DE804048C

DE804048C - piston

Info

Publication number: DE804048C
Application number: DEP30311A
Authority: DE
Inventors: George Allen Holt; Richard Whatts
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1946-08-21
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1951-04-16

Description

Kolben Die Erfindung betrifft Tauchkolben, die einen Kopf haben, von dem ein 'Mantel ausgeht, der die Kolbenbolzenlager trägt. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Kühlung solcher Kolben durch Schmieröl, das in das Innere des Kolbens vom Ende der Schubstange geliefert wird, der es durch Kanäle zugeführt wurde, wobei die Lieferung des Öles vorzugsweise durch die Anordnung von Kanälen im großen Endlager und im Kurbelzapfen zeitlich eingestellt ist.Pistons The invention relates to plungers having a head of which runs out of a jacket that carries the piston pin bearings. In particular relates the invention relates to the cooling of such pistons by lubricating oil that gets into the interior of the piston is delivered from the end of the push rod to which it is fed through channels was, the delivery of the oil preferably through the arrangement of channels is timed in the large repository and in the crank pin.

Bei einem bekannten Verfahren zum Kühlen der Kolben von Verbrennungskraftmaschinen wird 01 die Schubstange aufwärts aus dem großen Endlager in Gestalt eines Strahles oder mehrerer geliefert, die gegen die Unterseite des Kolbenkopfes und manchmal auch gegen denjenigen Teil des Kolbenmantels gerichtet sind, der hinter den Ringen liegt. Das Öl fällt dann in Tropfen vom Kolben ab durch Einwirkung der Trägheitskräfte.In a known method for cooling the pistons of internal combustion engines the connecting rod 01 is upwardly supplied from the large end bearing in the form of a beam or more, which are directed against the underside of the piston head and sometimes also against the part of the skirt, which lies behind the rings. The oil then falls off the piston in drops due to the action of inertial forces.

Die Erfindung sieht eine bessere Kühlung eines Kolbens in Verbindung mit einer verbesserten mechanischen Widerstandsfähigkeit vor.The invention relates to better cooling of a piston with an improved mechanical resistance.

Nach der Erfindung ist der Tauchkolben gekennzeichnet durch die Kombination eines am Umfang liegenden Troges, der gegenüber dem Boden achsenversetzt liegt, und durch einen Flansch, der vom 'Mantel radial nach innen verläuft und von einem Ringansatz gebildet wird, der vom Flansch zum Boden verläuft, zwischen Boden und Ringansatz einen Schlitz lassend, durch den von der Schubstange abgegebenes 01 in den Trog fließen und aus ihm überfließen kann, mit zwei oder mehr Wänden, die sich etwa axial zwischen dem Boden und dem Trog so erstrecken, daß sie diesen, gegebenenfalls zum Teil, in zwei oder mehr am Umfang liegende Abteilungen unterteilen, so daß das zwischen dem Trog und dem Boden beim Hinundhergehen des Kolbens hin und her geschleuderte 01 Wärme sowohl aus dem Mantel wie aus den Wänden abführt, und die auch den Kolben verstärken. Der flanschartige Teil innerhalb des :Mantels des Kolbens bildet einen Trog, dessen Höhlung dem Kolbenboden zugekehrt liegt und einen Teil der Ringkammer bildet. Von dem in Strahlen vom Schubstangenende abgeschleuderten Öl wird eine beträchtliche Menge im Trog zurückgehalten, so daß Öl fast ständig durch diese Strahlen in den Trog gefördert wird, zwischen Trog und Kolbenboden beim Hinundhergehen des Kolbens hin und her geschleuder wird und gegebenenfalls durch die Ringöffnung zwischen Ringansatz und Boden entweicht.According to the invention, the plunger is characterized by the combination of a trough lying on the circumference, which is axially offset with respect to the base, and a flange which extends radially inward from the jacket and is formed by an annular shoulder which extends from the flange to the base, Leaving a slot between the bottom and the ring attachment through which the 01 released by the push rod can flow into the trough and overflow from it, with two or more walls that extend approximately axially between the bottom and the trough so that they can be used to part, subdivided into two or more sections lying on the circumference, so that between the trough and the floor when Hinundhergehen the piston back and forth flung 01 removes heat from both the jacket as from the walls, and also enhance the flask. The flange-like part within the shell of the piston forms a trough, the cavity of which faces the piston head and forms part of the annular chamber. A considerable amount of the oil thrown off in jets from the end of the push rod is retained in the trough, so that oil is pumped almost constantly through these jets into the trough, is thrown back and forth between the trough and the piston head when the piston moves back and forth and, if necessary, through the ring opening between the ring attachment and soil escapes.

