DE856247C - Kolben fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Kolben fuer Brennkraftmaschinen

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DE856247C
DE856247C DESCH5423A DESC005423A DE856247C DE 856247 C DE856247 C DE 856247C DE SCH5423 A DESCH5423 A DE SCH5423A DE SC005423 A DESC005423 A DE SC005423A DE 856247 C DE856247 C DE 856247C
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DE
Germany
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piston
pistons
internal combustion
combustion engines
ring
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Expired
Application number
DESCH5423A
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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Publication date
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Application granted granted Critical
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Classifications

    • 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
    • F02F3/022Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion the pistons having an oval circumference or non-cylindrical shaped skirts, e.g. oval

Landscapes

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

Description

  • Kolben für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf Kolben für Brennkraftznaschinen und bezweckt eine besondere Ausgestaltung der Form derselben.
  • Bekanntlich werden von Kolb für Brennkraftrnaschinen bestimmte Bedingungen verlangt, zu denen u. a. ein kleinstmögliches Laufspiel bei höchster Belastung zählt. Von der Wahl desselben hängt nicht nur die Größe des Wirkungsgrades, sondern auch die Lebensdauer des Kolbens und damit des ganzen Motors ab: Um den in Frage kommenden ' Kolben, insbesondere solchen aus Leichtmetall, ein einwandfreies Tragbild ihres Schaftes zu geben, 1 wurde auf die Herstellung der Lauffläche besonders Wert gelegt. Außerdem aber wurden vorzugsweise Leichtmetallkolben mit Rücksicht auf ihre höhere Temlacraturdehnung im allgemeinen. so ausgebildet, daß sie insbesondere am tragenden Schaft sowohl bei geringer als auch bei hoher Belastung eine ein n#andfreie Geradführung des Kolbens ermöglichen. Alle diese Maßnahmen kornnten aber nicht verhindern, daß Kolben für Brennikraftmaschinen besonders an ihrer Ringpartie, also zwischen: Kolbenbolzen und- Kolbenoberkante, das erwünschte einwandfreie Tragbild nicht zeigten. Ursache dafür dürfte eine ungleichmäßige Verteilung der thermischen Belastung des Kolbenbodens, insbesondere bei Dieselmotoren, sein. Wider Erwarten ist die thermische Belastung nicht zentral bzw. gleichmäßig auf dien Kolbenboden verteilt, sondern exzentrisch. Diese Ungleichmäßigkeit in der thermischen Belastung kann unter Um.stäniden so groß sein, daß eine merklich einseitige Verformung des Kolbens erfolgt. Damit wird das Tragbild meistens sehr ungünstig beeinflußt. Es besteht beispielsweise die Gefahr, daß der Kolben oberhalb dies oberen Kolbenringes auf einer Seite sehr stark reibt, während sich an, den thermisch weniger belasteten Stel'lenÖlkohle ansetzt. Diese Erscheinungen wirken sich! besonders bei höheren thermischen Belastungen sehr ungünstig aus.
  • Es ist weiterhin bekannt, bei Tauchkolben die Ringpartie gleichmäßig oval auszubilden, um hierdurch ein Anreiben, derselben, besonders oberhalb der Kolbenbolzernaugen, zu vermeiden oder auch einte Deformation des Zylinders auszugleichen. Die ovale Gestaltung der Ringpartie kann aber auch die einseitige thermische Belastung eines Kolbens quer zum Kolbenbolzen nicht ausgleichen. Die bisher im allgemeinen benutzten Ausführungen legen Wert darauf, die an der Zylinderwand anreibende Stelle, die leicht zum Fressen führt, zurückzunehmen, um auf diese Weise. einen ein,-wandfreien Lauf des Kolbens zu ermöglichen. Es wurde dabei jedoch nicht berücksichtigt, daß sich an den weniger hochbelasteten Stellen während, des Betriebs sehr harte Verbrennungsrückstände ansetzen, die zu schweren Beschädigungen im Kolben führen. Ähnliche Betriebsverhältnisse treten auch dann auf, wenn eine starke einseitig.e Kühlung des Zylinders erfolgt und hierdurch eine Gestaltsänderung hervorgerufen wird. So kann z. B. die Lauffläche des Zylinders in diesem Fall einseitig so stark verformt werd-:n,, daß ein Kolben, der nach bekannten Regeln hergestellt worden ist, nicht mehr einwandfrei zum Laufen gebracht wird.
