NO161140B - Stempel, saerlig for forbrenningsmotor. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår et stempel, særlig for forbrenningsmotor, bestående av en topp og en hoveddel som har en lagerdel for anbringelse av en svingedel som er fast montert på enden av en veivstang, idet lagerdelen omfatter, pa den sidé som vender mot stempeltoppen, en vegg som danner en kontinuerlig lagerflate, idet toppen ligger mot hoveddelen via i det minste to sirkelformede opplagringsflater.

Hoveddelen til slike stempler er vanligvis laget av lettmetall, og når forbrenningstrykket kommer opp i meget store verdier, f.eks. 200 bar eller mer, blir spenningene i veggen til lagerdelen større enn det lettmetallet kan tåle.

Følgelig er det nødvendig å benytte et mere motstandsdyktig materiale (høyere styrke) i stempelets hoveddel, slik som f.eks. støpejern. Forutsatt at det opprettholdes den samme konstruksjon for hoveddelen vil vekten bli utillatelig og de termiske spenninger for store.

Det er mulig på kjent måte å oppnå en første forbedring, bestående i at et separat styreskjørt festes til stempelet, adskilt fra hoveddelen. Ved å fremstille skjørtet av et annet material enn i hoveddelen er det mulig å gi skjørtet spesielle egenskaper, slik som en lav friksjonskoeffisient og lavere vekt. Dette vil forbedre stempelets mekaniske egenskaper, men gir ikke den lave vekten til et stempel der hoveddelen er laget fullstendig av lettmetall.

DE 1.081.289 beskriver et stempel som består av en topp som henger sammen med et skjørt samt av en hoveddel som har et lager for anbringelse av en svingedel som er fast forbundet med enden en veivstang, idet det sistnevnte lager omfatter, på den side som vender mot stempeltoppen, en vegg som danner en kontinuerlig lagerflate. Hoveddelen omfatter et element for å overføre og fordele mekaniske spenninger fra toppen til stempelbolten, hvilket element utgjør en tynn vegg som er sirkelformet på nivå med toppens lager og er avflatet på nivå med svingedelen. En vegg av en slik konstruksjon kan ikke tåle høye,forbrenningstrykk, pga. at toppen er i utilstrek-kelig geometrisk balanse. Dessuten utsettes de ribber som er utformet for å avstive området ved svingedelen for store spenninger, og hoveddelen ér ikke utformet for montering av et separat skjørt av et lettere materiale.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til et stempel laget av et sterkt materiale, f.eks. støpejern, som er istand til å tåle meget høye forbrenningstrykk, og som allikevel har hovedsakelig den samme vekt som et stempel av lettmetall. Dette formål oppnås ved hjelp av en hensiktmessig utformning av konstruksjonen i stempelets hoveddel, som mulig-gjør at hoveddelen kan gjøres lett og at de deformasjoner av lagerdelen som skyldes spenninger begrenses, slik at det oppnås en jevn fordeling av flatetrykket mellom lageret og svingedelen.

Stempelet i henhold til oppfinnelsen kjennetegnes ved at det parti av hoveddelen som forbinder veggen med opplagrings-flatene er dannet av i det minste to tynne skillevegger som har en hovedsakelig konisk form med rette generatriser, og hver av skilleveggene er sammenføyd med hver sin opplagrings-flate mens en ringformet skillevegg forbinder skilleveggene i hoveddelens topp, at de koniske vegger og lagerveggen avgrenser et ringformet kammer, og at den ringformede skilleveggen og stempeltoppen avgrenser et annet ringformet kammer.

I henhold til en utførelsesform avgrenser skjæringspunktene mellom generatrisene midt i de koniske skilleveggene og lagerflaten suksessive segmenter, idet forholdet mellom bue-lengden til det korteste og det lengste av disse er større eller lik 1:10.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av den følgende beskrivelse av en foretrukket utførelsesform, under henvisning til de vedføyde tegninger.

Fig. 1 er et diametralt snitt som viser stempelet i henhold til oppfinnelsen, svingelagret på en veivstang, idet det på enden av denne er festet en svingedel i form av en bolt. Fig. 2 er et snitt etter senterlinjen II-II i fig. 1, i hvilket veivstangen og svingedelen er utelatt. Fig. 3 viser et tverrsnitt sett ovenfra, etter linjen III - III i fig. 2. Fig. 1 viser et stempel i henhold til oppfinnelsen, omfattende en topp 1 og en hoveddel 2 som er svingelagret på en veivstang 3 ved hjelp av en bolt 10.

Toppen 1 ligger på hoveddelen 2 via to sirkelformede opplagringsflater 4,5. I og for seg kjente festemidler som ikke er vist forbinder toppen og hoveddelen.

I figuren har hoveddelen 2 et separat skjørt 2A. Hoveddelen og skjørtet kan imidlertid også være fremstilt i ett stykke.

Hoveddelen 2 omfatter en lagerdel 6 som, på den side som vender mot stempeltoppen omfatter en vegg 7 som danner en kontinuerlig lagerflate 8 over det meste av bredden av hoveddelen, og som på den side som befinner seg mot veivstangen, to lagerhalvdeler 9, anordnet en på hver side av stangen. Bare en av de to sistnevnte lagerhalvdeler er vist, ettersom figuren viser et tverrsnitt. Begge halvdeler er imidlertid synlige i fig. 2.

