SE508218C2 - Framställningsmetod för en tudelad kolv och kolv - Google Patents

Description

508 218” 'z den erforderliga värmemängden. Denna bristfälliga användning av oljans kylverkan försämrar återförda förbränningskammare, vilka är djupare än konventionella kammare och är utformade så att de alstrar en virvel för att därmed förbättra förbränningen.

De däri alstrade temperaturerna är till och med högre än i den vanliga typen av kammare.

Utöver de tekniska bristerna som vidlåder dessa slags kylkammare är deras framställningskostnader för stora, speciellt på grund av att ett omkretsurtag med ett tràg eller en skål måste upptagas i mantelns övre parti antingen medelst bearbetning eller medelst komplicerade gjut- eller smidesformar. För att förbättra värme- bortledningsprocessen har många förslag gjorts för att kvarhàlla oljan under längre tidsperioder i kylkammaren för att öka den från förbränningskammaren bortförda värmemängden.

Vissa av dessa beskrivs i E.Ripbergers och H.Wielands tyska pa- tentansökningar DE-36 44 548 och DE-37 13 241 samt även i E.Kopf och J.Wille=s DE-36 43 039. De kända förslagen uppvisar emeller- tid stora framställningskostnader på grund av att de omfattar ett processteg att sammanfoga kammarens tillslutande del.

I tillbakadragna kammare belastas bottenpartiet, i vilket bräns- let insprutas, även mycket av dessa höga temperaturer, och på grund av dess konkava profil blir det alltid besvärligt att åstadkomma värmebortledning.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är således att åstadkomma en ledad, tudelad kolv för en förbränningsmotor med en kylkammare som ger kyloljan hög verkningsgrad och åstadkommer förbättrade kylförhållanden för kolven, i synnerhet i dess mest kritiska par- tier, nämligen förbränningskammarens kant och botten samt ringzo- Ilefl .

Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en ledad kolv för en förbränningsmotor med en högeffektiv s 508 218 kylkamare som förmår sänka temperaturerna i dessa partier och som har låga framställningskostnader.

Föreliggande uppfinning kan genomföras medelst två utföringsfor- mer som väljs alltefter kolvens slaglängd, vilket är avståndet mellan kolvens överdel och vridstifthålets centrumlinje.

Uppfinningen beskrivs här nedan mera i detalj i anslutning till de bifogade ritningarna med två utföringsexempel av uppfinningen.

Därvid visar - figur 1 ett längdsnitt genom en ledad kolvöverdel som utgör en första utföringsform av uppfinningen - figur 2 en ringformig tillslutningsdel för att tillsluta kyl- kamaren i den ledade kolven enligt uppfinningen; - figur 3 en annan ringformig del som avses användas i den första utföringsformen av uppfinningen; - figur 4 kolvöverdelen i figur 1 som försetts med den i figurer- na 2 och 3 visade ringformiga delen i enlighet med den första utföringsformen enligt uppfinningen; - figur 5 kolvöverdelen i figur 4 nedifràn i ett mot kolvens axiella plan vinkelrätt plan; - figur 6 ett längdsnitt genom en annan ledad kolvöverdel med en avsevärt mindre slaglängd i jämförelse med kolvöverdelen i figur 1 som är avsedd att utgöra den andra utföringsformen av uppfin- ningen; - figur 6a en delvy av kolvöverdelen i figur 6 som är en försto- rad vy av den i figur 6 angivna sektorn; - figur 7 kolvöverdelen i figur 6 nerifrån i ett mot kolvaxel- planet vinkelrätt plan.

Enligt den i figur i visade första utföringsformen av uppfin- ningen är kolvöverdelen 1 försedd med en tillbakadragen förbrän- ningskammare 2, en ringzon 3 som omfattar ringspår på omkretsen och ett par stiftbussningar 4 för att upptaga ett här icke visat vridstift mellan överdelen 1 och det här icke visade mantelpar- tiet. 508 218 4 För att förbättra kylningsförhållandena i förbränningskammaren 2 och ringzonen 3 finns en kylkammare 5 anordnad mellan kammaren 2 och ringzonen 3.

En längre uppehállstid för kyloljan i kammaren 5 förbättrar kam- marens 2 och zonens 3 kylningsförhållanden genom att anordna en i figur 2 visad, halvsluten ringformig del 6 enligt den metod som beskrivs längre fram. Denna utföringsform av kolvöverdelen 1 vi- sas i figur 4. Metoden för att åstadkomma kylkammaren enligt denna första utföringsform enligt figur 4 börjar med framställ- ningen av en överdel 1 ovanför snittet SS som delar den på en nivà högt ovanför kolvens stifthål 4, varvid ett övre parti av ett kylutrymme 5 är upptaget däri medelst någon lämplig metod, samt ett omkretsspár 10 som omsluter kammaren 5 på en lägre nivå utanför överdelen 1. Något längre ner finns även en skära uppta- gen i kammarens 5 nedre plan på insidan av överdelen 1. I för- bränningskammarens 2 botten 21 finns inom de nedre partierna ett pà omkretsen anordnat spår 15 upptaget.

