DE870618C - Light metal pistons for internal combustion engines - Google Patents

Light metal pistons for internal combustion engines

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DE870618C
DE870618C DEA237D DEA0000237D DE870618C DE 870618 C DE870618 C DE 870618C DE A237 D DEA237 D DE A237D DE A0000237 D DEA0000237 D DE A0000237D DE 870618 C DE870618 C DE 870618C
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DE
Germany
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piston
pin
hubs
interior
internal combustion
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Expired
Application number
DEA237D
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German (de)
Inventor
Otto Gloekler
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Aluminiumwerke Nuernberg GmbH
Original Assignee
Aluminiumwerke Nuernberg GmbH
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Publication date
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    • 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
    • F02F3/027Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion the skirt wall having cavities

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

Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen In den Kolben für Brennkraftmaschinen werden die Kräfte vom Kolbenboden über die Bolzennaben zum Bolzen und zur Pleuelstange übertragen. Die nach innen frei stehenden B ilzennaben werden dabei auf Biegung beansprucht, besonders dann, wenn im Verhältnis zum Kolbendurchmesser kurve Kolbenbolzen Verwendiunig finden. Der innere Teil der Bolzennab :n wird deshalb bisher durch Rippen gen den Kolbenkopf unkt zum Teil auch gegen: den Kolbenmantel abgestützt. Derartige Durchbildungen reichen bei hochbeanspru:chtenKolben fürOtto-und I Dieselmotoren mit hoher Bahngeschwindigkeit nicht aus.Light metal pistons for internal combustion engines In the pistons for internal combustion engines the forces from the piston crown via the pin hubs to the pin and the connecting rod transfer. The inwardly free standing bolt hubs are bent stressed, especially when the piston pin is curved in relation to the piston diameter Find useful. The inner part of the Bolzennab: n is therefore so far through Ribs towards the piston head also partially counteract: the piston skirt is supported. Such configurations are sufficient for highly stressed pistons for Otto and diesel engines does not work with high web speed.

Bei solchen Kalben( hat man bereits zwischen B.olzennabe und Kolbenkopf massive Stützblöcke vorgesehen, die bei bgepreßten Kalben: auch. schon durch den. Herstellungsgang bedingt waren. Außerdem hat man zur Aufnahme der quer zur Bolzen, achle wirkendien waagerechten Kräfte im. Kolben noch zusätzliche Stützwände vorgesehen, welche die innere Begrenzungsfläche der Bolzenm,aben beiderseitig gegen die Mantelwand stützeni. Diese Durchbildung bedingt einerseits zwischen den Naben und dem Kolbenkopf sowie andererseits zwischen. den Naben und den seitlich anschließenden Man!tel.-flächen. starke Werkstoff anhäufunggen, d-ie u. a. deshalb unerwünscht sind, weil sie hohe Gewichte und unübersichtliche Wärmeidehnungsverhältnisse zur Folge: haben. Unter der inneren Begrenzungsfläche der Bolzennaben wird dabei das innere Ernie des Nabehaüges 'verstanden, dies, entweder bündiig mit der Stützwand abschneiden oder ein wenig nach einwärts über diese vorspringen kann. Bei gegossenen, Kalben ist mann zur Verringerung der Werkstoffanhiäufung und des, Gewichtes schon. ,dazu. Übergegangen, in den von den Bolzennnaben durchsetzten Zonen zwiischent Stutzwändem, und Koilbenmantelfläche Aushöhlun- gen anzubininigen, welche um die Bolzemnaben und diese mehr odier minder freistellen. Für die Aushöhlungen send aber Kerne notwendig, die man aus dem Gußstück nicht unzerstört heraus- ziehen kann, so daß Sandkerne angesetzt wenden müssen, welche die Hersiteliung umständlich uni. teuer, gestalten.. Bei anderen Kolben hat man in den Stützblöcken zwiacben Bodizemniabe und Kolbenkopf entbweder beiidlersieaitbs die- Balzenbohrungten liegende und in der Kolbenlängsachse einlaufende oder vom Kol- bemnvantel, her einspringende Ausnehrmungen vorge- sehen, um,die Werkstoffanhäufungen am Kolben zu verringern. Bei den bekenne, vom Yolibenrcniantel her eins.prinbenden Vertiefungen handef. es sich um verhältnismäßig flache Nischen mit senkrechten Wandungen, idie eint Zurücktreten