<Desc/Clms Page number 1>
Kolben.
Die Erfindung betrifft einen Kolben. insbesondere für Brennkraftmaschinen, und bezweckt, durch besondere Versteifungsrippen am unteren Kolbenrande und durch geeignete Höhenlagerung zweier im Kolben eingebauter Spreizen die Dehnung Infolge der Erwärmung während des Betriebes so zu beeinflussen, dass er die gewünschte richtige Passform annimmt.
Auf der Zeichnung stellt Fig. 1 eine Ansicht des erlindungsgemässen Kolbens teilweise im Schnitt dar. Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie,'2-2 der Fig. 1. Fig. 3 ist ein Schnitt
EMI1.1
andern Ausführungsform. Fig. 5 ist ein Schnitt durch den unteren Teil des Kolbens, der die Art der Herstellung veranschaulicht. Fig. 6 ist eine schematische Darstellung. Die Fig. 7 und 8 sind schematische Darstellungen, die die Wirkung verschiedener Lagen der Spreizen im Kolben kenntlich machen.
Bei dem aus Leichtmetall bestehenden Kolben sind der Kopf 10 und der Mantel 14 durch einen Querschlitz 12 voneinander getrennt und hängen nur durch den etwas eingezogenen Kolbenhals 13 miteinander zusammen, der beiderseits die Kolbenzapfenlager- ! 5 trägt.
An deren Aussenseiten ist der Mantel selbst weit ausgeschnitten. Nur unterhalb der Zapfenlager bildet der Mantel einen geschlossenen Ring. von dem dann die stehengebliebenen Mantelteile als Führungsbacken 16, 17 nach aufwärts ragen. Sie haben den grössten Teil des Seitenschubes der Pleuelstange auf die Zylinderwand zu übertragen und sind daher, weil sonst zu stark federnd, durch ein Paar Spreizen 18 sowohl untereinander wie gegen den Kolbenhals 13 abgestützt.
Diese Spreizen 18 sind aus einem Werkstoff gefertigt. der eine geringere Wärmedehnung hat wie das Metall des Kolbens selbst. Ihre Enden sind in die Wände der Führungteile 16, 1'7 eingegossen. ihr Mittelteil in den Kolbenhals 1.'1, so dass sie bestimmenden Einfluss auf den gegenseitigen Abstand der Führungsteile haben. sei es im erkalteten Zustande des Kolbens, sei es im erhitzten während des Betriebes.
EMI1.2
Dort läuft an den unterhalb der Zapfenlager 15 liegenden Stellen des Mantels eine Rippe 19 den Rand entlang ; dagegen ist einer der Führung-steile 1 G vom unteren Rand an bis hoch hinauf mit einem Schlitz 20 versehen.
Der Kolbenhals 13 ist unten entweder durch einen quergelegten Steg 21 mit dem ringförmigen Mantelteile verbunden, wie nach den Fig. 1. und 2 oder er geht unmittelbar in diesen über. wie nach den Fig. 3 und 4.
Die Rippen 19 ermöglichen es, die Mantelwand zwecks Gewichtsersparnis sehr dünn zu halten, denn sie selbst braucht innen nicht bearbeitet zu werden : nur die Rippen werden genau bearbeitet, um den Kolben, der beim Bearbeiten der Aussenseite des Mantels über einen Dorn gesteckt wird, zentrieren zu können.
Um jedoch den Kolben mittels bleibender Formen giessen zu können, ist die Rippe 19 nicht ringsum geführt, sondern an zwei gegenüberliegenden Stellen 24 unterbrochen (Fig. 2. 3,4 und 5). Das Mittelstück , 3 des dreiteiligen Gusskernes kann dann nach dem Guss der
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
so gestattet anderseits der Schlitz 20 im Führungsteil 16 zusammen mit der rippenlosen Stelle 24 des Führungsteiles 17 eine gewisse Federung des Mantels. Die Schlitzlänge wird so gewählt, dass die Steifigkeit des Mantels in der Achse der Zapfenlager 15 möglichst gleich gross ist wie senkrecht darauf oder die Grösse der Durchbiegung in dem einen Durch-
EMI2.2
Durchmesser B-B steht.
Durch geeignete Wahl der zur Versteifung des Kolbenmantels dienliehen Mittel lassen sich wesentlich voneinander verschiedene PassfOl1Ilen während des Betriebes erzielen. Die schematische Fig. 6 veranschaulicht dies. Der Mantel habe im kalten Zustande den Durchmesser E. Die Spreizen 18 seien ganz oben angebracht, Rippen 19 seien keine vorhanden, dafür aber starke, wirksame Stege 21 zwischen dem Kolbenhals und dem Mantel in der Höhe der Linie C. Die eine stärkere Ausdehnung verhindernden Spreizen halten bei einer Erhitzung des Kolbens die oberen Enden der Führungsteile zusammen : in der Zone der Stege 21 wird sich aber der Mantel ausdehnen können, etwa auf den Durchmesser C. und der untere Mantelrand wird dann bis nach den Punkten F auseinandergezogen.
Fehlen aber die Stege 21, wie bei der Kolbenform nach den Fig. 3 und 4. und die Rippen 19 sind vorhanden, so dehnt sich der untere Mantelrand bei der Erhitzung des Kolbens. etwa auf den Durchmesser D, bis zu den Punkten pI aus, also bedeutend weniger als im andern Falle.
Die jeweilige Lage der Spreizen 18 ändert gleichfalls Mass und Art der Mantelaus- dehnung. Stellen in Fig. 7 und 8 die ausgezogenen Linien die richtige Passform des heissen Kolbens dar, so wird er bei starker Abkühlung während des Stillstandes der Maschine bei ganz hoch liegender Spreize 18 (Fig. 7) im Durchmesser A unverändert bleiben, im Durchmesser B dagegen stark zusammenschrumpfen. Liegt aber die Spreize 18 mehr in der Mitte der Führungsteile, so bleibt der Durchmesser C ungeändert, der Durchmesser B verkleinert sich, wenn auch nicht im gleichen Masse wie im andern Falle, und der Durchmesser A. wird etwas grösser. Dann hat der Kolben auch im kalten Zustande gute Führung und klappert beim Anlassen nicht.
Bei Erhitzung dieses Kolbens über die normale Temperatur werden sich die Ausdehnungsverhältnisse gerade umkehren.
Beide Arten der Spreizenlagerung haben für bestimmte Zwecke ihr- besondere Bedeutung.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kolben, dessen Kopf mit dem Mantel nur durch einen die Zapfenlager enthaltenden Kolbenhals in Verbindung stellt und von dessen am unteren Ende kreiszylindrischen Mantel zwischen die Zapfenlager zwei Führungsteile hinaufragen, die durch ein Paar Spreizen aus einem Werkstoffe von geringerer Wärmedehnung als der des Mantels bestehen, wobei der untere Mantelrand durch eine Rippe verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Rippe (19) nicht über den ganzen Umfang des unteren Mantelrandes verläuft, sondern in der Mitte jedes Führungsteiles unterbrochen ist.