En halvsluten ringformig del 6 i en form som motsvarar kammarens ytterkontur finns anordnad i ett fjädrande material, t.ex. en polymer eller företrädesvis ett metalliskt material såsom fjäder- stàl eller något annat lämpligt material, vars inre diameter är Dl och vars yttre diameter är D2, varvid den senare är större än måttet D i kammaren 5 uppmätt mellan sina ytterpunkter i överde- len 1.

Delen 6 uppvisar ett diametralt spel 9 vars kantytor är A och B med däri två upptagna klämhål 8.

I ett annat parti av denna del 6 finns minst ett här icke visat genomgående hål 7 för kyloljan.

För att tillsluta kammaren 5 pressas delen 6 i diamteral rikt- ning, d.v.s. genom att föra kanten A nära intill kanten B med hjälp av ett verktyg som fastklämts i fästhàlen 8 och minskar därmed spelet 9 i en sådan omfattning att diametern D2 minskas och kan insättas genom att passera kammarens 5 diameter D fram s 508 218 till spåret 10 och avsatsen 11. Tryckkraften borttages sedan från delen 6 och delen sätts stadigt in i spåret 10 och avsatsen 11 och tillsluter därmed kylkammaren 5.

För att förbättra kylningen av förbränningskammarens 2 undersida 21 finns en andra halvt tillsluten ringformig del 13 anordnad i en form som motsvarar de nedre gränslinjerna av partiet 21 i fi- gur 3. Delens 13 minsta nedre inre dimension är D4 och dess största yttre dimension är D3. Delen 13 är dessutom valfritt försedd med en inre omkretskant 14 som är något böjd mot dimen- sionens D3 yta och med klämhål 80 intill kanterna AA och BB. Ma- terialet för elementet 13 kan vara detsamma som för delen 6.

Delens 13 uppsättning på överdelen 1, i synnerhet den nedre kro- nan 21, sker genom att få kanten AA att närma sig kanten BB, möj- ligen med hjälp av ett inuti klämhàlen 80 insatt klämverktyg, i en sådan utsträckning att dess ytterdiameter minskas och delen kan närma sig partiets 21 inloppsdiameter i det tidigare upptagna omkretsspårets 15 plan, vars diameter D5 är något mindre än de- lens 13 diameter D3 före sammanpressningen. I sammanpressat till- stånd sitter delen 13 inuti spåret 15 och därefter borttages tryckbelastningen, varigenom delen 13 blir stadigt fastsatt i spåret 15 på grund av delens 13 fjädrande verkan.

Med delarna 6 respektive 13 placerade inuti (10, 11) och spåret sammanfogas överdelen 1 ovanför sitt delningsplan SS med stiftbussningspartiet 4 som syns nedanför delningsplanet SS me- delst svetsning, företrädesvis friktionssvetsning.

Figur 5 åskådliggör den första utföringsformen av uppfinningen överdelen 1 sedd underifrån med delarna 6 och 13 ordentligt på plats. När motorn är i drift insprutas olja från vevhuset in i kylkamaren 5 genom minst ett häl 7 och en del av denna olja förs till regionen 21 via passagerna 17 som upptagits för att förbinda kammaren 5 med den nedre kronan 21 för att utjämna kylmängden mellan de båda kamrarna (21, 5). Oljan som når regionen 21 kvar- hálles i delen 13 och oljan omskakas med kolvöverdelens 1 rörel- 508 218i i 6 ser inuti kammaren 5 och regionen 21 och åstadkommer bättre kyl- ning av förbränningskammaren 2 och ringzonen 3, eftersom den kvarhàlles under en längre tidsperiod som kan förinställas som en funktion av hàlets 7 och diameterns D4 storlek.

Kantens 14 böjning i delen 13 är valfri och bidrar till att hålla kyloljan kvar under en längre tidperiod i regionen 21 alltefter- som den lutar mera i riktning mot förbränningskammaren 2. Efter det att värmen bortföres av kyloljan, àterströmmar oljan till det här icke visade vevhuset genom hälen 9 och 7 i delen 6 och genom öppningarna D4 och 90 i delen 13.

En annan viktig utföringsform av uppfinningen avser kolvar med mindre slaglängd (CH), där delen 6 försvagas av svetsskägg då överdelen 1 fastsvetsas pà stiftbussningarna 4.

