DK157461B - Stempel til en forbraendingsmotor - Google Patents

Description

DK 157461 B

i

Den foreliggende opfindelse angår et stempel til en forbrændingsmotor, hvilket stempel er af den art, der omfatter en krone, et par stempel pindsboringer, som afgrænses af hver sin stempel pindsknast, første og anden lejeflader på hver side af et plan, der indeholder 5 stempel aksen og aksen for stempel pindsboringen, hvor hver nævnte første lejeflade befinder sig i nærheden af stemplets kroneende og kun forløber delvis omkring stemplet samt har en underkant, der ligger i et plan vinkelret på stempelaksen, og hvor hver nævnte anden lejeflade har en overkant og en underkant, som forløber i 10 omkredsretningen og ligger i respektive planer vinkelret på stem pelaksen.

Et sådant stempel er vist i US patentskrift nr. RE 17.193. Skønt stempler konstrueret på denne måde kan have mindre vægt end konven-15 tionelle stempler, hvor sidebelastninger overføres til en tilhørende cylinder eller foring ved hjælp af et kontinuerligt skørt, der strækker sig hele vejen rundt om stemplet, har de imidlertid i almindelighed ikke hidtil opnået nogen succes i praksis. Grunden hertil er, at det formindskede areal af lejefladerne af sådanne 20 konstruktioner ikke smøres på tilstrækkelig måde under hensyntagen til de meget væsentligt forøgede tryk på sådanne lejeflader. Lejefladerne har således ofte kun blandet smøring eller grænsesmøring, hvilket kan medføre ridsning og mærkning af stemplet og meget forøgede friktionstab. Yderligere er der problemer, hvad angår 25 stivheden af sådanne separate lejeflader, idet de har tendens til at være frie og at bøje sig, og dette kan medføre metallurgisk havari.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at anvise et stempel af den indledningsvis nævnte art, ved hvilken der opnås en god 30 smøring af lejefladerne samt en god stivhed af disse, og dette opnås ifølge opfindelsen ved, at forstærkede flangeforsynede stivere forløber vinkelret på aksen for stempel pindsbori ngerne fra hver stempel pindsknast til begge sider af det plan, der omfatter stempelaksen og aksen gennem stempel pindsboringen, hvilke stivere hver 35 har en endedel ved en af de nævnte sider af stemplet, at hver nævnte anden lejeflade kun forløber delvis rundt om stemplet mellem enderne af to af de nævnte stivere og er adskilt fra den nævnte nedre kant af den dertil svarende første lejeflade ved et aksi alt og langs omkredsen forløbende mellemrum, og at en rejfning er tilvejebragt på

2 DK 157461B

mindst én af over- og underkanterne af hver anden lejeflade for at tilvejebringe hydrodynamisk smøring af den dertil svarende anden lejeflade.

5 I kraft af de nævnte stivere og disses udformning samt deres forbindelse med stempel pindsknasterne understøttes hver anden lejeflade på upåklagelig måde, således at hver af disse forhindres i at bøje sig og give efter og derved blive beskadiget eller beskadige den tilhørende cylinder eller foring. Hertil kommer, at det nævnte 10 mellemrum giver rig lejlighed for olie til at blive plasket eller sprøjtet op fra krumtaphuset og ind gennem det nævnte mellemrum, hvorved indersiden af den tilhørende cylinder eller indersiden af den tilhørende foring forsynes rigeligt med olie, og takket være den ved hjælp af rejfningen tilvejebragte hydrodynamiske smøring sker 15 der en upåklagelig fordeling af smøremidlet til lejefladerne, uden at disses tryk mod den tilhørende cylinder eller foring er i stand til at udpresse olien til trods for stemplets formindskede berøringsareal i forhold til stemplet eller foringen.

20 Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, der viser to udførelsesformer for opfindelsen, idet fig. 1 viser et sidebillede af en første udformning for stemplet, 25 fig. 2 et længdesnit efter linien II-II i fig. 1, fig. 3 et sidebi Ilede af en alternativ udføre!sesform for den første udformning for stemplet, 30 fig. 4 et skematisk billede set nedefra af stemplet i fig. 1 og 2, fig. 5 et skematisk billede set nedefra af stemplet i fig.

35 3, fig. 6 et snit efter linien VI-VI i fig. 1 eller fig. 3, fig. 7A og 7B alternative snit efter linien VII-VII i fig. 2.

3

DK 15746 1 B

Idet der først henvises til figurerne 1, 2 og 4, omfatter det første stempel 1 en krone 2, der er omgivet af et ringbånd 3, der er beregnet til at bære stempelringe (ikke vist). Der er tilvejebragt to stempel pindsknaster 6, som definerer en stempel pindsboring (se 5 fig. 2), som strækker sig gennem stemplet.

