NO133945B - - Google Patents

Description

Stempel med forsert oljekjøling for forbrenningsmotorer.

Oppfinnelsen angår et stempel for forbrenningsmotorer av den art som.angis i hovedkravets innledning.

Det er kjent stempler som er utstøpt i form av en enkelt blokk av kulegrafittinneholdende støpejern, hvor i det minste stempelbunnen og noen av stempelrillene avkjøles ved tvungen sirkulasjon av en kjølevæske, som oftest smøreolje.

Det er videre kjent stempler som inneholder et ringformet kammer for væskekjøling av stemplet.

I betraktning av at et stempels minst motstandsdyktige par-ti er skjørtet, fastgjøres stempelbolten vanligvis til stempel-skjørtet over en tverrbro, noe som i praksis utelukker anven-delse av det materialmessig -sett fordelaktige kulegra f ittinne-holdende støpegods for utstøpning av stemplet i ett stykke, idet skjørtet da under drift ville underkastes lokale bøye-spenninger og forkastninger i forbindelsesområdene ved tverr-broen, noe som reduserer skjørters holdbarhet og dermed stemplets normale funksjon. Dertil kommer at skjørtet bør utstøpes ovalt for å kompensere for de fra stempelbolten overførte ter-miske og mekaniske deformasjonene under drift.

Formålet for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fordel-aktig kombinasjon av begge kjente utførelser, hvor kulegrafittinneholdende støpegods kan utnyttes fullt ut for støpning av stempler av den angitte typen.

Dette oppnås gjennom iden kombinasjon av trekk som angis i hovedkravets karakteristikk.

Kulegrafittinneholdende støpegods er meget økonomisk å fremstille og besitter en for stempeldrift velegnet mekanisk og termisk motstandsdyktighet, og den for oppfinnelsen karak-teristiske opphengning av stempelboltlagrene, samt utformingen av det ringformete avkjølingskammeret i kombinasjon tilveie-bringer en direkte overføring av stempeldrivkreftene til stempelboltlageret slik at dette kan bevare sin sirkulærsylindriske form i stempelboltområdet i motsetning til den ovale formen som forekommer i kjente stempler.

Oppfinnelsen omfatter også andre trekk som vil fremgå

av følgende beskrivelse.

Oppfinnelsen skal beskrives under Henvisning til ved-lagte tegninger, hvor: Fig. 1 er et aksialt lengdesnitt etter linjen I-l på fig. 2 av et stempel ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er et liknende snitt etter linjen II-II på fig.l. Fig. 3 omfatter tre forskjellige delsnitt, idet en fjerdedel av snittet, øverst til venstre, representerer et-snitt langs linjen Illa-IIIa på fig. 1, halvparten av snittet til høyre representerer et snitt langs linjen Illb-IIIb på fig. 1, og fjerdedelen av snittet, nederst til venstre, representerer et snitt langs linjen IIIc-IIIc på fig. 1.

Fig. 4 er et fragmentarisk snitt langs linjen IV-IV

på fig. 3 og viser tilførselsledninger av-olje til det ringformete kjølekammer.

Fig. 5 er et fragmentarisk halvsnitt langs linjen V-V

på fig. 1.

Fig. 6 er et fragmentarisk snitt langs linjen VI-VI

på fig. 5.

Fig. 7 er et fragmentarisk snitt langs linjen VII-VII

på fig. 3 og viser tilbakeføringskanalen for oljen som kommer fra det ringformete kammer.

Ifølge den på fig. 1 og 2 viste utførelsesform er stemplet 1 et av ett stykke støpt legeme av kulegrafittjern og omfatter i sin topp et ringformet oljekjølekammer 2 som omgir lengdeaksen. 3 av stemplet og direkte ligger an*på én side mot bunnen 4 av stemplet og på den annen side mot minst de første riller 5 av tetningssegmenter. Dette kammer 2 har en slik tverr-snittsprofil at kammeret er nøyaktig tilpasset den innvendige konfigurasjon av stempeltoppen, dvs. er tilpasset formen av tverrveggen 4 som danner stempelbunnen, og formen av sideveggen av stempelmantelen i umiddelbar nærhet av tetningssegmenter.

Det ringformete kammer 2 er avgrenset på kammerets radialt innvendige side av en tverrvegg 6 som er vesentlig vertikal i visse partier som vist på fig. 2, eller i det minste omtrent vertikal i andre partier som vist på fig. 1. Den nedre vegg 7 av kammeret 2 heller fortrinnsvis nedad,og strekker seg fra det indre til det ytre av kammeret.