die- Nebenenden gegenüber dem" Manteltumf@ang bewirken. Die Erfindung bezweckt, einen hochbeanspruchten Kolben mit ,mehr oder mindler senkrecht zur BolotemE- achse verlaufenden und zur Abstützung der Bolt- zennaben dienenden, S bütz:wänden zu schlaffen, welscher mindestens die Festigkeit dar hekanntenn Ausführungen aufweist, aber deren Nachteile ver- meidet, wobei Insbesondere die zur Vernniindezmg der Werkstoffanhäufungen notwendigen Vertiefun- gen und Aushöhlungen so gesitaUet! sind, daß die Hersteillung des Kolbens, in Dauerformm mit D.auerkernm, möglich Ist. - Dieses Ziel wind erfin;dungtsgemäß dadumch er- reicht, daß vom Kolbenmantel hier einspringender, ganz oder im wesenbliche gegen: das Kolbeninnere geschlossene Ausnehm(ungen, vorgesehen sind, die in das Innare! des Kolbens tas..chmdö,rmig eingezogen sind undt nach obren um die Nabent greifen. Vorzugs- weisse verlaufen !die beiderseits um jede, Bolzennabe nach obren greifenden Taschen schräg nach aufwärts urndi einwärts. un,d,sind .ein ihren Endteen, voneinander .durch einen Steg getrennt, der zwischen- Bodtzen; habe und K olbenboden steht. Durch idtiese :A-usbiildurng wie. ein Kolben ge- schaffen, bei dem besonders die inneren Narben steile diech Stützwände einte einwandfreie und übensicht- liche ÜbeMtrugwng der Kräfte vom I#,'-olibenb:oden her ohne daß man Werkstoffanhäufungen mit - ihren unübersichtlichen Auswirkungen und großen Gewichten oder verwickelte Hensstelilungs@ venfahreen rin Kauf nehmen muß. In der Zeichnung ist (die erfindungsgemäße Kolr benausibidtdtuvg in einem Ausführungsbeispiel ver- anschaulicht. Es zeigt _Fig. v -eine Seitenansicht zur Häliffie im Schnitt, F'g.2 eine andere Seitenansicht näich Drehung uxri .9'00', -Fiig. 3i die: Ansicht dies Koilibens von unten, Fig. q. einen Querschnitt nach Linie. A-B der Fig. i, Fig. 5, eineins Querschnitt nach Linie C-D der Fig. it, FIg. 6 einen- außenimittigen Schnitte, nach Linie E-P -dar Fib 5. - Der aus Leichtmetall bestehentde Kolben i trägt an seiner Schaftwandung .die in bekannter Weise gegen den Hohlraum, 2i nach: einwärts vorspringen- den Bolzemnnaben i3. Gemäß dteir Erfindiung sind bei dienseits der Bolzennaben 3 von der SchaftnArarndung aus, in Richtung gegen die Bolizennvaben einliaufendie taschenartige Vertiefungen q. eingezogen, die gegen diasi Innere dies Kolbens ganz adieu im wesentlichem geschlossen sind und nach oben um. die Naben greifen. Die. zusammemdaufende, innere Wandung der beiden gegtenüberilüe@rudlen: Taschen einer Bol- zennabe bietet für diese die Stützwand: 5@ welche das innere freie Nebenende absteift. Die taschen- artigen Vertiiefurngen laufen alisi konische Öffnungen schräg nach auf- und einwärts geneigt, in; den Kol#beniinnenimum ein, erstrecken sich bis. über die Bo!lizennaben undsind dort, wie, im bestonderen aus Fig. q, und 6 ,hervorgeht, zweckmäßig durch einten Steg 4t' getirennib, welscher zwischen, Bolzenniabe und Kolibemkopf steht. Durch die konische Foren der Taschen oder Aushöhltungen kann ein: Dauerform- keixnv leicht aus dem Rohling herausgezogen! wenden, dabei, Ist esi gleichgültig, ab, die- Dauerformkern ent- weder parallel zu der inneren Stützwand eingeführt adle- bei, leicht gewölbter D-umhbiif!dung der Stüte- xand bogentförrnig angesetzt weedten kann. Die Wandstärke !der die Tasiohen q; umigrenoenden Stützt- wände entspniieht imv. wesentlichen derjenigen dies Koltbenschaftes, läßt is,ich also verhältnismäßig dünn,durchbiididen, vermeidetateri@alanih(äufun@@em, sicherte einten guten Fluß@. des. Materiiass, beit d(er Kolbenherstellung =d bietet außerdem dien an beldeen, Enden; festgeilegten. Bolzemnaben eine er- höhte Hastigkeit und; einen; einwandfreien Standi.- Die Unterbrechung der über dien Bolizennaben gegeneinander anlaufenden. taschenartigen Ver- tiefungen q. -durch einen Zwisehen:steg q.' ist zWeek- mäßng aber nicht- Bedingung, vielmehr können ahnte Beeinträchtigung der Festigkeit diel beiden Taschen über der Bolzennabe auch ineinander übergehen, so daß der Trennsteig wegfälf. Die eingezogenen Taschen q; könnten ihn Rahmten der Erfindlumg ganz gegen das Innere dies Kolbens gesehlosisen sein oder auch in, Sonderfällen zurr Sicherung von. Öldu:nchliaß in ihnen über die Naben greifenden Grund Öffnungen besitzen, die gegen das Kolbeninnere 2 einmünden. With such calves, massive support blocks have already been provided between the pin boss and piston