DE969837C

DE969837C - Kolben

Info

Publication number: DE969837C
Application number: DEK16958A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rolf Eckert
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1953-02-04
Filing date: 1953-02-04
Publication date: 1958-07-24

Description

Kolben

Die Erfindung betrifft einen Kolben, insbesondere für Brennkraftmaschinen, der mit einem ölabstreifring ausgestattet ist, dessen Nut in einem Ringwulst des Kolbens liegt und in diesem Wulst vorgesehene und zum Kolbeninnern bzw. zum Inneren des Kurbelgehäuses führende Ölabführungsöffnungen besitzt.

Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, das durch die ölabstreifringe von der Zylinderwand abgeschabte öl ohne Stauung aus den Nuten der ölabstreifringe zum Kolbeninnern bzw. in das Kurbelgehäuse zu leiten.

Bei der üblichen Ausführung radialer ölabführungsbohrungen für die Nuten der Ölabstreifringe entsteht in diesen Nuten eine ölstauung, da in den ölabführungsbohrungen ein starker Strömungswiderstand auftritt. Die ölstauung in den Nuten der ölabstreifringe beeinträchtigt die abstreifende Wirkung derselben und begünstigt das bekannte »Pumpen« der Ringe. Durch beide Erscheinungen erfolgt eine zu starke Schmierung der Zylinderlaufbahn, die außer übermäßigem Ölverbrauch der Maschine die bekannten Mißstände, wie Festsetzen der Kolbenringe, Verkokung der Auslaßschlitze und -leitungen bei Zweitaktmotoren usw., bewirkt.

Bei üblichen Kolben liegt die Nut für den ölabstreifring in einem am kurbelseitigen Kolbenende angeordneten Ringwulst des Kolbens und besitzt zum Kolbeninneren führende ölabführungsöffnungen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß diese ölabführungsöffnungen an beiden Stirnseiten des Ringwulstes münden. Dies kann konstruktiv entweder in der Weise gelöst werden, daß von der Nut für den ölabstreifring ausgehende radiale ölabführungsöffnungen vorgesehen sind, die den Ringwulst nicht bis ganz nach dem Kolbeninneren durchdringen und die durch Bohrungen angeschnitten werden, deren Mittellinien parallel oder etwa par-

809 575/76

allel zur Kolbenmittellinie verlaufen. Es ist aber auch möglich, die Nut für den Ölabstreifring mit dem Kolbeninneren unmittelbar durch Bohrungen zu verbinden, die nach dem Kolbenboden und nach dem kurbelseitigen Kolbenende hin gerichtet sind und deren Mittellinien mit der Kolbenmittellinie einen möglichst kleinen Winkel einschließen.

Bei beiden Ausführungen verlaufen die Ölabführungsöffnungen ganz oder angenähert in der Bewegungsrichtung des Kolbens und bewirken eine Ausnutzung der Kolbenbeschleunigungen und -Verzögerungen zur Ölabfuhr; dieser Effekt ist insbesondere in den beiden Totpunkten des Kolbens, wo die Beschleunigung und Verzögerung ihren Spitzenwert erreicht, besonders wirksam. Das Schmieröl wird durch die Massenkraft des in den ganz oder angenähert in der Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden ölabführungsbohrungen befindlichen Schmierölanteiles aus den Nuten der Ölabstreifringe ao abgesaugt.

Die Steilheit der Ölabführungsöffnungen bei der zweiten Ausführung richtet sich nach der Breite der Nut und dem Durchmesser der Bohrung, da zumindest die zum Kolbenboden hin gerichteten Bohrungen von außen gebohrt werden müssen, wobei der Bohrer gerade noch an der äußeren Nutkante vorbeigehen muß. Die Winkel, die die Mittellinien der Bohrungen mit der Kolbenmittellinie einschließen, sollen möglichst klein sein, damit die eine Absaugung des Öls aus der Ölabstreifringnut bewirkende Komponente der Massenkraft möglichst groß ist.

Es sind bereits Kolben bekanntgeworden, bei denen die Nut für den ölabstreifring mit dem KoI-beninneren durch Bohrungen verbunden ist, die entweder nach dem Kolbenboden oder nach dem kurbelseitigen Kolbenende gerichtet sind und deren Mittellinien mit der Kolbenmittellinie einen ausgesprochen spitzen Winkel einschließen. Die erfmdungswesentliche Einmündung zweier getrennter Ölöffnungen an den Stirnseiten eines Ringwulstes ist bei diesen bekannten Kolben nicht vorhanden, wobei hinzukommt, daß die Nut für den Ölabstreifring meist nicht in einem Kolbenwulst, sondern in der am kurbelseitigen Kolbenende verhältnismäßig dünnen Kolbenwand angeordnet ist. Die ölabführungsöffnungen haben daher nur eine geringe Länge, was der Erfindung widerspricht, denn dadurch ist der Anteil der einer Massenwirkung in Kolbenbewegungsrichtung unterliegenden Ölmenge im Vergleich zu der in der Nut befindlichen Ölmenge zu gering. Außerdem weicht bei dem bekannten Kolben der Winkel, den die Mittellinien der Ölabführungsöffnungen mit der Kolbenmittellinie einschließen, vielfach nur wenig von 90⁰ ab, so daß alsdann eine die Ölabsaugung bewirkende Massenkraftkomponente kaum zur Geltung kommt.