Die ganze Ringbildung und der Trog darin können mit dem Boden und dem Mantel des Kolbens aus einem Stück sein. Der nach innen gerichtete Flansch kann seitlich, dem Boden abgekehrt, einen etwa zylindrischen, mantelartigen Ringansatz haben, der im Abstand vom Kolbenmantel liegt und das Ende der Schubstange umgibt. Die Ringkammer kann durch einen nach innen gerichteten Flansch und einen mit dessen Kante verbundenen rohrförmigen Teil gebildet sein, der vom Flansch zum Kolbenboden gerichtet ist und die Seitenwand des Troges bildet. Der rohrförmige Teil kann sich auch vom Flansch aus in der entgegengesetzten Richtung zur Schubstange hin erstrecken. Die Bodenfläche kann verschieden gestaltet sein. Sie kann z. B. mit einem ringförmigen und zweckmäßig zylindrischen Ansatz versehen sein, der sich zum Ringansatz des Flansches oder Troges hin erstreckt, wobei die Öffnung zur Ringkammer zwischen den sich gegenüberliegenden Kanten dieses Ansatzes und des Ringansatzes liegt. Oder der Kolbenboden ist vertieft und bildet einen Ringraum, der in der Ringkammer liegt und einen Teil von ihr bildet und dem Flanschtrog gegenüberliegt.The whole ring formation and the trough in it can with the bottom and the jacket of the piston be in one piece. The inward flange can laterally, facing away from the bottom, an approximately cylindrical, jacket-like ring attachment which is at a distance from the piston skirt and surrounds the end of the push rod. The annular chamber can by an inwardly directed flange and one with its Edge connected tubular part be formed from the flange to the piston head is directed and forms the side wall of the trough. The tubular part can be also extend from the flange in the opposite direction towards the push rod. The floor area can be designed in different ways. You can z. B. with an annular and expediently be provided cylindrical approach, which is the ring approach of the flange or trough extends out, the opening to the annular chamber between the opposite Edges of this approach and the ring approach lies. Or the piston crown is recessed and forms an annulus which lies in and forms part of the annulus and opposite the flange trough.

Auf den Zeichnungen sind Ausführungsformen eines Kolbens nach der Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawings are embodiments of a piston according to Invention shown for example.

