WO1991006756A1 - Tauchkolben für verbrennungsmotoren mit einem doppeltovalen schaft - Google Patents

Abstract

Bei einem Tauchkolben für Verbrennungsmotoren mit voneinander getrenntem Kolbenkopf und aus insbesondere Leichtmetall bestehendem Kolbenschaft, die über einen Kolbenbolzen gelenkig miteinander verbunden sind, und bei dem dem an sich runden Schaft eine leichte Ovalität mit in Druck-Gegendruckrichtung liegender grosser Achse überlagert ist, soll die Abdichtfunktion des Kolbenkopfes verbessert werden. Zu diesem Zweck ist die Ovalität des Kolbenschaftes auf der Druckseite kleiner als auf der Gegendruckseite.

Description

Tauchkolben für Verbrennungsmotoren mit einem doppeltovalen

Schaft.

Die Erfindung betrifft einen Tauchkolben für Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einem derartigen Kolben hat sich die Erfindung

die Aufgabe gestellt, die Abdichtfunktion des mit

Kolbenringen bestückten Kolben kopfes zu verbessern.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausbildung des

Kolbenschaftes nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches.

Bei dem gattungsgemäßen Kolben sind in der Praxis

Fälle aufgetreten, in denen die Dichtfunktion des

Kolben kopfes unbefriedigend ist. Bemerkbar macht sich dies durch einen zu hohen Ölverbrauch und eine zu

hohe Durchlässigkeit für Verbrennungsgase längs des

Kolbenkopfes im Motorbetrieb.

Die durch die erfindungsgemäße Form des Kolbenschaftes erzielte Verbesserung der Kolbenkopfabdiehtfunktion läßt sich wie folgt erklären. Der Zweck der bekannten üblichen geringfügigen Ovalität besteht darin, den Schaft sowohl im kalten wie auch betriebswarmen Zustand möglichst eng zu führen. Ist der Kolbenschaft so ausgelegt, daß er im Kaltzustand in Druck-Gegendruckrichtung praktisch spielfrei an der Zylinderlauffläche anliegt, gibt ihm die Ovalität die Möglichkeit, sich bei Erwärmung durch elastische Verformung ausschließlich in denjenigen Um- fangsbereichen auszudehnen, in denen durch die Ovalform mehr Spiel als in Druck-Gegendruckrichtung vorhanden ist. Voraussetzung für eine solche Funktion ist eine gewisse Elastizität des Schaftes. Diese Elastizität führt wiederum dazu, daß sich der Kolbenschaft auf der Druckseite, auf der die Querkräfte in Richtung Zylinderlaufbahn am größten sind, am stärksten elastisch verformt. Diese elastische Verformung bewirkt, daß der Kolbenschaft bereits unterhalb der Temperatur im Nennbetrieb des Motors über einen relativ großen Umfangsbereich zu beiden Seiten der Druck- Gegendruckrichtung mit geringst möglichem Spiel an der Zylinderwand anliegt. Eine solche nicht allein durch die Betriebswärme des Kolbens bedingte elastische Verformung des Schaftes auf der Druckseite führt zu periodischen Querbewegungen des Schaftes, die wiederum über den Kolbenbolzen und über die \aben des Kolbenkopfes zu einer periodischen Kippbewegung des Kolbenkopfes führen. Diese Kippbewegungen wurden erfindungsgemäß als Ursache für das bei gattungsgemäßen Kolben teilweise unbefriedigende Abdichtverhalten des Kolbenkopfes herausgefunden und durch die erfindungsgemäße Maßnahme beseitigt. Eine kleinere Ovalität des Kolbenschaftes auf der Druckseite bewirkt nämlich, daß der Kolben bereits im kalten Zustand über einen relativ großen Umfangsbe- reich an der Zylinderlaufbahn anliegt und daher elastische Verformungen erheblich herabgesetzt werden. Als Ausgleich für die geringere Ovalität auf der Druckseite muß die Ovalität auf der Gegendruckseite entsprechend vergrößert werden, damit die Wärmeausdehnung des Kolbenschaftes, die aufgrund der geringeren Ovalität auf der Druckseite nur noch in geringerem Maße stattfinden kann, in den Bereich der Gegendruckseite umgelerikt werden kann. Denn insgesamt muß der Spielraum, der für Wärmeausdehnungen zur Vermeidung eines Fressens des Kolbenschaftes in der Zy linderlaufbahn vorhanden sein muß, etwa in gleichem Maße vorhanden sein, wie bei einem Kolben schaft mit gleicher Ovalität auf Druck- und Gegendruckseite.

Als Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung die M antellime eines Kolbenschaftquerschnittes dargestellt. In diese Darstellung bedeuten D5 Druckseite, GDS Gegen druckseite und die strichpunktierte Linie die Lage der Kolbenbolzenschse.

Claims

Patentanspruch

Tauchkolben für Verbrennungsmotoren mit voneinander getrenntem Kolbenkopf und insbesondere aus Leichtmetall bestehendem Schaft, die über einen Kolbenbolzen gelenkig miteinander verbunden sind und bei dem dem an sich runden Schaft eine leichte Ovalität mit in Druck-Gegendruckrichtung liegender großen Achse überlagert ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Ovalität auf der Druckseite kleiner als auf der Gegendruckseite ist.