NO137046B

NO137046B - PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF NON-ADHESIVE BALLS OF CARBON MATERIALS USING ACID SLUDGE AS A BINDER.

Info

Publication number: NO137046B
Application number: NO4180/71A
Authority: NO
Inventors: Harvey Edwin Alford
Original assignee: Standard Oil Co Ohio
Priority date: 1970-11-23
Filing date: 1971-11-12
Publication date: 1977-09-12
Also published as: SE382968B; LU64317A1; NO137046C; JPS5518655B1; NL7116095A; DE2157096A1; BE775703A; GB1320255A; DE2157096B2; CA973534A; FR2115960A5

Description

Anordning ved stempler for forbrenningsmotorer. Device at pistons for internal combustion engines.

Foirbrenningsmotorsitempler, særlig for dieselmotorer, utsettes under drift for Combustion engine parts, especially for diesel engines, are exposed during operation to

høye og vekslende temperaturer. Dette er særlig tilfelle i den stempeldel som ven-der mot forbrenningsrommet, dvs. stempeltoppen, mens stemplets øvrige del som er rettet mot veivakselen arbeider under lavere og jevnere temperatur. Det er to hovedkrav som må tilfredsstilles av et slikt stempel, nemlig at det skal tilveiebringe en bevegelig endeflate som utgjør grenseflaten for forbrenningsgassene, og at stemplet skal samvirke styrende med sylinderløpet. Stemplets topp utsettes under driften for varierende varmepåkjenninger, trykkpåkjenninger samt korrosjon fra forbrenningsgassene, mens stemplets øvrige del hovedakelig utsettes for rent mekaniske påkjenninger i form. av trykkrefter i stemplets lengderetning samt sidekrefter fra veivdriften. For å møte de ovenfor nevnte krav utføres stemplet hensiktsmessig med en særskilt stempeltopp high and alternating temperatures. This is particularly the case in the part of the piston that faces the combustion chamber, i.e. the piston top, while the other part of the piston that faces the crankshaft works under a lower and more uniform temperature. There are two main requirements that must be satisfied by such a piston, namely that it must provide a movable end surface which constitutes the boundary surface for the combustion gases, and that the piston must act in a controlling manner with the cylinder barrel. During operation, the top of the piston is exposed to varying heat stresses, pressure stresses and corrosion from the combustion gases, while the rest of the piston is mainly exposed to purely mechanical stresses in form. of pressure forces in the longitudinal direction of the piston as well as lateral forces from the crank drive. To meet the above-mentioned requirements, the stamp is suitably made with a special stamp top

og en særskilt styredel. Stempeltoppen and a separate board. The stamp top

utføres hensiktsmessig av støpestål, slik at den blir mer motstandsdyktig overfor varmepåkjenninger, trykkpåkjenninger og korrosjon. Styredelen utføres av støpe-jern slik at det fås gode lagrlngsegenska-per under delens bevegelse i sylinderlø-pet. Styredelen er utstyrt med spor for innsetting av tetningsringer. Stemplets indre er utformet med et hulrom som gjennomstrømmes av et kjølemedium for oppnåelse av så brukbare temperaturer is suitably made of cast steel, so that it becomes more resistant to heat stress, pressure stress and corrosion. The steering part is made of cast iron so that good storage properties are obtained during the movement of the part in the cylinder bore. The steering part is equipped with grooves for inserting sealing rings. The interior of the piston is designed with a cavity through which a cooling medium flows to achieve such usable temperatures

som det er mulig for de forskjellige stem-peldeler. as is possible for the different piston parts.

Stempeltoppen er føyd sammen med styredelen ved hjelp av en skrueforbindelse, idet et gjengeparti som er skåret ut i stempeltoppen griper inn i et tilsvarende gjengeparti i styredelen. Gjengepar-tiene ligger konsentrisk om stemplets hovedakse. Stempeltoppens og styredelens anslagsflater som også forløper konsentrisk med stemplets hovedakse presses under sammenskruing mot hinannen, slik at en tetning mellom stempeltoppen og stempelstyredelen tilveiebringes. The piston top is joined together with the control part by means of a screw connection, as a threaded part cut out in the piston top engages a corresponding threaded part in the control part. The threaded parts are concentric about the piston's main axis. The abutment surfaces of the piston top and the guide part, which also run concentrically with the main axis of the piston, are pressed against each other during screwing, so that a seal between the piston top and the piston guide part is provided.