Fig. i bis 4 zeigen die eine Ausführungsform teils im Schnitt, teil in Draufsicht; Fig. 5 und 6 sind Schnitte durch eine zweite .Ausführungsform; Fig. 7 bis 9 sind Schnitte durch eine dritte Ausführungsform; Fig. io ist ein Schnitt durch den Kopfendteil des Kolbens in abgeänderter Ausführung; Fig. i i zeigt im Schnitt noch eine andere Ausführung des Kolbenkopfes; Fig. 12 zeigt als Einzelheit im Querschnitt die Kühlrippen bei der Ausführung von Fig. io. Nach Fig. i bis 4 hat der Kolben einen Kopf -=1 und einen Mantel B und in diesem einen nach innen gerichteten Flansch C, der in der Nähe des Kolbenholzenlagers D angeordnet ist, und zwar zwischen diesem und dem Kolbenkopf. Der Flansch C liegt so, daß der die Nuten BL für die Kolbenringe enthaltende Mantelteil zwischen dem Flansch C und dem Kolbenkopf liegt. Innen hat der Flansch C einen nach oben gehenden Ringansatz E, der mit der Wand B einen ringförmigen Trog F bildet, der als fortlaufender Ringtrog ausgebildet oder in zwei Abteilungen unterteilt sein kann. Eine davon ist in der linken Hälfte der Fig. 2 im Schnitt gezeigt. Diese beiden Teile liegen je auf einer Seite der Kolbenbolzenlager Dl. Der Raum zwischen der Unterfläche des Kolbenkopfes A und dem Flansch C sowie des Ringansatzes E bildet eine Ringkammer innerhalb des Mantels B, die sich in den Trog F zwischen der Unterfläche des Kolbenkopfes und der Kante des Ringansatzes E öffnet. Durch diese Öffnung F1 wird das vom Ende der Schubstange in Strahlen abgeschleuderte Öl in den Trog F geführt, aus dem es nur über die Ringansatzkante oder durch kleine Öffnungen G ausfließen kann. Das Öl wird zwischen dem Kolbenkopf und dem Flansch C hin und her geschleudert und fließt wenigstens über einen Teil der Innenfläche B2 des Mantels B hinter den Nuten B1. Das Öl entweicht aus dem Trog in demselben Maße, wie es ihm zugeführt wird.Fig. I to 4 show the one embodiment partly in section, partly in plan view; Figures 5 and 6 are sections through a second embodiment; Fig. 7 to 9 are sections through a third embodiment; Fig. 10 is a section through the head end portion of the piston in modified form; Fig. I i shows im Section still another version of the piston head; Fig. 12 shows in detail in cross section the cooling fins in the embodiment of Fig. io. According to Fig. I to 4 the piston has a head - = 1 and a jacket B and in this one to the inside directed flange C, which is located in the vicinity of the piston pin bearing D, between this and the piston head. The flange C is so that the Grooves BL for the skirt part containing the piston rings between the flange C and the Piston head lies. The inside of the flange C has an upwardly extending ring extension E, which forms an annular trough F with the wall B, which is a continuous ring trough trained or divided into two departments. One of them is in the shown in section on the left half of FIG. These two parts are each on one Side of the piston pin bearing Dl. The space between the bottom surface of the piston head A and the flange C and the ring extension E forms an annular chamber within the Shell B, which is in the trough F between the lower surface of the piston head and the edge of the ring attachment E opens. Through this opening F1 is the end of the Push rod led in jets of ejected oil into trough F, from which it only can flow out over the edge of the ring or through small openings G. The oil will flung back and forth between the piston head and the flange C and flows at least over part of the inner surface B2 of the shell B behind the grooves B1. The oil escapes from the trough in the same amount as it is fed to him.

Der Ringansatz E kann im wesentlichen zylindrisch auf dem Hauptteil seiner Länge in Achsenrichtung sein, und er kann hinsichtlich dieser Länge. geändert werden, wodurch auch die Tiefe des Troges F sich ändert.The ring attachment E can be substantially cylindrical on the main part its length in the axial direction, and it can be in terms of this length. changed as a result of which the depth of the trough F also changes.

Etwas Öl aus dem Trog kann durch die Bohrungen G zu den Zapfenlagern Dl fließen. Die Bohrungen sind unten durch Pfropfen G'' geschlossen. Die Trägheitskräfte treiben das 01 zum Teil über das Zapfenlager D. Der Hauptteil des Oles fließt indessen über den Ringansatz F_ nach unten in das Kurbelgehäuse. Das 01 bleibt lange genug im Trog und in der Kammer, um genügend Wärme aus der Wand B2 bis zur Höchstmenge aufzunehmen, ohne indessen zu warm zu werden. Um zu verhindern, daß das über den Ringansatz E austretende 01 durch die Ölkanäle B3 von den oberen und unteren Ringen in den Nuten B4 fließt, kann der Flansch C mit einem etwa zylindrischen Teil Cl versehen sein, der sich entgegengesetzt zum Ringansatz G erstreckt und zwischen dem Mantel B und dem Schubstangenende liegt. Dieser zylindrische Teil Cl unterstützt das über den Ringansatz E kommende 01 beim Abfließen außerhalb der Schubstange in das Kurbelgehäuse.Some oil from the trough can flow through the bores G to the journal bearings Dl. The bores are closed at the bottom by plug G ″. The inertial forces drive the 01 partly via the journal bearing D. The main part of the oil, meanwhile, flows via the ring attachment F_ down into the crankcase. The 01 stays in the trough and in the chamber long enough to absorb enough heat from the wall B2 up to the maximum amount without becoming too warm. In order to prevent the 01 exiting via the ring extension E from flowing through the oil channels B3 from the upper and lower rings in the grooves B4, the flange C can be provided with an approximately cylindrical part Cl, which extends opposite to the ring extension G and between the jacket B and the push rod end. This cylindrical part Cl supports the 01 coming via the ring extension E as it flows off outside the push rod into the crankcase.