  • Um diese beobachteten Nachteile zu vermeiden, wird der Kolben erfindungsgemäß so geformt, daß die Mitte der Kolbenbodenfläche exzentrisch gegenüber der Mitte des Kolbenschaftes liegt. Erreicht kann dies auf verschiedenem Wege werden. Es kann z. B. das Schleifen oder Drehen der Ringpartie so ausgeführt werden-, daß die Längsachse derselben gegenüber der des Kolbens um eine zweckmäßig im Winkelmaß bestimmbare Abweichung verlagert ist. Es ist aber auch möglich, entsprechend dem Wärmegefälle den Feuersteg und die darunterliegenden Ringstege mit allmählich abnehmender Exzentrizität auszuführen, und zwar derart, daß der Feuersteg entsprechend seiner höchsten Wärmebelastung die größte Exzentrizität und der untere Ringsteg wegen seiner geringsten Belastung die kleinste Exzentrizität erhalten. Bei thermisch sehr hochbelasteten Motoren kann unter Umständen ferner noch ein Teil des tragenden Schaftes durch die einseitige Wärmebelastung beeinflußt werden. Es ist dann erforderlich, auch diezeen Schaftteil entsprechend der für den Kolbenboden bzw. für die Ringpartie empfohlenen Weise exzentrisch zu gestalten. Die Schrägstellung des Kolbenoberteils muß dabei bis, an, den Schaft heranreichen, oder das Schaftoberteil muß mit einer verlaufenden Exzentrizität ausgeführt werden.
  • Je nach dem während des Verbrennungsvorganges sich abspielenden Verfahren wird die Schlifform der Ringpartie von Fall zu Fall geändert werden müssen. So ist es beispielsweise ohne weiteres möglich, beim Auftreten einer sich exzentrisch einstellenden Hitzequelle die Ringpartie des Kolbens kreisrund zu gestalten. :Meistens treten jedoch mehrere stark erhitzte Stellen am Kolbenboden auf, so daß es erforderlich wird, entsprechend der örtlichen: Verteilung dieser Stellen eine Querschnittsänderung vorzusehen, für deren Ausbildung es vorteilhaft erscheint, sie oval oder zweckmäßig auch vieleckig mit abgerundeten Flächen auszuführen.
  • Die Abbildungen lassen Ausführungsbeispiele erkennen. Die Abb. i und a zeigen je einen Kolben einer Brenrrkraftmasch,ine in Ansicht, während die Abb. 3 und 4 Grundrisse derselben erkennen lassen.
  • Die Darstellung nach Abb. i ist zwecks deutlicher Veranschaulichung des Erfindungsgedankens übertrieben verzerrt gezeicliriet. leer Kolben mit seinem Schaft a ist zunächst genau zentrisch in dem Zylinder g vorgesehen. Dagegen weichen der Koibenbodett 1a und die Rin"7lrtrtie c von diieser zentrischen Anordnung ab. Diese Abweichung wird am besten durch das Winkelmaß festgelegt. Der Kolben kann in dieser Form vorzugsweise durch Schleifen oder auch Drehen hergestellt -#verden. Die Größe des Winkels a richtet sich nach den thermischen Belastungen. Mitunter erscheint es auch ratsam, die neue Formgebung so vorzurielimen, daß die Kolbenoberfläche ballig aussieht.
  • Die gleiche exzentrische :\liweichun,g um den Winkel a zeigt auch der Kolben nach Abb. z. Dabei sind der Feuersteg b und die Ringstege c exzentrisch versetzt, und zwar jeweils so stark, wie es diie abfallendethermische Beeinflussung erforderlich macht. Nach der Abb. 3 erscheint der Außenumfang d des Kolbenschaftes mit einer i#Iittellinic n-n abweichend von der Mittellinie W-n' des exzentrisch verlagerten Umfangs e der Kollenoberkante. Die Kanten der einzelnen Ringstege sind nicht gezeichnet, um die Deutlichkeit in der Darstellung nicht zu stören.
  • Entsprechend der Abb. 4 ist der äußere Umfang dies Kolbenschaftes "wiederum mit d bezeichnet und kreisförmig ausgebildet, während der des Bodenumfanges das Bezugszeichen f trägt und exzentrisch gegenüber d liegt. Der Kolbenboden hat einen dreieckigen Querschnitt mit stark altgerundeten Kanten.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRtiCHE: i. Kolben für Brennkraftrnaschinen, gekennzeichnet durcheineexzentrischeVerlagerung des Kolbenbodens gegenüber der Schaftmitte. z. Kolben für Bremikraftmaschinen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringpartie (c) samt dem Kolbenloden (/a) gegenüber der Schaftmitte um eine im Winkelmaß bestimmbare Größe (a) abweicht. 3. Kolben nach den Ansprüchen i und a, dadurch gekennzeichnet, daß diie einzelnen Ringstege (c) und der Feuersteg (b) stufenmäßig in ihrer Exzentrizität untereinander abweichend ausgebildet sind. 4. Kolben nach den Ansprüchen i bis 3, dadürch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Ringstege (c) und des Feuerstegs (b) vom kreisrunden Querschnitt abweichen und oval oder vieleckig mit abgerundeten Flächen ausgeführt sind.
DESCH5423A 1950-12-09 1950-12-09 Kolben fuer Brennkraftmaschinen Expired DE856247C (de)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3035879A (en) * 1958-03-14 1962-05-22 Sulzer Ag Means for centering the piston of a piston compressor
DE3407405C1 (de) * 1984-02-29 1985-09-19 Goetze Ag, 5093 Burscheid Kolben fuer Brennkraftmaschinen
EP0209006A1 (de) * 1985-07-12 1987-01-21 Ae Plc Kolben
DE3527032A1 (de) * 1985-07-27 1987-01-29 Mahle Gmbh Tauchkolben, insbesondere fuer verbrennungsmotoren

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DE3527032A1 (de) * 1985-07-27 1987-01-29 Mahle Gmbh Tauchkolben, insbesondere fuer verbrennungsmotoren
EP0211189A2 (de) * 1985-07-27 1987-02-25 Mahle Gmbh Tauchkolben, insbesondere für Verbrennungsmotoren
EP0211189A3 (en) * 1985-07-27 1988-03-02 Mahle Gmbh Trunk piston for combustion engines

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