Under drift oppvarmes stemplet av de varme forbrenningsgasser. Oppvarm-ingen og dermed også materialets varme-utvidelse er størst ved stempeltoppen. Under varmens innvirkning oppstår ofte strekninger i materialet, særlig i styredelens gjenger, slik at gjengeforbindelsen mellom stempeltoppen og styredelen suk-sessivt løsner og blir utett. Dette medfører vesentlige ulemper. På den ene side kan forbrenningsgassene som står under høyt trykk trenge inn mellom stempeltoppen og styredelen, mens på den annen side kan kjølemediet som under et visst over-trykk strømmer gjennom stemplets hulrom og som vanligvis består av kjøleolje trenge ut mellom stempeltoppen og styredelen og forkokses på sylinderløpet og stemplets yttersider, som følge av den høye temperatur i forbrenningsrommet. Slike avleiringer gjør stemplets forskyv-ning i sylinderløpet vanskelig, samtidig som betydelige mengder kjølemedium går tapt. Forbrenningen i sylinderen blir u-gunstig påvirket, foruten at varmens bort-ledning fra forbrenningsrommets vegger blir mindre effektiv. During operation, the piston is heated by the hot combustion gases. The heating and thus also the thermal expansion of the material is greatest at the top of the piston. Under the influence of heat, stretches often occur in the material, especially in the steering part's threads, so that the threaded connection between the piston top and the steering part successively loosens and becomes leaky. This entails significant disadvantages. On the one hand, the combustion gases that are under high pressure can penetrate between the piston top and the control part, while on the other hand, the coolant that flows through the piston cavity under a certain overpressure and which usually consists of cooling oil can penetrate between the piston top and the control part and be coked on the cylinder barrel and the outer sides of the piston, as a result of the high temperature in the combustion chamber. Such deposits make the displacement of the piston in the cylinder barrel difficult, at the same time that significant amounts of coolant are lost. The combustion in the cylinder is unfavorably affected, in addition to the conduction of heat away from the walls of the combustion chamber becoming less efficient.

Stempler som er beheftet med de nevnte feil kan settes istand ved at stempeltoppen skrues fast i styredelen, Denne forholdsregel kan imidlertid bare gripes til i begrenset utstrekning, idet gjengene i skrueforbindelsen vanligvis vil være deformert eller ødelagt. Pistons affected by the aforementioned faults can be repaired by screwing the piston top into the steering part. However, this precaution can only be taken to a limited extent, as the threads in the screw connection will usually be deformed or broken.

En forbedret fremgangsmåte ved re-parasjon av slike stempler omfatter det trekk at man legger inn en sveis på stemplets innerside over skrueforbindelsens en-departi. Sveisen bygger over de godspartier som ligger inn til gjengene i stempeltoppen og i styredelen. Denne fremgangsmåte er imidlertid beheftet med vis-se sveisetekniske vanskeligheter, idet det her gjelder å forbinde materialet med forskjellige egenskaper med hensyn til sammenbindingen mellom sveisen og grunnmaterialet, som f. eks. støpestål og støpejern. Når stemplet er i drift og var-meutvidelsen finner sted, kan også i dette tilfelle forekomme at det dannes sprekker i sveisen og forbindelsen blir utett. An improved method for repairing such pistons includes the feature of placing a weld on the inner side of the piston over the end part of the screw connection. The weld builds over the parts of the goods that fit into the threads in the piston top and in the steering part. However, this method is fraught with certain welding technical difficulties, as it is necessary to connect the material with different properties with regard to the connection between the weld and the base material, such as cast steel and cast iron. When the piston is in operation and the thermal expansion takes place, cracks can form in the weld and the connection becomes leaky.