Der Ringansatz E ist einstückig mit dem Flansch C, der seinerseits mit dem Kolbenmantel nach Fig. i ein Stück bildet. Der Ringansatz kann aber auch ein besonders eingefügter Teil sein, der irgendwie mit dem Flansch verbunden ist. Dies ist in Fig. 5 und 6 gezeigt, wo der Flansch C2 eine glatte Kante hat, an der ein rohrförmiger Teil El mit einem sich entgegengesetzt erstreckenden Teil E2 durch eine Rippe E3 befestigt ist, und zwar durch Bolzen E4. Der Teil El wirkt wie der Ringansatz E in Fig. i, während der Teil E2 etwa dem Teil Cl entspricht. Der Ringeinsatz El, E2 kann nach Fig. 6 im Querschnitt oval sein, er kann aber auch kreisförmig sein. In diesem Falle kann er am Flansch C' unmittelbar durch Schrauben verbunden sein, wobei er dann eine der Rippe E3 ähnliche Rippe haben kann, die seine Lage in Achsenrichtung festlegt. Die Länge des Rohrteiles El, E2 kann sich mit anderen Einzelheiten der Durchbildung ändern.The ring extension E is integral with the flange C, which in turn forms one piece with the piston skirt according to FIG. The ring approach can also be a specially inserted part that is somehow connected to the flange. This is shown in Figs. 5 and 6, where the flange C2 has a smooth edge on which a tubular part El with an oppositely extending part E2 through a rib E3 is attached by bolts E4. The part El works like that Ring approach E in Fig. I, while part E2 corresponds approximately to part C1. The ring insert El, E2 can be oval in cross section according to Fig. 6, but it can also be circular. In this case it can be screwed directly to the flange C ' be connected, where he can then have a rib similar to the rib E3 that his Determines the position in the axial direction. The length of the pipe part El, E2 can differ with others Change details of training.

Bei der Ausführungsform der Fig. 7 bis 9 ist im Kopf A des Kolbens unten ein ringförmiger Vorsprung Al vorgesehen, der sich etwas in Achsenrichtung auf die Kante des Ringansatzes E zu erstreckt. Dieser ist wie bei Fig. i mit dem Flansch C einstückig und ist hier etwas konisch im Gegensatz zur zylindrischen Form von Fi. i. Der Vorsprung Al bildet einen nach unten' gerichteten Trog A2 im Randteil des Kolbenkopfes hinter einem Ring oder mehreren in den Nuten B1. Der Trog _A= liegt dem Trog F gegenüber und bildet mit ihm zusammen eine gemeinsame Ringkammer, in die das 01 eingeführt wird und in der es durcheinandergeschüttelt wird. «'ie bei der Bauart der Fig. i bis 3 ist der Trog in zwei gleiche Teile durch die Wände D2 geteilt, welche die Zapfenlager D' mit dem Kolbenkopf verbinden.In the embodiment of FIGS. 7 to 9, an annular projection A1 is provided at the bottom in the head A of the piston and extends somewhat in the axial direction towards the edge of the annular shoulder E. As in FIG. I, this is in one piece with the flange C and here is somewhat conical in contrast to the cylindrical shape of FIG. i. The projection A1 forms a downwardly directed trough A2 in the edge part of the piston head behind one or more rings in the grooves B1. The trough _A = is opposite the trough F and together with it forms a common annular chamber into which the 01 is inserted and in which it is shaken together. In the construction of FIGS. 1 to 3, the trough is divided into two equal parts by the walls D2, which connect the journal bearings D 'to the piston head.

Das durch den Kanal H in der Schubstange I kommende 01 geht um den Zapfen K durch den Kanal Hl im Ansatz 7i und weiter durch die öffnung F1 in die Trogkainmer, in der es geschüttelt wird, wobei es hauptsächlich darin festgehalten und über die Innenfläche des Mantels B hinter den Nuten BI bewegt wird. wodurch die gewünschte Kühlwirkung eintritt. The 01 coming through the channel H in the push rod I goes around the pin K through the channel Hl in the extension 7i and further through the opening F1 into the trough chamber, in which it is shaken, mainly being held in it and over the inner surface of the jacket B is moved behind the grooves BI. whereby the desired cooling effect occurs.

