DE855647C

DE855647C - Leichtmetallkolben in geschmiedeter Ausfuehrung

Info

Publication number: DE855647C
Application number: DESCH1995D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Kraemer
Original assignee: Karl Schmidt GmbH
Current assignee: Karl Schmidt GmbH
Priority date: 1942-02-20
Filing date: 1942-02-20
Publication date: 1952-11-13

Description

Leichtmetallkolben in geschmiedeter Ausführung Gegenstand der Erfindung ist ein Kolben aus Leichtmetall, der durch Schmieden hergestellt wird und sowohl zur Unterbringung von C)labstreifringen als auch zur Erhöhung der Versteifung am offenen Kolbenschaftende Verstärkungswulste aufweist.
Bekamtlich besteht bei höheren Betriebstemperaturen die Gefahr, daß die Festigkeit der Kolben, insbesondere in der Nähe des Kolbenbodens, nachläßt. Bei Betriebstemperaturen in der Nähe des Kolbens, die über 300° liegen, sinkt die Festigkeit an diesen Stellen so stark, daß selbst eine Versteifung des Kolbens durch Verrippung und Verstärkung am Kolibenboden nicht mehr ausreicht bzw. in dem erforderlichen Maß überhaupt nicht mehr möglich ist. Unter dieser Erscheinung leiden hesonders die aus Leichtmetall hergestellten Koliben, da die Leichtmetalle im allgemeinen nur bei niedrigen Temperaturen eine höhere Festigkeit aufweisen.
Es geht daher das Bestreben in der Fachwelt dahin, besonders bei hochbeanspruchten Maschinen dafür zu sorgen, daB die außerordentlich hohen Zünddrücke und Beschleunigungskräfte so von dem Kolben aufgenommen werden, @daB der stark erhitzte Kolbenboden mit seiner geringen Festigkeit zur Aufnahme dieser Kräfte nicht mit herangezogen wird. Um die recht '.hohen, Beanspruchungen einwandfrei auf den Kolbenschaft von dem Kolbenbolzenauge aus übertragen zu können, ist bei gegossenen Kolben früher schon versucht worden, unter Anwendung von Verstärkungsrippen die Kräfte so auf den Kolbenschaft zu verteilen, daß dieser sicih möglichst wenig verformt.
Weiterhin ist auch -schon daran gedacht. worden, den Kolbenschaft dadurch wesentlich zu'verstärken, daß er um das Kolbenbolzenauge herum eine größere Wandstärke erhielt.
Es ist schließlich bekannt, sehnenförmige Rippen unterhalb des Kolbenbolzenauges -und parallel zum Kolbenbolzen im Schaft vorzusehen, doch wurden diese Ausführungen @bisher nur bei gegossenen Kolben angewandt.
Um den auch bei )höheren Temperaturen auftretenden Beanspruchungen am Boden des Kolbens vollauf Rechnung zu tragen, wird bei geschmiedeten Kolben erfindungsgemäß für eine schnelle und leichte Wärmeabführung d adurch gesorgt, daß der Schaft und die Verbindungswulste sowohl für die Ölabstreifringe als auch die zur Versteifung des offenen Schaftendes so durchgebildet werden, daß der Kolben an diesen Stellen die größte radiale Wandstärke in der Nähe des Kolbenbolzenauges hat und im rechten Winkel dazu die geringste Wandstärke entsteht.
Gleichzeitig kann bei den geschmiedeten Kolben, bei welchen meistens das Kolbenbolzenauge rechtwinklig bis zum Kolbenbolzernboden durchgeführt ist, der Querschnitt in der Ringpartie ebenfalls so ausgebildet werden, daß ,der prismatische Teil des Kolbenbolzenauges sieh .mit abnehmender Entfernung in radialer Richtung vom Kolbenbolzenauge verringert, und zwar bis auf die Hälfte seines Umfanges. Hierdurch wird erreicht, daß die Wärme, die durch das Kolbenbolzenauge im Kolberninnern abgeleitet wind, in der Ringpartie einen genügend großen Wärmefließquersehnitt vorfindet, so daß die Wärme zudem kälteren unteren Kolbenring rechtwinklig zur Kolbenlängsachse abgeleitet werden kann.. Dadurch, daß die Querschnitte in der Ebene des Kolbernbolzenauges auf der ganzen Länge des Kolbens wesentlich stärker sind als rechtwinklig dazu, wird nicht nur ein außerordentlich stabiler Kolben geschaffen, sondern gleichzeitig eine günstigere Wärmeabführung als bei den bisher bekannten Ausführungen erreicht.
Die Abbildungen stellen ein Ausführungsbeispiel dar. In Abb. i ist ein Kolben in der linken Hälfte quer zum Kolbenbolzen und in der rechten Hälfte parallel dazu geschnitten; Abb. 2 bis 4 zeigen die Querschnitte in den Richtungen A-A, B-B und C-C des Kolbens nach Abbb. i. Der WärmeflieBquerschnitt a auf -der linken Seite des Kolbens ist gegenüber dem mit b auf der rechten Seite des Kolbens wesentlich kleiner bemessen. Ebenso ist die Größe der Schaftwand, die auf der linken Seite mit c, auf der rechten Seite .mit d in Richtung des Querschnittes B-B gelegt ist, gewählt. Auch die Breite oder Verstärkungswulste e und g auf der linken Seite bzw. f und h auf der rechten Seite für einen Olabstreifring und für die Versteifung des Kolbenschaftes an seinen unteren Ende ist, wie insibesandere auch die Abb. 4 erkennen läßt, verschieden groß.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Leichtmetallkolben in geschmiedeter Ausf"uhrung mit einem unterhalb des Kolbenbolzens vorgesehenen Verstärkungswulst für einen oder mehrere Ölabstreifringe und einem Versteifungswulst am offenen Schaftende des Kolbens, ge'lcennzeirhnet durch eine Ausbildung der Querschnitte in der Ringpartie, ferner im Kolbenschaft und in einem oder mehreren Verstärkung-swulstenderart, daß die Wandstärke in der Nähe der Kolibenbolzenaugen den größten radialen Querschnitt und rechtwinklig dazu die kleinste Abmessung aufweist.
2. Kolben nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenbolzenauge mit einem so großen Querschnitt an den Kolbenboden herangeführt ist, daß .die von dem letzteren aufgenommene Wärme durch diesen Querschnitt und rechtwinklig dazu durch die als Fließquerschnitte dienenden Querschnitte der Kol.benringpartie, des Kolbenschaftes und der Verstärkungswnlste abgeleitet wird. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 603 876, toi 710; deutsche Patentschriften Nr. 701 881, 714962, 695877-