StempeIboltlageret 8 ved bunnen av stempelstangen består av to deler, en høyre og en venstre del (se fig. 1 og 5), som er opphengt ved stempeltoppen ved hjelp av ribber 9 som i det minste er omtrent parallelle med stemplets lengdeakse 3,

og de er i hovedsaken forbundet med den innvendige tverrvegg 6 og den nedre vegg 7 i det ringformete kammer 2, og frigjør de fremspringende -motsatte ender av lageret 8 fra den i nærheten liggende innvendige tverrvegg av stempelmantelen 10, således -at disse ender ligger i avstand fra mantelen og fra randen av åpninger 11 som passerer gjennom mantelen 10 like overfor de nevnte ender av lageret 8. Denne anordning har den fordel at den tillater at stempelmantelen er sylindrisk i dette område, mens stempelmantelen i de kjente anordninger er oval for å kunne oppta varmedeformasjoner. Tverr-ribber 12 forbinder dobbelt-sidig de ovenfor nevnte deler av lageret 8 med den tilsvarende innvendige tverrvegg av mantelen 10 (fig. 2,3 og 5). De nevnte ribber 9 for opphenging av lageret 8 kan fordele seg i to grup-per som strekker seg parallelt med to perpendikulære retninger i det aksiale plan, mens tverr-ribbene omfatter ribber som er vesentlig parallelle med stemplets lengdeakse og ribber som er vesentlig parallelle med det til nevnte akse perpendikulære tverrplan.

Det ringformete kammer 2 kan strekke seg helt langs om-kretsen av stemplet rundt dets lengdeakse, eller bare strekke seg langs et omkretsparti rundt nevnte akse, og er derved opp-delt f.eks. i flere rom eller avdelinger som er atskilt med skillevegger. Det ringformete kammer 2 kan være matet med kjøle-olje ved hjelp av minst én tilførselsledning for olje 13 som strekker seg vesentlig parallelt med stemplets lengdeakse 3 og munner nedenfra i det ringformete kammer 2 (se fig. 2-4). Denne ledning 13 strekker seg i en massiv del som danner en forsterk-ningsribbe 9 for å passere gjennom en av delene av lageret 8

og for å munne tangentielt ut i en åpen omkretsrille 14 anordnet i den innvendige overflate av boringen 15 i lageret og dannende en kanal for smøring av boringen (se fig. 1,2 og 5,6). Til-bakeføringen av kjøleoljen som kommer fra det ringformete kammer 2 skjer ved hjelp av minst én tverrledning 16 (fig. 3 og 7) som er parallell med stemplets lengdeakse 3 og munner ut nedenfra i det ringformete kammer 2 gjennom kammerets nedre vegg 7

og passerer fortrinnsvis over siden av lageret 8. Denne olje-tilbakeføringsledning 16 er f.eks. anbrakt mellom to tverr-ribber 12, i det vesentlige ved siden av den indre ende av en av delene, f.eks. den høyre del, av lageret 8.

Det kan være anordnet flere, f.eks. to, forskjellige oljetilbakeføringsledninger 13, og/eller flere, f.eks. to, til-bakeføringsledninger 16 for å forbedre eller å øke oljens strøm-ningshastighet. De øvre grenseåpninger av slike ledninger er anordnet på steder som sikrer en optimal utstrømning av væsken. I tilfellet av to ledninger for tilføring,henholdsvis tilbake-føring av væsken, er de øvre grenseåpninger av de to ledninger 13 og 16 anordnet fortrinnsvis minst omtrent diametralt motsatt i forhold til stemplets akse 3, og tilbakeføringsledningen 16 er fortrinnsvis anbrakt i en sone i hvilken spenningsover-føringen er minimal.

Det er eventuelt anordnet i det minste én innretning som holder bestandig en bestemt høyde eller en bestemt minimal mengde av olje i kammeret 2. Denne innretning består fortrinnsvis av en rørledning eller liknende 17 som forlenger i oppover-retning enden eller den øvre grenseåpning av hver tilbakefør-ingsledning 16 og eventuelt tilføringsledning 13, slik at den trenger inn og spenner med sin åpne fri ende i kammeret 2 over minst én del av kammerets høyde.