head, which in the case of pressed calves were also caused by the manufacturing process. In addition, the horizontal forces in the piston are still used to absorb the horizontal forces acting across the pin Additional support walls are provided which support the inner delimitation surface of the bolts on both sides against the jacket wall. This formation requires, on the one hand, between the hubs and the piston head and, on the other hand, between the hubs and the laterally adjoining jacket surfaces -They are undesirable, among other things, because they result in high weights and unclear thermal expansion ratios: Under the inner boundary surface of the pin hubs, the inner edge of the Nabehaüges' understood this, either flush with cut off the retaining wall or a little afterwards can protrude inward over this. at poured, calving is man to reduce the accumulation of material and des, weight already. ,to. Passed over to that of zones interspersed with the pin hubs Supporting walls, and the shell surface of the hollow to be attached, which around the bolt hubs and release them to a greater or lesser extent. For the cavities send but cores necessary that one does not get out of the casting undestroyed- can pull so that sand cores turn attached must, which uni the manufacture cumbersome. expensive, design .. With other pistons you have in the support blocks between body and piston head either beiidlersieaitbs die-Balzenbohrungen lying and in the piston longitudinal axis or from the piston bemnvantel, protruding recesses see to, the accumulation of material on the piston to decrease. With the confess, from the Yolibenrcniantel handef. it is about relatively flat niches with vertical ones Walls, which unite, step back the adjacent ends towards the "Manteltumf @ ang effect. The invention aims to provide a highly stressed Piston with, more or less perpendicular to the BolotemE- axis and to support the bolt zennaben serving, S bütz: walls to sag, whichever at least the firmness is known Has designs, but their disadvantages avoids, in particular those for Vernniindezmg the accumulation of material necessary genes and hollows like that! are that the Manufacture of the piston, in permanent form with D. permanent core, is possible. - This goal is invented according to is enough, that from the piston skirt jump in here, wholly or essentially against: the inside of the piston closed recesses are provided, which in the innare! of the piston tas..chmdö, drawn in are andt reach up to the hub. Preferential white runs around each pin hub on both sides upward-reaching pockets diagonally upwards urndi inwards. un, d, are .in their endteen, from each other .Separated by a web, the between-bottom pads; have and piston bottom stands. By idtiese: A-usbildurng how. a piston in which especially the internal scars are steep the retaining walls united flawless and clearly visible lich transfer of the forces from the I #, '- olibenb: oden here without accumulating material with - their confusing effects and heavy weights or intricate hensstelilungs @ venfahreen rin must buy. In the drawing (the Kolr benausibidtdtuvg in one embodiment illustrative. It shows _Fig. v - a side view of the Haliffie in section, Fig. 2 shows another side view after a rotation uxri .9'00 ', -Fiig. 3i die: view of this Koilibens from below, Fig. Q. a cross-section by line. AB the Fig. I, Fig. 5, a cross-section along line CD of FIG Fig. It, FIg. 6 one-off center cuts, following the line EP -dar Fib 5. - The piston i is made of light metal on its shaft wall. die in a known manner against the cavity, 2i after: protrude inwards- the bolt hubs i3. According to the invention, on the side of the pin hubs 3 from the shaft curvature from, in the direction of the Bolizennvaben pocket-like depressions q. drafted against the inside of this piston, in essence, farewell are closed and up around. the hubs to grab. The. converging, inner wall of the two Gegtenüberilüe @ rudlen: pockets of a bol- zennabe offers the support wall for these: 5 @ which stiffen the inner free side end. The bags- like depressions run alisi conical openings inclined upwards and inwards, in; the Kol # beniinnenimum a, extend to. about the License hubs and are there, as, in the particular from Fig. Q, and 6, emerges, expediently by one Steg 4t 'getirennib, welscher between, Bolzenniabe and Kolibemkopf stands. Through the