På begge sider af et plan, der indeholder aksen for stempelpindsbori ngen og stempel aksen, er stemplet forsynet med to lejeflader 4, 5, der er anbragt med afstand ved hjælp af et aksi alt og langs omkred-10 sen udstrakt mellemrum. Lejefladen 4, der er anbragt mod kronenden, strækker sig nedefter fra ringbåndet (se fig. 2), medens den resterende nedre lejeflade 5 er forbundet med stempel pindsknasten 6 ved hjælp af et par stivere 7 (som kan være udformet således som beskrevet senere under henvisning til fig. 7A og 7B). Den nedre 15 lejeflade 5 er således fritbåret af stiverne 7 fra stempelpindsknasten 6 og er ellers uunderstøttet. Lejefladerne 4, 5 er placeret symmetrisk omkring et plan, der omfatter stempelaksen og er vinkelret i forhold til stempel pindsaksen (dvs. planet for længdesnittet i fig. 2), og strækker sig kun delvist rundt langs stemplets omkreds.

20 F.eks. kan de have en udstrækning på op til 45° på begge sider af dette plan.

Ifølge et modificeret arrangement (ikke vist) kan stiverne 7 understøtte lejefladen 5 foruden lejefladen 4.

25

Lejefladerne 4, 5 har generelt form som udsnit af en cylinder med den nedre kant af kronende-1 ejefladen 4 og de to i omkredsretningen gående kanter af den nedre lejeflade 5 liggende i respektive planer vinkelret i forhold til stempel aksen. Disse kanter er forsynet med 30 rejfninger 8.

En foretrukken form for den nedre lejeflade 5 og de tilhørende rejfninger 8 er vist i fig. 6 på en meget overdreven måde. Fladen 5 er krum i planer, der indeholder stempelaksen med en maksimal 35 radiusdybde (x i fig. 6) f.eks. på 0,02 mm. Rejfningerne 8 er plane i planer, som indeholder stempelaksen, og rejfningernes længde er 1 mm med rejfningerne skråtstillet under en vinkel på 15° i forhold til lodret, eller rejfningernes længde er 1 mm med en radial dybde (y i fig. 6) på 0,04 mm. Rejfningerne 8 kan imidlertid være krumme

DK 157461 B

4 og det vil indses, at de og fladen kan have en hvilken som helst egnet form. Det vil også indses, at rejfningen 8 på den nederste kant af kronende-1 ejefladen 4 kan have tilsvarende dimensioner som de for den ovennævnte foretrukne form.

5

Ved brug overføres sidetryksbelastningerne på stemplet til den tilhørende cylinder eller foring 20 (fig. 6) ved hjælp af lejefladerne 4, 5. Tilstedeværelsen af rejfningerne 8 sikrer en smøremiddelforsyning over lejefladerne 4, 5 under reciprokeringen ved at 10 danne en passage med formindskede dimensioner, der fører mod den tilknyttede flade. Dette tvinger smøremiddel under tryk over fladen og sikrer således en total hydrodynamisk smøring. I den nedre lejeflade 5, hvor denne er krum, således som vist i fig. 6, medvirker denne krumning også til at sikre en passende smøring. Den 15 reducerede størrelse af lejefladerne 4, 5 og de derved tilvejebragte vinduer i skørtet reducerer stemplets vægt og reducerer således kraftbehovet. Friktionstabene ved kontakt mellem stemplet og den tilknyttede cylinder og foring reduceres desuden som følge af lejefladernes reducerede areal i sammenligning med et konventionelt 20 stempel med et kontinuert skørt. Da fladerne er passende smurt, kan deres indbyrdes afstand holdes ved et konstant maksimum uden behov for en forøgelse af overfladearealet ved fladernes centre. Disse foranstaltninger vil tilsammen reducere omkostningen for stemplet og forbedre ydelsen af en motor, som er forsynet med stemplet.

25

Idet der herefter henvises til fig. 3 og 5, ses et modificeret stempel, som stort set svarer til stemplet i fig. 1, 2 og 4, og dele, der er fælles for fig. 3 og 5 samt fig. 1, 2 og 4, har fået samme referencetal med et indices a og vil ikke blive beskrevet i 30 detaljer. I denne modificerede udformning er lejefladerne 5, som er længst væk fra stempel kronen, hver erstattet af et par langs omkredsen med afstand anbragte og stort set rektangulære sektorer 9.

Der findes et par med afstand anbragte stempel pindsknaster 6a, og hver sektor 9 fra hvert par af sektorer er forbundet med en til -35 knyttet bøsning 6a ved hjælp af en stiver 7a (der kan være udformet således som beskrevet herunder under henvisning til fig. 7A og 7B). Sektorerne 9 er forsynet med rejfninger på samme måde som lejefladen 5 og kan have de tværsnitsdimensioner, som blev beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 6. Sektorerne 9 er aksialt 1 i ni esti 11ede.

