ringzone erstreckender Spalt (6) vorgesehen ist und daß der Ringträger (3) aus einem Werkstoff besteht, dessen Wärmedehnungszahl sich zu der des Grundkörperwerkstoffes umgekehrt verhält wie die durchschnittliche Betriebstemperatur der Bodenplatte und des Ringträgers zu der des Grundkörpers (i). Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stande der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: französische Patentschrift . . . Nr. 566 3 12; britische 363417; schweizerische 118 075.