Es sind auch Kolben bekanntgeworden, bei denen die Nut des ölabstreifringes mit Ölabführungsöffnungen in Verbindung steht, welche in zwei verschiedene Richtungen führen. Bei diesen Kolben haben die Ölabführungsöffnungen jedoch nicht die Richtung der erfindungsgemäßen ölabführungsöffnungen. Neben radial gerichteten, von der Rückwand der Nut zum Kolbeninneren führenden Ölabführungsöffnungen haben die bekannten Kolben noch von derselben Nut ausgehende Ölabführungsöffnungen, die entweder parallel zur Kolbenlängsmittelachse oder mit einer schwachen Neigung dem Kurbelraum zugerichtet sind. Die so bekanntgewordene Anordnung von zwei verschiedenen Ölabführungsöffnungen der Nut des Ölabstreifringes führt ebenfalls nicht zu der Wirkung der erfindungsgemäßen ölabführungsöffnungen.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsformen der Erfindung. Es stellt dar

Abb. ι einen Kolben gemäß der Erfindung, in der linken Hälfte als Schnitt, in der rechten Hälfte in Ansicht gezeichnet;

Abb. 2 und 3 zeigen bei anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung Schnitte durch den die Nuten für die ölabstreifringe aufnehmenden Ringwulst am kurbelseitigen Kolbenende;

Abb. 4 zeigt einen Schnitt durch den Ringwulst am kurbelseitigen Kolbenende, in dem zwei Nuten für ölabstreifringe angeordnet sind.

In allen Abbildungen ist der Kolben mit 1, die Nuten für die ölabstreifringe sind mit 2 und der diese aufnehmende Ringwulst ist mit 3 bezeichnet. Die Bewegung des durch seine eigene Massenträgheit bewegten Öles ist durch Pfeile angedeutet.

Nach Abb. 1 werden die Nuten 2 durch radiale Ölabführungsbohrungen oder -schlitze 4 angeschnitten, die wiederum in Bohrungen 5 einmünden, deren Mittellinien parallel oder fast parallel zur Kolbenmittellinie sind.

Nach Abb. 2 können die radialen ölabführungsbohrungen oder -schlitze auch in zwei Ebenen innerhalb der Nut 2 angeordnet werden, wobei die Bohrungen oder Schlitze 6 der einen Ebene gegenüber denjenigen der anderen Ebene Bohrungen 7 auch in Kolbenumfangsrichtung versetzt werden können. Abb. 3 zeigt unter Weglassung radialer Bohrungen oder Schlitze ein direktes Anschneiden der Nuten durch Bohrungen oder Schlitze 8 und 9, die mit der Kolbenmittellinie einen möglichst kleinen · Winkel einschließen.

Abb. 4 zeigt einen Ringwulst, in dem zwei Nuten 2a und 2& für zwei Ölabstreifringe vorgesehen sind. Die beiden radialen Ölabführungsbohrungen oder -schlitze sind mit 4a und φ bezeichnet. Beide Bohrungen bzw. Schlitze münden jeweils in eine Bohrung 5 ein, deren Mittellinie parallel zur Kolbenmittellinie ist. Selbstverständlich können auch hier, wie in Abb. 2, für jede Nut zwei radiale Bohrungen bzw. Schlitze vorgesehen werden.

Selbstverständlich können außer den ölabstreifringen, die in dem am kurbelseitigen Kolbenende angeordneten Ringwulst untergebracht sind, weitere ölabstreifringe in Nuten bekannter Ausführungen an anderen Stellen des Kolbens vorgesehen werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Kolben, insbesondere für Brennkraftmaschinen, der mit einem Ölabstreifring ausgestattet ist, dessen Nut in einem Ringwulst des KoI-

bens liegt und in diesem Wulst vorgesehene und zum Kolbeninnern bzw. zum Inneren des Kurbelgehäuses führende ölabführungsöffnungen besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß diese ölabführungsöffnungen (5 bzw. 8, 9) an beiden Stirnseiten des Ringwulstes (3) münden.
2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Nut (2) für den ölabstreifring ausgehende radiale ölabführungsöffnungen (4, 6, 7) vorgesehen sind, die den Ringwulst (3) nicht bis ganz nach dem Kolbeninneren durchdringen und durch Bohrungen (5) angeschnitten werden, deren Mittellinien parallel oder etwa parallel zur Kolbenmittellinie verlaufen (Abb. 1 und 2).
3. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (2) für den ölabstreifring mit dem Kolbeninneren unmittelbar durch nach dem Kolbenboden und nach dem kurbelseitigen Kolbenende gerichtete Bohrungen (8, 9) verbunden ist, deren Mittellinien mit der Kolbenmittellinie einen ausgesprochen spitzen Winkel einschließen (Abb. 3).
4. Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ringwulst (3) Nuten (2a, 2b) für mehrere ölabstreifringe vorgesehen sind (Abb. 4).

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 19375, 467510, 699796;

französische Patentschriften Nr. 757 156,
263;

britische Patentschriften Nr. 223333, 626406;

USA.-Patentschriften Nr. 2130923, 2197942, 244 166, 2 255 006.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 575/76 7.58