DE844094C

DE844094C - Leichtmetallkolben fuer Brennkraftmaschinen, Kompressoren u. dgl.

Info

Publication number: DE844094C
Application number: DEP53907A
Authority: DE
Inventors: Otto Gloekler
Original assignee: Aluminiumwerke Nuernberg GmbH
Current assignee: Aluminiumwerke Nuernberg GmbH
Priority date: 1949-09-04
Filing date: 1949-09-04
Publication date: 1952-07-17

Description

Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen, Kompressoren u. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen, Kompressoren u. dgl. mit eingegossenen, ringförmigen Einlagen aus metallenem Werkstoff von geringerem Wärmeausdehnungskoeffizienten als der Kolbenwerkstoff. Bei den bisher bekannten ringförmigen Eiseneinlagen, die dem größeren Ausdehnungsbestreben des Leichtmetalls entgegen-, wirken sollen, können Verziehungen des Kolbenmantels und Lockerungen der Einlagen nach längerer Betriebsdauer nicht mit genügender Sicherheit vermieden werden. Das Ziel der Erfindung besteht darin, die ringförmigen Einlagen so auszubilden, daß diese nicht nur völlig sicher mit dem Kolbenmetall verankert, sondern auch in der Lage sind, die hohen Spannungskräfte, welche durch den größeren Wärmeausdehnungskoeffizient des Leichtmetalls bedingt sind, ohne die Gefahr schädlicher Verziehungen in sich aufzunehmen. Dies wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß die am Außenrand mit bekannten Ausschnitten für die Verankerung- im Kolbenmetall versehenen ringförmigen Einlagen zwecks Erhöhung ihrer Formsteifigkeit ringsum profiliert sind.
Es sind bereits ringförmige Kolbeneinlagen bekannt,_ welche an einzelnen Stellen ihres Umfanges Ab= biegungen aus der Ringebene aufweisen oder mit zahnförmigen, gegeneinander verschränkten Ansätzen aus gestattet sind. Solche Ansätze dienen aber nur zur Erhöhung der Haftfestigkeit der eingegossenen Ringe im Kolbenwerkstoff. Sie können infolge der zwischenliegenden Unterbrechungen und ihrer kurzen Erstreckung in der Umfangsrichtung keine Erhöhung der Formsteifigkeit des Ringes gewährleisten.
Die zur Versteifung der Ringe dienende, ringsum laufende Profilierung kann bei aus Flachmetall gefertigten ringförmigen $inlägeit z. B. durch Einziehen, Aufbiegen, Bördeln oder Pressen des Innenrandes erzielt werden. Es ist aber auch möglich, die gewünschte Profilierung durch Guß der -'ringförmigen Einlagen zu gewinnen oder diese entsprechend auszufräsen.
- Um die Spannungskräfte mit Sicherheit aufzunehmen, können zwei oder mehr ringförmige Einlagen der vorgenannten Art parallel nebeneinander eingegossen werden, vorzugsweise paarweise mit gegeneinander anliegenden Profilrändern. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die ringförmigen Einlagen U-förmig profiliert und an ihren beiden nach außen gerichteten Rändern mit Ausschnitten für die Verankerung im Kolbenmetall versehen. -Auch an ihrem Innenrand bzw. an ihrer Innenseite können die nach der Erfindung ausgebildeten ringförmigen Einlagen Ausschnitte bzw. lochförmige Ausnehmungen zur Verankerung im Kolbenmetall aufweisen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.
Fig. i zeigt den Grundriß einer ringförmigen Einjage; Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie II-II in Fig. i ; . Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Ringes; Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der ringförmigen Einlage im Grundriß; Fig. 5 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie V-V in Fig. 4; Fig. 6 ist ein senkrechter Schnitt durch einen Leichtmetallkolben, in den der nach Fig. 4 und 5 ausgebildete Ring eingegossen ist.
Bei der in Fig. i und a dargestellten Ausführungsform besteht die ringförmige Einlage i aus Stahlblech. Im Außenrand des Ringes sind an sich bekannte T-förmige Ausschnitte 2 vorgesehen, so daß zwischen je zwei benachbarten Ausschnitten T-förmige Stege 3 als Anker stehenbleiben, die eine besonders feste Verbindung des Stahlringes mit dem Kolbenmetall gewährleisten. Der Innenrand 4 des Blechringes ist eingezogen, so daß er senkrecht zur Ringebene ausläuft. Hierdurch wird nicht nur die Formsteifigkeit des Ringes wesentlich erhöht, sondern auch die Möglichkeit geboten, ein Ringpaar mit gegeneinander anliegenden Profilrändern, 4 in den Kolben einzugießen. . Der Innenrand kann noch weiter hochgezogen bzw. umgelegt sein, wie dies bei dem in Fig. 3 gezeichneten Beispiel dargestellt ist. In- diesem Falle gewährleistet der parallel zur Ebene des Ringes i umgelegte Innenrand 5 eine außerordentlich hohe Versteifung des Ringes, die in Verbindung mit der starken Verankerung bewirkt, daß die gesamte Wärmeausdehnung des Kolbenmetalls von der Einlage aufgefangen werden kann.
In noch höherem Maße ist dies bei der in Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsform der Fall. Hier ist die ringförmige Einlage 6 V-förmig profiliert und an ihren beiden nach außen gerichteten Rändern 7 und $ mit Ausschnitten 2 für die Verankerung im Metall des Kolbens 9 versehen. Eine solche ringförmige Einlage kann sowohl aus Stahlblech gestanzt und gedrückt oder gegossen oder durch Fräsen hergestellt werden.
Im Scheitelteil des U-Profils können am Innenrand des Ringes Ausnehmungen io angeordnet sein, durch welche das Kolbenmetall dringt und eine weitere Verankeiung des Ringes im Kolben z. B. durch Bildung von Nietköpfen ii bewirkt. Die Ausnehmungen io begünstigen zugleich das Entweichen der Luft beim Gießvorgang.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen, Kompressoren u. dgl. mit eingegossenen, ringförmigen Einlagen aus metallenem Werkstoff von geringerem Wärmeausdehnungskoeffizienten als der Kolbenwerkstoff, die am Außenrand mit Ausschnitten für die Verankerung im Kolbenmetall versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Einlagen zwecks Erhöhung ihrer Formsteifigkeit ringsum profiliert sire.
2. Leichtmetallkolben nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei aus Flachmetall gefertigten ringförmigen Einlagen die Profilierung durch Einziehen, Aufbiegen, Bördeln oder Pressen des Innenrandes erzielt ist.
3. Leichtmetallkolben nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung durch Guß der ringförmigen Einlagen gewonnen ist.
4. Leichtmetallkolben nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr ringförmige Einlagen parallel nebeneinander, vorzugsweise paarweise mit gegeneinander anliegenden Profilrändern in den Kolben eingegossen sind.
5. Leichtmetallkolben nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Einlagen U-förmig profiliert und an ihren beiden nach*außen gerichteten Rändern mit Ausschnitten für die Verankerung im Kolbenmetall versehen sind.
6. Leichtmetallkolben nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Einlagen auch an ihrem Innenrand bzw. an ihrer Innenseite Ausschnitte bzw. Ausnehmungen zur Verankerung im Kolbenmetall aufweisen.
7. Leichtmetallkolben nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschnitte im Außenrand der ringförmigen Einlagen in bekannter Weise T-förmig gestaltet sind, so daß zwischen je zwei benachbarten Ausschnitten T-förmige Stege als Anker stehenbleiben. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 647 5o4; französische Patentschriften Nr. 747 202 und 74 2 973; USA.-Pateritschrift Nr. 1 403 56o.