DE518044C - Kolben fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Kolben für Brennkraftmaschinen Kolben für Brennkraftmaschinen mit daran anschließenden, die Bolzenaugen tragenden Halsteilen und einem mit diesem verbundenen Mantel, der aus einen ringförmigen unteren Teil und von diesem sich aufwärts erstreckenden Mantelabschnitten besteht, zwischen welchenVersteifungen aus einem verhältnismäßig sich wenig dehnenden Werkstoff angeordnet sind, sind bekannt. Demgegenüber unterscheidet sich der Gegenstand ,der vorliegenden Erfindung dadurch, daß .die Verbindung zwischen dem Kolbenkopf io und dem Mantel 13 bis 15 außer durch die Versteifungen 18 durch Verbindungsrippen i9 erfolgt, welche in bezug auf die senkrechte Kolbenmittellinie sich nur nach einer Seite hin erstrecken und von den Bolzenaugen nach dem unteren ringförmigen Teil r3 verlaufen. Hierbei kann jede Verbindungsrippe i9 sich nach der Stelle erstrecken, an welcher der ringförmige Mantelteil i3 und der Mantelabschnitt 14 ineinander übergehen, insbesondere so, daß die Rippe i9 teilweise an dein Mantelabschnitt 1d. entlang aufwärts verläuft. In den beiliegenden Zeichnungen sind einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
• Abb. i ist eine Seitenansicht eines Kolbens; Abb. z ist eine Ansicht, teilweise im senkrechten Schnitt gemäß Abb. i ; Abb. 3 und :4 zeigen andere Ausführungsformen Abb. 5 ist eine Seitenansicht eines Kolbens mit einen weiteren Erfindungsmerkmal; Abb. 6 stellt einen Kolben, von unten gesehen, dar; Abb. j ist eine Ansicht, teilweise im Schnitt, bei welcher der Kolben am unteren Ende mit einem Kolbenring versehen ist: Abb. 8 stellt einen Schnitt nach Linie 8-8 gemäß Abb. 7 dar, wobei jedoch der Ring entfernt ist und dafür die Kernteile zur Veranschaulichung des Gießverfahrens dargestellt sind.
• io stellt den Kolbenkopf dar, der mit den die Bolzenaugenlappen 12 bildenden Halsteilen i i verbunden ist. Der Mantel besteht aus einem kreisförmigen Teil 13, der mit den unteren Rändern der Halsteile i i einheitlich verbunden ist, und aus seitlichen Mantelabschnitten 1d. und 15, «-elche sich von dein Teil 13 aufwärts erstrecken und von dem Kopf durch Schlitze 16 und von den Halsteilen durch senkrechte Hohlräume i; getrennt sind. Kopf und Mantel können aus j edeln geeigneten Rohstoff, zweckmäßig aus einer Leichtmetallegierung hergestellt werden. Zur Regelung der Ausdehnung der oberen Kanten der Mantelflächen 14 und 15 können ein Paar Versteifungen 18, durch den Kolben gehend, vorgesehen werden, die die Mantelflächen verbinden, wobei die Versteifungen aus einem im Verhältnis zum Kolben sich weniger dehnenden Baustoff bestehen. Diese Versteifungen verhindern eine übermäßige Ausdehnung des oberen Mantelrandes. Es ist infolgedessen notwendig, den Kolben derart auszubilden, daß der untere Mantelrand sich nicht bis zu einer schädlichen Berührung mit den Zylinderwandungen ausdehnt, in welchen der Kolben arbeitet. Dieses Ergebnis kann auf verschiedenen Wegen erreicht werden. Gemäß Abb. i und 2 z. B. ist der Rand leicht konisch gestaltet, so daß der Durchmesser am unteren Rande (bei A-A) des Mantels etwas kleiner ist als am oberen Mantelrande (bei B-B). An Stelle dessen oder auch in Ergänzung dessen kann (vgl. Abb.6) der untere Mantelrand derart ausgebildet sein, daß der Durchmesser C-C parallel zu der Achse der Bolzenaugenlappen 12 kleiner ist als der zu dieser Achse senkrechte Durchmesser D-D. Zur Erreichung dieser Form wird zweckmäßig der untere Rand des Mantels zu einer ovalen oder anderen geeigneten Form während des Endschliffs des Kolbens geschliffen.
• Bei den beschriebenen Ausführungsformen ist jeweils der ringförmige Teil 13 mit einem Sonderspielraum unterhalb der Bolzenaugerilappen versehen, so daß dieser Teil des Mantels bis zu einem gewissen Grade sich ausdehnen kann, ohne übermäßige Reibung im Zylinder zu verursachen.
• Ein besonderes Erfindungsmerkmal liegt in der Art und Weise, in welcher der Ringteil 13 mit den unteren Kanten der Halsteile i i verbunden ist. Wie aus Abb. i ersichtlich, sind die Verbindungsstücke ig aus der Ebene der Mittelline des Halsteils herausgesetzt und erstrecken sich ziemlich weit an den Seiten des Mantelabschnittes 1d hinauf. Diese seitliche Anordnung bedingt verschiedene Vorteile. Bei dieser Bauart nähert sich z. B. der obere Teil des Verbindungsstückes i g der vom Bolzenauge zum Mantelabschnitt 1d. gehenden Drucklinie, so daß bei Einfügung des Kolbens iti den Zylinder, derart, daß der Mantelabschnitt 14 die Hauptdrucklast trägt, das Verbindungsstück ig die Drucklast mit tragen hilft und dadurch die Verankerungspunkte der Versteifungen von deniDruck entlastet. Wenn das Verbindungsstück ig sich hoch genug an dem Mantelabschnitt 14 entlang erstreckt, läßt sich die Verankerung in der Mitte der Versteifung ganz vermeiden.