Ved den nedre ende av stempelmantelen 10 er fortrinnsvis anordnet minst én rille 18 for et avstrykersegment eller liknende.

Utformingen av stemplets innvendige struktur tillater således en lett adgang til stemplets indre, og den foreslåtte nye struktur har den fordel at den tillater en effektiv kjøling av stemplet og sikrer en optimal fordeling av kra ftmomenter for hvilke stemplet er utsatt. Dessuten kan den sentrale del av stemplets øvre overflate som ikke er direkte kjølt,på tvungen måte ved hjelp av det ringformete kammer 2 kjøles ved inn-sprøyting av olje ved hjelp av dyser eller munnstykker som er montert ved bunnen av stempelstangen gjennom hvilken oljen kommer.

Det vil forstås at oppfinnelsen ikke er begrenset til

den beskrevne og viste utførelsesform som bare skal tjene som eksempel. Oppfinnelsen omfatter alle tekniske ekvivalenter av de beskrevne midler og deres kombinasjoner.

Claims (3)

1. Stempel (1) for forbrenningsmotor, særlig dieselmotor, hvilket er støpt i ett stykke og omfatter et ringformet kammer (2) for avkjøling ved tvungen oljesirkulasjon, og som er anordnet koaksialt i stempelhodet opp mot dettes bunn (4) og området for stempe1tetningsrillene (5), og to i tverr-retningen innbyrdes i flukt liggende stempelboltlagre (8) som utgjør aksellagre for stempelstangbolten og strekker seg radialt mot innsiden av stempelskjørtet (10) på slik måte at deres radialt utadragende ender ligger uhindret atskilt fra eller blottlagt av stempel-skjørtet og sem bæres av en indre, med stempeltoppen (4) sam-menhengende vegg (6,9), karakterisert ved den kombinasjon at a) stemplet (1) er press-støpt som kulegrafitt-holdig gods og b) at stempelboltlagrene (8) hvert især under-støttes i et mellomliggende punkt mellom deres motstående ende-flater av overliggende ribber (9), som forløper i det minste tilnærmelsesvis parallelt med stemplets lengdeakse (3) og forbinder stempelboltlageret direkte med stempelhodet (4), og et par diametralt motsatt utragende tversgående ribber (12) som forløper vinkelrett på den felles lengdeaksen av stempelboltlagrene (8), hvilke overliggende ribber (9) tilnærmet slutter seg til underpartiet av sideveggen (6) og den nederste veggen (7) av det ringformete kammer (2) i det vesentlige i forlengel-sene av disse, idet overflaten av den radialt ytterste veggen (7) av det ringformete kammeret (2) skråner i oppover- og ut-overgående retning, fortrinnsvis i form av en stump kjegle, som konvergerer mot det nederste partiet av stemplets lengdeakse (3), og overflaten av den radialt innerste veggen (6) av ringkammeret forløper i det minste tilnærmelsesvis parallelt med stemplets lengdeakse eller danner en svak helning mot denne i oppover- og innovergående retning.

2. Stempel som angitt i krav 1, omfattende en på siden anordnet oljetilførselskana1 (13) som forløper i det vesentlige parallelt med stemplets lengdeakse (3) og hvis øverste utløps-åpnrng munner ut nedenfra i det ringformete kammeret { 2) og nederste åpning i en periferisk forløpende smørerille (14) i og for utboringen (15) av det ene stempelboltlageret (8), og en oljereturåpning (16) som går gjennom den nederste veggen (7) av det ringformete kammeret parallelt med stemplets lengdeakse og som munner ut i det av stempelskjørtet (10) avgrensete innvendige hulrom, av hvilke åpninger minst én er forlenget aksialt oppover med en rørstuss (17) hvis oppover rettete frie åpning er beliggende et stykke over bunnen av ringkammeret (2), karakterisert ved at ol jetilførselskanalen (13) munner ut i det vesentlige tangentialt i smørerillen (14) og strekker seg gjennom et massivt område av en overliggende ribbe (9) .

3. Stempel som angitt i krav 2, hvor oljetilførselskanalen (13) og oljereturåpningen (16) er anordnet i det minste tilnærmet diametralt motstående, karakterisert ved at oljereturåpningen (16) er anordnet i et område hvor over-føringen av kra ftpåvirkningene er minimal, fortrinnsvis mellom to tversgående ribber (12) ved siden av den radialt innover ragende enden av det ene stempelboltlageret (8).