Nach Fig.8 ist die Innenfläche des Kopfes _4 des Kolbens innerhalb des Flansches A' flach. Zum Unterschied von dieser Durchbildung und unter Weglassung des Vorsprungs _41 kann die Innenfläche des Kolbens nach Fig. io flachkonisch zur Mitte verlaufen, wie bei _43 gezeigt ist. Diese Durchbildung unterstützt die Seitwärtsbewegung des 01s von der Mitte aus, wie es durch Pfeile in Fig. io angedeutet ist.According to Figure 8, the inner surface of the head _4 of the piston is within of flange A 'flat. In contrast to this development and omission of the projection _41, the inner surface of the piston according to FIG Run in the middle as shown at _43. This formation supports the sideways movement des 01s from the center, as indicated by arrows in Fig. 10.

Nach Fig. i i kann die Außenfläche des Kolbenkopfes wie bei .4' eine _\ussparung haben, so daß, wie bekannt, der ganze 'Mittelteil des Kopfes tassenförmig ist und nach innen ragt. Hierdurch entsteht im Kolben ein Teil A°, der wieder einen Trog A6 bildet, der dem Trog A2 der Fig. 8 entspricht. Die Innenfläche des Kopfes ist bei _4' wieder wie ;n Fig. io schwachkonisch zur Mitte ausgeführt, so daß das 01 wieder seitwärts in die einander gegenüberliegenden Tröge F und _46 durch die Öffnung F1 fließen kann.According to Fig. Ii, the outer surface of the piston head can have a recess, as in .4 ', so that, as is known, the entire middle part of the head is cup-shaped and protrudes inward. This creates a part A ° in the piston, which again forms a trough A6, which corresponds to trough A2 in FIG. 8. The inner surface of the head is again as in _4 ';. N Fig io executed schwachkonisch to the middle, so that the back 01 may sideways in the opposite troughs F and flow through the opening F1 _46.

Der Ringansatz E mündet ebenso wie Al in die Wände D2, die die Bolzenlager Dl mit dein Kopf verbinden.The ring extension E opens, like Al, into the walls D2, which are the pin bearings Connect Dl to your head.

Die konische Ausbildung der Unterfläche des Kopfes A nach Fig. io oder i i kann entweder wie gezeigt zentral oder auf einer Seite der Kolbenachse liegen. In letzterem Fall wird mehr 01 in einen der beiden Trogteile F geführt als in den anderen. Hierbei wird also eine zusätzliche Kühlung für die Teile erreicht, welche mit dem meisten 01 in Berührung kommen. Eine solche Durch-Bildung kann insbesondere bei einem Kolben bekannter Bauart von Verbrennungskraftmaschinen vorteilhaft sein. bei dem eine seitliche Aussparung in der Kolbenkopffläche vorhanden ist, in welche Brennstoff eingeführt wird. Eine solche Aussparung ist bei T. in Fig. T angegeben.The conical design of the lower surface of the head A according to FIG. 10 or ii can either be located centrally, as shown, or on one side of the piston axis. In the latter case, more 01 is fed into one of the two trough parts F than into the other. In this way, additional cooling is achieved for the parts that come into contact with most of the oil. Such a through-formation can be advantageous in particular in the case of a piston of a known type of internal combustion engine. in which there is a lateral recess in the piston head surface, into which fuel is introduced. Such a recess is indicated at T. in FIG.