Hensikten med oppfinnelsen er åunn-gå de nevnte ulemper og tilveiebringe en enkel og driftssikker tetningsanordning ved slike stempler for forbrenningsmotorer som består av en stempeltopp og en styredel og har en av kobber eller lignende utført tetningsring beliggende mellom stempeltoppen og styredelen. Anord-ningen ifølge oppfinnelsen utmerker seg i det vesentlige ved at den omfatter et innenfra stemplets hulrom utført og derfor fra dette hulrom tilgjengelig spor hvis bunn strekker seg midt foran stempeldelenes sammenstøtende sammenføynings-flater og i et plan i det vesentlige loddrett på disse flater, hvilket spor innehol-der tetningsringen som er innlagt i sporet og der ved bearbeidelse, fortrinnsvis ved hamring innenfra stemplets hulrom, med stempeldelene i endelig sammenskrudd og i tiltrukket stilling er deformert til tettende og låsende inngrep med sam-menføyningsflatene. Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen er sporet som er åpent mot stemplets indre hulrom utført med sidevegger som konvergerer i retning mot åpningen, hvor den ene sidevegg utgjø-res av en flate av stempeltoppen og den annen av styredelen. Sporets ene side kan være utført i den ene stempeldel og spor-rets annen side i den annen stempeldel. The purpose of the invention is to avoid the aforementioned disadvantages and to provide a simple and reliable sealing device for such pistons for internal combustion engines which consist of a piston top and a control part and have a sealing ring made of copper or similar situated between the piston top and the control part. The device according to the invention is essentially distinguished by the fact that it comprises a cavity made from inside the piston and therefore accessible from this cavity, a groove whose bottom extends in the middle in front of the abutting joining surfaces of the piston parts and in a plane essentially perpendicular to these surfaces, which groove contains the sealing ring which is inserted in the groove and which by machining, preferably by hammering from inside the piston cavity, with the piston parts in final screwed together and in the tightened position is deformed into sealing and locking engagement with the joining surfaces. According to another feature of the invention, the groove which is open to the internal cavity of the piston is made with side walls that converge in the direction towards the opening, where one side wall is formed by a surface of the piston top and the other by the control part. One side of the groove can be made in one piston part and the other side of the groove in the other piston part.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av et stempel under henvis-ning til tegningen, hvor fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom et stempel, hvor forbindelsen er utført i henhold til oppfinnelsen, fig. 2 i større målestokk en de-talj fra fig. 1 og fig. 3, også i større målestokk, en tetningsring i henhold til oppfinnelsen. The invention will be explained in more detail by means of a stamp with reference to the drawing, where fig. 1 shows a longitudinal section through a piston, where the connection is made according to the invention, fig. 2 on a larger scale, a detail from fig. 1 and fig. 3, also on a larger scale, a sealing ring according to the invention.

Det på fig. 1 viste sylindriske stempel for en forbrenningsmotor har en øvre stempeltopp 1 og en nedre styredel 2. Styredelen er over, på tegningen ikke viste deler, koblet til motorens drivmekanisme. Styredelens ytterflate har ringformede spor 3 for tetningsrimger. Stemplets indre danner eit hulrom 4 for gjennomstrøm-ning av et kjølemedium. I stempeltoppen er der, konsentrisk med hovedaksen 8, skåret et gjengeparti som griper i et tilsvarende gjengeparti i styredelen, slik at det sammen dannes en skrueforbindelse 5. Styredelens ringformede anslagsflate G presses ved skrueforbindelsens 5 tiltrekning mot en tilsvarende anslagsflate 7 på stempeltoppen, slik at det tilveiebringes en tetning mellom stempeltoppen og styredelen. That in fig. 1 shown cylindrical piston for an internal combustion engine has an upper piston top 1 and a lower control part 2. The control part is above, parts not shown in the drawing, connected to the engine's drive mechanism. The steering part's outer surface has ring-shaped grooves 3 for sealing rims. The interior of the piston forms a cavity 4 for the flow of a cooling medium. Concentrically with the main axis 8, a threaded portion is cut in the piston top which engages a corresponding threaded portion in the control part, so that together a screw connection 5 is formed. The annular stop surface G of the control part is pressed by the attraction of the screw connection 5 against a corresponding stop surface 7 on the piston top, so that a seal is provided between the piston top and the steering part.