DK 157461B

5

En metallisk ring 10, der er vist med stiplede linier i fig. 3 og 5, forbinder de fire sektorer 9 og virker til styring af sektorerne 9's ekspansion i en radial retning.

5 Stemplerne i fig. 3 og 5 virker generelt på samme måde som stemplet i fig. 1, 2 og 4 og stort set med de samme fordele. Da sektorerne 9 har et mindre areal end lejefladen 5, vil der imidlertid være en yderligere reduktion både i vægt og friktion med de deraf følgende fordele.

10

Da den nedre lejeflade eller fladerne 5,9 ifølge udførelsesformerne i fig. 1-6 kun er understøttet af de respektive stivere 7,17, er disse stivere hårdt belastede. For at forhindre nogen mulighed for sammenbrud af stiverne kan disse være forsynet med flanger, således 15 af de f.eks. har et T-tværsnit som vist i fig. 7A eller korsformet tværsnit som vist i fig. 7B.

Det indses, at mere end to lejeflader kan være tilvejebragt på begge sider af planet, der indeholder stempel aksen og aksen for stempel-20 pindsboringen. F.eks. kan der, som vist i fig. 3 og 5, være tilvejebragt tre sådanne flader eller fire eller flere flader.

25 30 35

Claims (9)

1. Stempel (1) til en forbrændingsmotor, hvilket stempel er af den art, der omfatter en krone (2), et par stempelpindsboringer, som 5 afgrænses af hver sin stempelpindsknast (6), første og anden lejeflader (4,5) på hver side af et plan, der indeholder stempelaksen og aksen for stempelpindsboringen, hvor hver nævnte første lejeflade befinder sig i nærheden af stemplets (1) kroneende, og kun forløber delvis omkring stemplet samt har en underkant, der ligger i et plan 10 vinkelret på stempelaksen, og hvor hver nævnte anden lejeflade har en overkant og en underkant, som forløber i omkredsretningen og ligger i respektive planer vinkelret på stempel aksen, kendetegnet ved, at forstærkede flangeforsynede stivere (7) forløber vinkelret på aksen for stempelpindsboringerne fra hver stempel-15 pindsknast (6) til begge sider af det plan, der omfatter stempelaksen og aksen gennem stempel pindsboringen, hvilke stivere (7) hver har en endedel ved en af de nævnte sider af stemplet, at hver nævnte anden lejeflade kun forløber delvis rundt om stemplet mellem enderne af to af de nævnte stivere (7) og er adskilt fra den nævnte nedre 20 kant af den dertil svarende første lejeflade (4) ved et aksi alt og langs omkredsen forløbende mellemrum, og at en rejfning (8) er tilvejebragt på mindst én af over- og underkanterne af hver anden lejeflade (5) for at tilvejebringe hydrodynamisk smøring af den dertil svarende anden lejeflade. 25

2. Stempel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hver lejeflade (4,5) stort set er udformet som et udsnit af en cylinder.

3. Stempel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en enkelt 30 første lejeflade (4) er tilvejebragt, og at en enkelt anden lejeflade (5) er tilvejebragt adskilt ved hjælp af det nævnte mellemrum fra den nævnte første lejeflade.

4. Stempel ifølge krav 2, kendetegnet ved, at der til 35 hver side for det nævnte plan er tilvejebragt en enkelt første lejeflade (4) og to andre lejeflader (9), hvorhos de to andre flader (9) har afstand fra hinanden i omkredsretningen, men er aksi alt liniestillede. 7 DK 15746 1 B

5. Stempel ifølge krav 4, kendetegnet ved, at de to andre flader (9) er anbragt symmetrisk på hver sin side af et plan, der indeholder stempelaksen, og som står vinkelret på stempelpindsaksen . 5

6. Stempel ifølge krav 3" eller 4, kendetegnet ved, af de to andre lejeflader (9) på den ene side af det plan, der indeholder stempel aksen og aksen for stempel pindsboringen og de to andre flader (9) på den modsatte side af det nævnte plan er forbundet med hinan- 10 den ved hjælp af et metallisk bånd (10), der forløber omkring stemplet (1).

7. Stempel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at rejfningen (8) eller hver af disse er plan eller krummet i planer, der inde- 15 holder stempel aksen.

8. Stempel ifølge krav lr kendetegnet ved, at hver anden flade (5,9) er tøndeformet, således at den nævnte flade er krum i planer, der indeholder stempelaksen for dirigering af smøremiddel 20 over den nævnte flade under reciprokering.

9. Stempel ifølge et hvilket som helst af kravene 1-8, kendetegnet ved, at hver stiver (7) har et tværsnit med I-form eller +-form og er støbt i et stykke med den resterende del af 25 stemplet (1). 30 35