Im Trog können auch vom :Mantel B nach innen ragende Rippen l1 vorgesehen sein. die vom Kopf -4 hinter dem Ringansatz E zum Trog F verlaufen. Diese Rippen vergrößern die Wärmeaufnahmefläche für das -O1. Sie versteifen auch den Kolben. Die Rippen sind in Fig. i, 2, 5 und io gezeigt sowie auch im Teilschnitt der Fig. 12. Sie erstrecken sich radial nicht vollständig über die Kammer, sondern ragen nur ein kurzes Stück von der Kolbenwand h hinein und sind so durchgebildet, daß sie den Verlauf des Troges F entsprechend dem Umfang nicht unterbrechen.In the trough, ribs l1 protruding inward from the jacket B can also be provided be. which run from the head -4 behind the ring attachment E to the trough F. These ribs increase the heat absorption area for the -O1. They also stiffen the piston. The ribs are shown in FIGS. 1, 2, 5 and 10 and also in the partial section of FIG. 12. They do not extend radially completely over the chamber, but rather protrude only a short distance from the piston wall h in and are formed so that they do not interrupt the course of the trough F according to the circumference.

Der Trog kann, wie gesagt, vollständig um den Kolben lieruingehen. er wird aber meistens, wie in Fig. 2 und 9, in zwei Abteilungen geteilt. die Je zwischen den Bolzenlagern Dl liegen.As mentioned, the trough can go completely around the piston. but it is mostly, as in FIGS. 2 and 9, divided into two sections. the je lie between the pin bearings Dl.

Bei einem Kolben dieser Art wird eine gegebene Ölmenge, die dem Kolben durch die Schubstange zugeführt wird, am besten ausgenutzt. Der in den Trog F eingeführte Ölanteil wird darin lange genug zurückgehalten. um wesentlich mehr Wärme durch eine gegebene Olinenge aufzunehmen, als dies bei Kolben bekannter Bauart der Fall ist, bei denen das Öl nur als Strahl gegen das Innere des Kolbenkopfes geführt wird und dann abfließen kann.With a piston of this type, a given amount of oil is added to the piston is fed through the push rod, best utilized. The one introduced into trough F. Oil is retained in it long enough. much more warmth through a take up the given olefin length than is the case with pistons of known design, in which the oil is only directed as a jet against the inside of the piston head and can then flow away.

Oben ist gesagt, daß das 01 in der Ringkammer und im Trog zwischen dem Trogboden und dein Kolbenkopf hin und her geschüttelt werden kann. Bei den Kolbenbewegungen treiben die Trägheitskräfte das (11 al)wecliselnd vom Trogboden zum Kolbenkopf und zurück, und während dieser Bewegung fließt das 01 mit beträchtlicher Geschwindigkeit an der Wandfläche der Ringkammer entlang, insbesondere an demjenigen Teil der Wand, der hinter den Ringen und unter dem Kopf liegt, wodurch diese Teile besonders gut gekühlt werden.Above it is said that the 01 can be shaken back and forth in the ring chamber and in the trough between the trough bottom and the piston head. When the piston movement the inertial forces drive the (1 1 al) wecliselnd from the trough bottom to the piston head and back, and during this movement flows 01 along with significant velocity at the wall face of the annular chamber, in particular at that part of the wall behind the rings and upside down, which means that these parts are particularly well cooled.

Claims

PATE \ TA \ PROVERBS: i. Piston with a base and a jacket extending from this, which carries the piston pin bearings, characterized by the combination of a trough (E) on the circumference, which is offset from the base (A), and a flange (C) that extends from the jacket ( B) runs radially inwards and is formed by a ring extension that runs from the flange to the bottom, and finite a slot between the bottom and the ring extension through which the oil discharged from the push rod can flow into the trough and overflow from it, with two or more Walls which extend approximately axially between the bottom and the trough so that they subdivide this, possibly in part, into two or more divisions lying ain the circumference, so that the trough and the bottom flung back and forth between the trough and the bottom when the piston went back and forth 01 Removes heat from both the jacket and the walls, which also reinforce the piston. a. Piston according to claim i, characterized in that the walls connect the base to the piston pin bearings and thus serve as reinforcing struts. 3. Piston according to claim i or a, characterized in that in addition to the walls, further walls are provided which follow the circumference are spaced from one another and extend axially from the bottom to the trough, but radially only partially over the trough. 4. Piston according to claim i, a and 3, characterized in that an approximately cylindrical, jacket-like ring attachment surrounding the push rod extends from the inner edge of the flange to the open end of the piston. 5. Piston according to claim 1,: 2, 3 or 4, characterized in that the bottom of the piston approximately opposite to the trough an inverted second trough is formed either by an annular inner projection of the bottom or by an inner cup-shaped recess in the bottom.