DE948020C - Kreuzkopfbrennkraftmaschine - Google Patents

Kreuzkopfbrennkraftmaschine

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DE948020C
DE948020C DEM8880A DEM0008880A DE948020C DE 948020 C DE948020 C DE 948020C DE M8880 A DEM8880 A DE M8880A DE M0008880 A DEM0008880 A DE M0008880A DE 948020 C DE948020 C DE 948020C
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DE
Germany
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piston
internal combustion
combustion engine
diameter
piston rod
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Expired
Application number
DEM8880A
Other languages
English (en)
Inventor
Franz Gebhart
Dr Dietrich V Lassberg
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.)
MAN AG
Original Assignee
MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
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Filing date
Publication date
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Application granted granted Critical
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Expired legal-status Critical Current

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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 
    • F02F3/0015Multi-part pistons
    • F02F3/0023Multi-part pistons the parts being bolted or screwed together
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J1/00Pistons; Trunk pistons; Plungers
    • F16J1/10Connection to driving members
    • F16J1/12Connection to driving members with piston-rods, e.g. rigid connections

Description

  • Kreuzkopfbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit Leichtmetallkolben und einer in dem Kolben angreifenden, aus Stahl bestehenden Kolbenstange. Sie beschränkt sich auf Kreuzkopfbrennkraftmaschinen mit relativ großem, ungekühltem Leichtmetallkolben, d. h. sie gilt nicht für sogenannte »kreuzkopflose« Maschinen und nicht für Leichtmetallkolben, welche von Kühlwasser, Kühlöl od. dgl. durchströmt werden.
  • Es ist zwar für kleinere Brennkraftmaschinen bekannt, Leichtmetallkolben zu verwenden, und es ist auch schon vorgeschlagen worden, größere Kolbenmaschinen mit Kolben aus Leichtmetall auszuführen, doch hat man bisher bei größeren Brennkraftmaschinen mit Kreuzkopf stets geglaubt, daß man bei diesen relativ großen Abmessungen von z. B. etwa 300 mm Durchmesser und mehr mit ungekühlten Kolben nicht auskommen kann. Da gekühlte Kolben einen erheblichen Aufwand an Teilen für die Kühlmittelzu- und -abführung und für die Rückkühlung derselben erfordern und außerdem durch ihre Vielteiligkeit entsprechend schadensanfällig sind, hat man sich daher bereits die Aufgabe gestellt, Kolben von einer den bei Kreuzkopfmaschinen vorliegenden Verhältnissen entsprechenden Größe aus Leichtmetall unter Weglassung jeglicher Kühlung mit einer aus Stahl gefertigten Kolbenstange zu verbinden. Obwohl man sich darüber im klaren war, daß bei Leichtmetallkolben infolge ihrer besseren Wärmeleitfähigkeit mehr Wärme vom Verbrennungsraum in die Zylinderwand abgeführt wird und man sie daher gegebenenfalls ungekühlt ausführen könnte, bereitete das Problem der Verbindung von Kolben und Kolbenstange jedoch insofern besondere Schwierigkeiten, da einerseits die Kolbenstange aus Stahl einen kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten als der aufgesetzte Leichtmetallkolben besitzt und zum anderen der Kolben auch noch im Betrieb wesentlich höhere Temperaturen als die Kolbenstange annimmt.
  • Die bisher bei Kolben dieser Größe üblichen Befestigungsarten zwischen Kolben und Kolbenstange sind zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe nicht geeignet, da bei diesen entweder die zu verbindenden Teile keine derart unterschiedlichen Wärmedehnungszahlen aufweisen oder die Wärmebeanspruchung durch ein Kühlmittel verringert wurde. Bei Verwendung von Leichtmetall als Kolbenwerkstoff und Stahl für die Kolbenstange würde beispielsweise bei einer bekannten Verbindung; bei der die beiden Teile durch eine ringförmige Einsatzbüchse zusammengehalten sind, welche sich einerseits gegen das flanschartig erweiterte Ende der Kolbenstange und andererseits gegen eine entsprechende Fläche des' Kolbenkörpers stützt, infolge der stark unterschiedlichen Wärmedehnungszahlen und des zwangweise vorzusehenden Spiels die dünne Büchse am unteren Rand erheblichen Deformationen ausgesetzt sein, so daß eine einwandfreie Verbindung von Kolben und Kolbenstange auf diese Weise nicht erzielbar ist.
  • Ebensowenig kann eine bei wenig beanspruchten Kolbenmaschinen, z. B. Dampfmaschinen oder Kompressoren, gebräuchliche Befestigung von Kolben und Kolbenstange als Vorbild dienen, bei welcher die letztere mit einer konischen Büchse aus Stahl verschraubt ist, die, über die ganze Länge des Kolbens reichend, in demselben mittels auf ihrer Mantelfläche angeordneter ringförmiger Vorsprünge eingesetzt ist. Durch die wesentlich höhere Wärmebelastung bei Brennkraftmaschinen und die fehlende Flüssigkeitskühlung ist ein Lockern der Zwischenbüchse unvermeidlich und eine derartige Verbindung für Brennkraftmaschinen daher unbrauchbar.