• Wenn der Mantelabschnitt 15, wie bei 20 in Abb.4 gezeigt, aufwärts geschlitzt ist, ergibt sich eine vermehrte Mantelbiegsamkeit, während bei der Anordnung von Schlitzen in dem Mantelabschnitt 14 wie bei 21 in Abb. 3 die Biegsamkeit sich verringert. Daraus ersieht man, daß der Grad der Biegsamkeit des Mantels je nach der näheren oder.weiteren Entfernunv der seitlich gesetzten Verbindungsteile ig von einem im Mantel vorgesehenen Schlitz sich ändert.
• In gewissen Fällen mag es wünschenswert erscheinen, dem oberen Mantelteil einen bestimmten Grad von Biegsamkeit zu verleihen, was durch Anordnung eines oder mehrerer Schlitze, die sich wie bei 2z in Abb. 5 abwärts erstrecken, erreicht werden kann. Auf diese Weise läßt sich das obere Ende des Mantels mit einem ungewöhnlich kleinen Spielraum in den Zylinder einpassen, da die Versteifungen dieWärmeausdehnung regeln, während die Schlitze durch leichtes Nachgeben es dem Kolben ermöglichen, an einer engen Stelle im Zylinder ohne schädliche Reibung vorbeizulaufen. Diese Ausführung zur Erzielung der Biegsamkeit des oberen Mantelrandes kann bei jeder Art von Halsteilanordnungen Anwendung finden, sogar ohne Versteifungen, da die Kombination des biegsamen oberen Mantelrandes mit dem unbiegsamen unteren Rand schon genügt, um einen gut arbeitenden Kolben (ohne Versteifungen) herzustellen.
• Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß bei Anwendung einer Dauerform mit dreiteiligem Kern eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Kolbenringes am unteren Ende des Mantels geschaffen wird. Da die Mantelwandung so dünn wie möglich ausgeführt werden muß, wäre zur Bildung einer Ringnut in der Wandung eine Rippe an der Innenseite des Mantels erforderlich, um die Nut zu überbrücken. Bei einem dreiteiligen Kern ist es aber unmöglich, Rippen in der Wandung des Mantels zu gießen, da dieser gegen die Enden des Mittelkernstücks 23 stößt und das letztere, 23, gerade leerausgezogen werden muß, damit die beiden Seitenkernteile ?.I nach der Mitte zu klappen können, um von den hervorstehenden Teilen derWandung freizukommen. Die Rippen 25 werden daher nur an den den Kernstücken 24 zugekehrten Mantelteilen gegossen, und die Ringnut 26 erstreckt sich in die Rippe 25 hinein und durchschneidet vollständig die Mantelwandung an den zwischen den Enden der Rippen 25 liegenden Punkten 27. Ein entsprechend angepaßter Kolbenring wird dann in der Ringnut 26 angeordnet.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kolben für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem Kopf mit daran anschließenden, die Bolzenaugen tragenden Halsteilen und einem mit diesen verbundenen Mantel, der aus einem ringförmigen unteren Teil und von diesem sich aufwärts erstreckenden Mantelabschnitten besteht, zwischen welchen Versteifungen aus einem verhältnismäßig sich wenig dehnenden Werkstoff angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Kolbenkopf (io) und dem Mantel (13 bis 15) außer durch die Versteifungen (1$) durch Verbindungsrippen (19) erfolgt, welche in bezug auf die senkrechte Kolbenmittellinie sich nur nach einer Seite hin erstrecken und von den Bolzenaugen nach dem unteren ringförmigen Teil (13) verlaufen.
2. 2. Kolben nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verbindungsrippe (ig) sich nach der Stelle erstreckt, an welcher der ringförmige Mantelteil (13) und der Mantelabschnitt (14) ineinander übergehen, indem die Rippe (ig) teilweise an dem Mantelabschnitt (14) entlang aufwärts verläuft.
3. 3. Kolben nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Mantelabschnitte (14, 15) mit einem von der oberen Kante abwärts laufenden Schlitz (22) versehen ist (Abb. 5 und 7). ,
4. 4. Kolben nach Anspruch i bis 3, bei welchem der untere Mantelteil durch eine Ringnut in zwei Teile geteilt ist, die durch Rippen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, .daß diese Rippen (25) paarweise unter den entsprechenden Halsteilen (12) derart angeordnet sind, daß sie sich um den inneren Umfang des unteren Mantelteiles erstrecken, dagegen den Raum (27) unterhalb der Mantelabschnitte (14, 15) frei lassen.
5. 5. Kolben nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenmantel in kaltem Zustande am unteren Ende einen kleineren Durchmesser aufweist als am oberen Ende.