Som allerede nevnt kan det etter len-gre driftstid forekomme deformasjoner i skrueforbindelsen 5, slik at forbindelsen blir. utett. For å unngå dette trekkes skruf orbindelsen mellom stempeltoppen og styredelen sterkere til. Denne tiltrekning behøver imidlertid ikke være så hard som i de tidligere tilfelle, slik at risikoen for eventuell beskadigelse av skrueforbindelsens 5 gjenger ikke er tilstede. I stemplet er det nemlig tatt ut et med stemplets hovedakse 8 konsentrisk spor 9 som strekker seg midt over skrueforbindelsens endepar-ti, som tydelig vist på fig. 2, som1 viser et tverrsnitt av sporet og det omkringliggen-de parti som er innsirklet på fig. 1. Sporets tverrsnitt er trapesformet, dvs. bun-nen er bredere enn toppen, slik at spor-veggene konvergerer innbyrdes. Et slikt spor i stemplet kan lett utføres ved ut-dreining eller utfresning. I sporet legges en ring 10 av kobber eller lignende form-bart materiale med kvadratisk tverrsnitt og med bredde lik bredden ved sporets 9 åpning. Ringen bearbeides ved hamring slik at den formes til etter sporet og fyl-ler sporet 9 fullstendig. Ringen formes av rett stangmaterlale som bøyes til sir-kelform'. For lettere tilpasning av en rett stanglengde kan materialet kappes av til ett stykke med lengde som er noe mindre enn ringens endelige omkrets. Som det fremgår av fig. 3 er stykkets endepartier As already mentioned, deformations can occur in the screw connection 5 after longer operating time, so that the connection becomes. leaky. To avoid this, tighten the screw connection between the piston top and the steering part. However, this attraction does not have to be as hard as in the previous cases, so that the risk of possible damage to the 5 threads of the screw connection is not present. Namely, a groove 9 concentric with the main axis 8 of the piston has been taken out in the piston, which extends in the middle of the end part of the screw connection, as clearly shown in fig. 2, which 1 shows a cross-section of the track and the surrounding part which is circled in fig. 1. The cross-section of the groove is trapezoidal, i.e. the bottom is wider than the top, so that the groove walls converge on each other. Such a groove in the piston can easily be made by turning or milling. A ring 10 of copper or similar malleable material with a square cross-section and with a width equal to the width at the slot 9 opening is placed in the groove. The ring is processed by hammering so that it is shaped according to the groove and fills the groove 9 completely. The ring is formed from straight rod material which is bent into a circular shape. For easier adaptation of a straight rod length, the material can be cut off into one piece with a length that is somewhat smaller than the final circumference of the ring. As can be seen from fig. 3 are the end parts of the play

11 hensiktsmessig utformet med avsatser, innpasset mellom endepartiene 11, slik at det ligger stramt mellom dem. Under endelig tilhamring av ringen 10 med slutt-stykket 12 sammenpresses forbindelsesfla-tene 13. Etter den avsluttende tilhamring, så-galt dikking, vil ringen 10 utøve jevnt for-delt og tilstrekkelig sterkt trykk mot alle partier av sporets 9 vegger og bunn, slik at der tilveiebringes den nødvendige tetning mellom stempeltoppen og styredelen 2. Ved ringens 10 forspenning dannes det 11 suitably designed with ledges, fitted between the end parts 11, so that it lies tightly between them. During the final hammering of the ring 10 with the end piece 12, the connecting surfaces 13 are pressed together. After the final hammering, so-called tamping, the ring 10 will exert evenly distributed and sufficiently strong pressure against all parts of the walls and bottom of the groove 9, as that the required seal is provided between the piston top and the control part 2. When the ring 10 is prestressed, it forms

en til en viss grad elastisk forbindelse mellom stempel toppen og styredelen, slik at a somewhat elastic connection between the piston top and the steering part, so that

temperaturbetingede forskyvninger i stempeltoppens og styredelens godspartier om-kring ringen kan opptas, mens den nød-vendige tetning mellom delene opprett-holdes. temperature-related displacements in the parts of the piston top and the steering part around the ring can be accommodated, while the necessary seal between the parts is maintained.

Om nødvendig kan ytterligere tilhamring av ringen 10 lett foretas uten at If necessary, further hammering of the ring 10 can easily be carried out without that

stemplet skades eller at det må foretas the stamp is damaged or that it has to be done

andre inngrep i stemplet. other interventions in the piston.

Claims

1. Device for such pistons for internal combustion engines consisting of a piston top (1) and a control part (2) with a sealing ring (10) made of copper or similar between the piston top and the control part, characterized in that the device includes an inside of the piston (1 , 2) cavity (4) made and therefore from this cavity available track (9) whose bottom extends in the middle in front of the abutting joining surfaces of the piston parts (1, 2) and in a plane essentially perpendicular to these surfaces, which groove (9) contains the sealing ring (10) which is inserted in the groove and there during processing, preferably by hammering from inside the piston cavity (4), with the piston parts (1, 2) in final screwed together and in the attracted position is deformed into sealing and locking engagement with the joining surfaces.

2. Device according to claim 1, characterized in that the groove (9) which is open to the inner cavity (4) of the piston is made with side walls that converge in the direction towards the opening, where one side wall is formed by a surface of the piston top (1) and the second of the board part (2).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that one side of the groove (9) is made in a piston part and the other side in the other piston part.

4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the sealing ring (10) consists of a rod-shaped blank which is bent into a ring, the ends of which have shoulder portions (11), and whose length is somewhat shorter than the groove (9) circumference, where between the end parts of the ring is placed an end piece (12) designed to be deformed for sealing together with the ring to form a sealing unit with it.