  • Verbindungen von Stahlstange und lediglich als Ringträger dienendem Leichtmetallkolben bei Stufenkolben, bei welchen der aus dem Baustoff geringerer Wärmeausdehnung hergestellte Körper den anderen an der Verbindungsstelle umfaßt und der Teil geringerer Ausdehnung mit Innengewinde, der andere mit Außengewinde versehen ist, ermöglichen infolge der unterschiedlichen . Wärmedehnung Relativbewegungen im Gewinde, welche zur Bildung von Passungsrost und ähnlichen Erscheinungen führen. Gleichzeitig schafft sich dadurch das Gewinde immer mehr Luft, so daß die Verbindung an Vorspannung verliert.
  • Bei einer weiteren allgemein üblichen Befestigungsart der Kolbenstange am unteren Rande des Kolbens einer Kreuzkopfmaschine wächst der Kolben infolge seiner Wärmeausdehnung zwischen den Befestigungsschrauben stärker, wodurch das Kolbenhemd unrund wird und im Betrieb ungleichmäßig trägt.
  • Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch. behoben, daß die Verbindungsstelle eifies relativ großen - ungekühlten Leichtmetallkolbens mixt der an ihrem Ende mit einem Ringflansch versehenen Kolbenstange. aus Stahl beträchtlich oberhalb des unteren Kolbenrandes und in einer Durchmesserebene des Kolbens vorgesehen wird, in welcher der Kolbendurchmesser kleiner ist als der größte Durchmesser dies Kolbenhemdes. Durch diese Maßnahme kommt die Verbindungsstelle also in einen Bereich zu liegen, in dem der Leichtmetallkolben infolge seiner Konizität nicht mehr zum Anlaufen in der Zylinderbüchse kommt, so da.ß ein Unrundwerden des Kolbens infolge der ungleichförmigen Wärmeausdehnung von Kolben und Kolbenstange an .der Verbindungsstelle mit der Kolbenstange sich nicht mehr sohäddich auswirken kann. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, daß im Bereich der Verbindungsstelle zwischen Kolben und Kolbenstange der Kolben zylindrisch ausgeführt ist. Wesentlich ist jedenfalls, daß der Durchmesser des Kolbens in diesem Bereich kleiner ist als der größte Durchmesser des Kolbens. Durch die Befestigung des flansehartigen Endes der Kolbenstange unmittelbar an einem entspreohenden Absatz im Kolben ,ergibt sich eine außerordentlich feste Verbindung, welche Bewegungen von Kolben und Kolbenstange zueinander an deren Berührungsfläche verhindert. Die Verformung des Kolbens an dieser Stelle bleibt demnach im wesentlichen auf das durch die Wärmedehnung der stählernen Kolbenstänge bedingte Maß beschränkt. Gleichzeitig weist der Kolben selbst :in diesem Bereich eine wesentlich größere Steifigkeit auf, so daß er hier weniger leicht der Tendenz zum Unrundwerden folgen kann, als dies am verhältnismäßig dünneren Unterteil des Kolbenlhiemdes -der Fall ist.
  • In der Zeichnung ist ein Axialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Kolbens nach der Erfindung dargestellt.
  • Auf der Kolbenstange i ist mit Hilfe von mehreren Dehnschrauben a der Kolbenkörper 3 befestigt. Die Verbindungsstelle q. zwischen der Kolbenstange i und dem Kolbenkörper 3 liegt im Bereich der Ringpartie c, welche gegenüber dem zylindrischen Teil a des Kolbenkörpers 3 einen kleineren Durchmesser aufweist. Es ist dabei nicht unbedingt -erforderlich, daß der Kolbenkörper 3 auf der Länge b konisch verläuft, er kann nach einem kurzen Zwischenstück im oberen Teil ebenfalls zylindrisch ausgebildet sein, nur ist dieser obere Kolbenteil nicht tragend; d. h. sein Durchmesser ist etwas kleiner als der des unteren tragenden Kolbenrhemdes.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kreuzkopfbrennkraftmaschine mit relativ g oßem, ungekühltem Leichtmetallkolben und einer in dem Kolben angreifenden, aus Stahl bestehenden Kolbenstange, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle zwischen Kolben (3) und Kolbenstange (i) beträchtlich oberhalb des unteren Kolbenrandes und in einer Durchmesserebene (q.) des Kolbens liegt, bei welcher der Kolbendurchmesser kleiner ist als der größte Durchmesser des Kolbenhemdes.
  2. 2. Kreuzkopfbrennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle (q.) zwischen Kolbenkörper (3) und Treibstange (i) @im Bereich (c) der Kolbenringe liegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentsohriften Nr. 457:239, 3.20 82q.; französische Patentschrift Nr. 696 863; Prof. Dr. F. Saß, »Bau und Betrieb von Dieselmaschinen«, 1948, S.286, 287.
DEM8880A 1951-03-16 1951-03-16 Kreuzkopfbrennkraftmaschine Expired DE948020C (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1013923B (de) * 1956-02-29 1957-08-14 Maybach Motorenbau Gmbh Schraubverbindung zwischen dem Einsatzstueck und der Vorkammermuendung einer Diesel-Brennkraftmaschine
DE1141491B (de) * 1959-10-30 1962-12-20 Mahle Kg Mehrteiliger Brennkraftmaschinenkolben
DE2647250C3 (de) 1976-10-20 1980-06-12 Mahle Gmbh, 7000 Stuttgart Verschraubter Kolben für Verbrennungsmotoren