I lagerdelen 6 kan innføres bolten 10, som er festet til enden av veivstangen 3 ved hjelp av ikke viste midler. Det kan selvsagt anordnes en lagerforing mellom lagerdelen 6 og bolten 10 .

Veggen 7 henger sammen med hver av de sirkelformede opplagringsflater 4, 5 via tynne skillevegger 11, 12 som danner konuser. Tykkelsen og profilen eller konturen til disse skillevegger er ikke nødvendigvis konstant, og varierer i forskjellige horisontale snittplan. Tverrsnittsformen til disse skillevegger fremgår av fig. 3.

Opplagringsflåtene 4, 5 er sammenføyd ved hjelp av en ringformet skillevegg 19. Skilleveggen 19 sammenføyer således toppene av skilleveggene 11 og 12 og bidrar til å gi stempelets hoveddel sin stivhet.

Sammen med de øvrige skillevegger 11 og 12 samt veggen 7 danner skilleveggen 19 et ringformet kammer 20, og sammen med stempeltoppel 1 danner den,et ringformet kammer 27.

Systemet for oljesirkulasjon som kreves for smøring og kjøling består av en innløpsåpning 26, gjennom hvilken olje stiger opp i stempelet gjennom veivstangen, et spor 25 dannet i lagerflaten 8 på veggen 7 eller i en lagerforing, to små spor 33, som fremgår best av fig. 2, som også er anordnet i lagerdelen 8 av veggen 7, eller i en lagerforing, to vertikale kanaler 24 som munner ut i kammeret 27, flere kanaler 23 som er for-delt rundt omkretsen for å bevirke at kammeret 27 kommuniserer med et midtre kammer 32, kanaler 22 som muliggjør at det midtre kammer 32 kan kommunisere med det ringformede kammer 20, og endelig kanaler 21 som muliggjør at det ringformede kammer 20 kan kommunisere med innsiden av skjørtet 2A og således muliggjøre en strøm'av olje tilbake og ned i veivhuset.

Skjæringspunktene 17, 18 mellom generatrisene 13, 14, 15, 16 midt i skilleveggene 11 og 12 befinner seg på den side av lagerflaten 8 på veggen 7 som vender mot bolten 10.

Fig. 2 visser andre generatriser 13A, 14A, 15A, 16A midt i skilleveggene 11 og 12. Skjæringspunktene 17A, 18A mellom disse generatriser befinner seg på den side av lagerflaten 8 på veggen 7 som bolten 10 befinner seg på. For alle diame-trale tverrsnitt i stempelet, med andre ord i alle snittplan som befinner seg mellom snittplanene i fig. 1 og 2, befinner skjæringspunktene mellom tilsvarende generatriser seg på den side av veggen 7 hvor bolten 10 befinner seg.

Skjæringspunktene 28, 29, 30 og 31 mellom generatrisene 13, 14, 15 og 16 og lagerflaten 8 på veggen 7 avgrenser suksessive buesegmenter 28, 29; 29, 30; 30, 31. Forholdet mellom lengden til det korteste og det lengste av disse er større eller lik 1:10. Fortrinnsvis har disse segmenter hovedsakelig den samme lengde, for best å fordele påkjenningene på lagerflaten 8, mellom punktene 28 og 31.

Claims (4)

1. Stempel, særlig for forbrenningsmotor, bestående av en topp (1) og en hoveddel (2) som har en lagerdel (6) for anbringelse av en svingedel (10) som er fast montert på enden av en veivstang (3), idet lagerdelen omfatter, på den side som vender mot stempeltoppen, en vegg (7) som danner en kontinuerlig lagerflate (8), idet toppen ligger mot hoveddelen via i

det minste to sirkelformede opplagringsflater (4, 5),karakterisert ved at det parti av hoveddelen som forbinder veggen (7) med opplagringsflåtene (4,5) er dannet av i det minste to tynne skillevegger (11, 12) som har en hovedsakelig konisk form med rette generatriser (13, 14, 15, 16), og hver av. skilleveggene er sammenføyd med hver sin opp-lagringsf late (4,5) mens en ringformet skillevegg (19) forbinder skilleveggene (11,12) i hoveddelens topp, at de koniske vegger og lagerveggen (7) avgrenser et ringformet kammer (20) og at den ringformede skilleveggen (19) og stempeltoppen (1) avgrenser et annet ringformet kammer (27).

2. Stempel som angitt i krav 1,karakterisert ved at i hvilket som helst diametralt tverrsnitt i stempelet befinner skjæringspunktene (17, 18) mellom generatrisene (13, 14, 15, 16) midt i de koniske skilleveggene (11, 12) seg på den side av lagerflaten (8) på veggen (7) som vender mot svingedelen (10).

3. Stempel som angitt i krav 1, karakterisert ved at skjæringspunktene (28-31) mellom generatrisene midt i de koniske skilleveggene (11,12) og lagerflaten (8)<:> avgrenser suksessive buesegmenter (28, 29; 29, 30; 30, 31) idet forholdet mellom lengden til det korteste og det lengste av disse er større eller lik 1:10.

4. Stempel som angitt i krav 1, karakterisert: ved at de to ringformede kamrene (20, 27) er deler av et kjølesystem for stempelet og kommuniserer med hverandre via åpninger (22, 23). 5. stempel som angitt i krav 1 - 4, karak?terisert ved at det omfatter et separat skjørt (2A).