I figurerna 6, 6A och 7 visas en kolvöverdel 70 med en förbrän- ningskammare 20, en ringzon 30, en kylkammare 50 och stiftbuss- ningar 40 för ett här icke visat vridstift.

I denna utföringsform är kolvöverdelen 70 framställd med någon lämplig metod i ett stycke och är försedd med ett omkretsspàr 100 pà kammarens 50 utsida intill överdelen 70 och en skära 110 något nedanför spåret 100 pà kammarens 50 utsida pà överdelens 70 in- nersta yta.

Dessutom finns en del 6 anordnad som liknar den som visats i den tidigare utföringsformen med undantag för dimensionerna, varvid dess ytterdimension motsvarar kammarens 50 utsida. Delen 6 ex- panderas sà att spelet 9 ökar med hjälp av ett här icke visat klämverktyg så mycket att dess inre diameter Dl kan passeras av dimensionen E. Delen flyttas efter att ha passerat dimensionen E i riktning mot kylkammaren 50 och tillsluter den därmed genom att omkasta den stängande kraftens riktning som applicerats i klämhà- len 80 för att få den att flytta förbi dimensionen D' i kammaren 50 i riktning mot spåret 100. Den tillslutande kraften borttages därefter och delen 6 sitter stadigt fast mellan spàret 100 och skàran 110. 7 508 218 Kombinationen av materialets fjädrande egenskap (fjädern) hos de- len 6 och dimensionsskillnaden mellan dess diameter D4 och av- ståndet mellan spår 100 och skàran 110 åstadkommer som i den fö- regående utföringsformen dess inpassning i den avsedda positio- nen .

Som i den första utföringsformen bör styrhålen (9, 7) för olje- flödet dimensioneras på så sätt att oljan kvarstannar i kylkamma- ren 50 alltefter motorns speciella konstruktionskrav.

Figur 7 visar kolvöverdelen med insatt del 6 underifrån.

Här bör framhållas att skàran (11, 110) är placerad något nedan- för spåret (10, 100) för att förhindra vibrationer av delen 6 un- der motorns drift. Den andra utföringsformens arbetsprincip är densamma som för den första utföringsformen beträffande kylolje- flödet och dess värmeväxlande egenskaper.

Claims (16)

508 218 's Patentkrav

1. Framställningsmetod för en ledad kolvöverdel (1) med en för- bränningskammare (2), en ringzon (3), stifthål (4) för här icke visade vridstift för att vrida sig i förhållande till ett här icke visat mantelparti och en kylkamare (5), k ä n n e t e c k - n a d av följande steg a) att framställa överdelen 1 ovanför ett delningsplan SS som skiljer det översta överdelspartiet från stifthålspartiet (4), att åstadkomma ett omkretsspàr (10) som omsluter kylkammarens (5) kontur, som anordnats i överdelens (1) yttersta yta intill planet SS och att i ett ännu närmare plan intill planet SS upptaga en skàra (11) på kylkammarens (5) utsida som är placerad i överde- lens (1) innersta yta, b) att upptaga ett kringlöpande omkretsspàr (15) den undre kro- nans (21) nedre begränsningslinjer; c) att iordningställa en halvtillsluten del (6) i ett fjädrande material med en yttersta dimension (D2) och en innersta dimension (D1), företrädesvis med rund profil, som motsvarar kylkammarens (5) profil intill delningsplanet SS, som är försedd med valfria klämhàl (8) och radiella kanter A och B med ett radiellt spel (9) samt minst ett hål (7) för passage av kylolja; d) att sammanpressa delen (6) i diametral riktning och därmed föra kanterna A och B samman, att minska spelet (9) tillräckligt för att dimensionen (D2) skall bli mindre än avståndet (D) mellan kammarens (5) yttersta ändar intill planet SS; e) att föra in delen (6) som dessförinnan pressats in i överdelen (1), att pressa den i riktning mot kammaren (5) och att placera den i riktning mot spåret (10) och skàran (ll); f) att borttaga tryckförspänningen i delen (6); g) att framställa den halvtillslutna delen (13) i ett fjädrande material med valfritt en inre omkretskant (14) för att kvarhålla oljan med en profil som motsvarar partiets (21) profil intill planet SS, vilken innersta nedre dimension kallas (D4) och vilken ytterta övre dimension kallas (D3), med dessutom valfria klämhål (80) runt kanterna AA och BB, mellan vilka finns en radiell spalt (90): 9 508 218 h) att samanpressa delen (13) genom att närma kanterna AA och BB varandra och att minska spalten (90) i tillräcklig omfattning för att få tillgång till partiet under (21) i måttet (DI) och att föra det mot spårets (15) plan däromkring som tidigare fanns på diametern (D5) som är mindre än delens (13) diameter (D3) före dess radiella sammanpressning; i) att upprikta delen (13) i förhållande till spårets (15) plan och att släppa dess diametrala sammanpressning; j) att förbinda överdelens (1) högsta parti ovanför skärnings- planet SS med stifthålpartiet (4) under skärningsplanet SS.