conical forums of the Pockets or hollows can be: permanent form keixnv easily pulled out of the blank! turn around, at the same time, it doesn’t matter from the neither introduced parallel to the inner support wall adle-shaped, slightly arched D-shaped envelope! xand can be set in a curved shape. the Wall thickness! Of the pockets q; umigrenoic supportive walls are made by imv. essential of those this Koltbschaftes, it is, so I proportionately thin, throughbididen, avoidedateri @ alanih (äufun @@ em, secured a good flow @. des. materiiass, beit d (er Piston production = d also offers dien beldeen, ends; fixed. Bolt hubs a increased haste and; a; flawless standi. The interruption of the police hubs running against each other. pocket-like depressions q. -by a difference: steg q. ' is zWeek- moderate but not condition, rather can suspected Impairment of the strength of the two pockets also merge over the pin hub, see above that the separating platform falls away. The retracted pockets q; could framed him the invention completely against the inside of this piston be Gesehlosisen or in special cases Backup of. Öldu: nchliaß in them via the hubs gripping reason have openings that oppose the inside of the piston 2 open.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE:
i. Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschi- nen, deren Bolzennaben -an der inneren Begren- zungsfläche gegen Kolbenkopf und Mantelflächen durch mehr oder minder senkrecht- zur Bo:lzen- achse verliaufehde Stüroz:wänide abgestützt werden, in .dienten beiderseits der Naben vom
Ko,Lbenmanite-l her einspringend-, Ausnehmiungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Ko@libenmfaniteil her einspringenden, vor- z:u!gsweii te geggen Glas . Kolbeninnere (2i) ge- schlossenen Ausnehmungen (4.) in das Innere des, Kolbens tas,cheniförm.ig einsgezogen sli;nid und nach, obent um die Nabein, (3) greifen.. 2. Leichtme-Yallkolbeni nach Anspruch i, da- durch gekennzeichnet, daß die beiderseits um jede Bolzennabe (3) nach oben greifenden Taschen (.j) schräg nach aufwärts und einwärts über die Bolzennabe laufen und an ihren Enden
voneinander durch einen Steg (A getrennt sind, der zwischen Bolzennahe und Kolbenboden. steht. . 3. Ausführungsform des Kolbens nach An- spruch i und 2, dadurch gekennzei@chineit, dia,ß die ei.ngez.ogenen Taschen (q,) in ihrem über die Nabe greifenden Grund eine. oder meh@reire gegen das Kolbeninnere (2) einmündende Öffnungen besitzen.
Angezogene Druckschriften: D euts,chei Pabentschirifit Nr. 711 g317; britische Patents.chirift Nr. 3[&272i.
PATENT CLAIMS:
i. Light metal pistons for internal combustion whose pin hubs - on the inner limit - contact surface against piston head and lateral surfaces by more or less perpendicular to the Bol: Axis exiting Stüroz: wänide supported in. served on both sides of the hubs of the
Ko, Lbenmanite-l re-entrant, recesses are provided, characterized in that the protruding from the Ko @ libenmfaniteil, z: u! broadly against glass. Piston interior (2i) closed recesses (4.) into the interior des, piston pocket, cheni-shaped, drawn in sli; nid and reach up to the nabein, (3) .. 2. Leichtme-Yallkolbeni according to claim i, there- characterized in that the two sides are around each pin hub (3) reaching upwards Pockets (.j) sloping upwards and inwards run over the pin hub and at their ends
are separated from each other by a bar (A, the one between the pin near the pin and the piston crown. stands. . 3rd embodiment of the piston according to Spruch i and 2, thereby marked @ chineit, dia, ß die narrow pockets (q,) in their over the Hub gripping reason one. or meh @ reire against the piston interior (2) opening openings own.
Referred publications: D euts, chei Pabentschirifit No. 711 g317; British Patents.chirift No. 3 [& 272i.
DEA237D 1943-03-07 1943-03-07 Light metal pistons for internal combustion engines Expired DE870618C (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3812479A1 (en) * 1988-04-15 1989-10-26 Martin Ziegler Piston for an internal combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB382721A (en) * 1931-09-30 1932-11-03 Armstrong Siddeiey Motors Ltd Pistons for fluid-pressure engines
DE711937C (en) * 1938-11-10 1941-10-09 Elektron Co M B H Forged pistons for internal combustion engines, in particular aircraft engine pistons

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