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE320824C (de) * 1919-05-13 1920-05-01 Gustav Pielstick Verbindung der Kolbenstange mit dem Kolben von Verbrennungskraftmaschinen
DE457239C (de) * 1928-03-10 Sven Lindequist Verbindung der Kolbenstange mit dem Kolben von Waermekraftmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen
FR696863A (fr) * 1929-07-08 1931-01-09 Schmidt Gmbh Karl Piston en métal léger

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE457239C (de) * 1928-03-10 Sven Lindequist Verbindung der Kolbenstange mit dem Kolben von Waermekraftmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen
DE320824C (de) * 1919-05-13 1920-05-01 Gustav Pielstick Verbindung der Kolbenstange mit dem Kolben von Verbrennungskraftmaschinen
FR696863A (fr) * 1929-07-08 1931-01-09 Schmidt Gmbh Karl Piston en métal léger

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1013923B (de) * 1956-02-29 1957-08-14 Maybach Motorenbau Gmbh Schraubverbindung zwischen dem Einsatzstueck und der Vorkammermuendung einer Diesel-Brennkraftmaschine
DE1141491B (de) * 1959-10-30 1962-12-20 Mahle Kg Mehrteiliger Brennkraftmaschinenkolben
DE2647250C3 (de) 1976-10-20 1980-06-12 Mahle Gmbh, 7000 Stuttgart Verschraubter Kolben für Verbrennungsmotoren
DE2660387C2 (de) * 1976-10-20 1983-03-10 Mahle Gmbh, 7000 Stuttgart Verschraubter Kolben für Verbrennungsmotoren

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