2. Metod enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att fram- ställningen av överdelen ovanför linjen SS sker medelst gjutning eller smide som följs av bearbetningsmoment.

3. Metod enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att framtag- ningen av spåren (10, 15) och skåran (11) sker medelst bearbet- ning av överdelen ovanför planet SS.

4. Metod enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att framtag- ningen av spåren (10, 15) och skåran (11) ovanför planet SS sker under framställningen av överdelens (1) parti ovanför planet SS med hjälp av motsvarande profiler i gjut- eller smidesformarna.

5. Metod enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att delen (6,13) är framställd av en fjädrande polymerplatta.

6. Metod enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att delen (6,l3) är framställd av en fjädrande platta i fjäderstål.

7. Metod enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att delens (6,l3) sammanpressning sker med hjälp av ett här icke visat kläm- verktyg som fastklämts i klämhålen (8, 80).

8. Metod enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att skåran (11) är placerad närmare planet SS än spåret (10). 508 218 i1o

9. Metod enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att samman- fogningen av överdelens (1) översta parti ovanför planet SS, som är försett med ringdelarna (6, 13), med det återstående hålpartet (4) nedanför planet SS sker medelst svetsning, företrädesvis friktionssvetsning.

10. Kolvöverdel (1) för en förbränningsmotor med en förbrän- ningskammare (2), en ringzon (3), stifthål (4) för att vridbart uppsättas på en här icke visad mantel och en kylkammare (5), k ä n n e t e c k n a d av en tillsluten kammare under kylkam- maren (5) och en undre krona (21) under förbränningskammaren (2), med halvt tillslutna delar (6, 13) som kvarhàlles i sitt läge medelst samverkan mellan dess materials fjädrande egenskaper och det dimensionella greppet med överdelen (1).

11. Kolvöverdel (1) för en förbränningsmotor enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d av att ett dimensionellt grepp föreligger mellan delen (6) och spåret (10) och skàran (11) och mellan delen (13) och spåret (15).

12. Framställningsmetod för en ledad kolvöverdel (70) med en förbränningskammare (20), en ringzon (30) och hål (40), k ä n n e t e c kn a d av följande steg a) att framställa kolvöverdelen (70) i ett stycke med ett om- kretsspår (100) i kylkammaromkretsens (50) nedre gränsparti i överdelens (70) yttersta parti intill hålen (40), och med en skära (110) nedanför spåret (100) i kammarens (50) innersta omkretsparti; b) att framställa en halvtillsluten del (6) i ett fjädrande material med ett inre mått (Dl) och ett yttre mått (D2), före- trädesvis med rund profil och motsvarande kammarens (50) profil, som försetts med valfria klämorgan (8) och med radiella kanter A och B, mellan vilka föreligger en radiell spalt (9), samt minst ett passagehål för kylolja; c) att anbringa en diametralt riktad öppnande förspänning på 11 508 218 delen (6) som skiljer kanten A fràn kanten B och att öka spalten (9) tillräckligt mycket så att dess nedre mått (Dl) passeras av hàlens (40) yttersta mätt E och att pressa den mot kylkammaren (50): d) att efter passagen av partiet (40), där dess mätt är E, omkasta den diametrala förspänningens riktning i delen (6) från en öppnande förspänning till en diametralt tillslutande förspän- ning så att kanterna A och B närmas varandra och spalten (9) minskar tills den uppriktas i förhållande till spåret (100) och skàran (110) och att släppa den tillslutande förspànningen.

13. Framställningsmetod för en kolvöverdel (70) enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a d av att kolvöverdelen (70) framställs medelst gjutning eller smide som följs av bearbetningsmoment.

14. Framstàllningsmetod för en kolvöverdel (70) enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a d av att framställningen av spåret (100) och skàran (110) sker medelst bearbetning av överdelen (70).

15. Framställningsmetod för en kolvöverdel (70) enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a d av att framställningen av spåret (100) och skàran (110) sker under överdelens (70) formning med motsva- rande profiler i gjut- eller smidesformarna.

16. Kolvöverdel (70) med en förbränningskammare (20), en ringzon (30), stifthál (40) och en kylkammare (50), k ä n n e t e c k - n a d av en tillsluten kammare nedanför kylkammaren (50), varvid en halvtillsluten ringformig del (6) bildas genom samverkan mellan dess materials fjädrande egenskaper och det dimensionella greppet mellan det och spåret (100) respektive skàran (110).