Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen mit einem in den Verbrennungsraum
hineinragenden Ringansatz zum Tragen der Kolbenringe Die bekannten Kolben für Brennkraftmaschinen
werden in der Hauptsache aus Leichtmetallen hergestellt, weil diese gute wärmetechnische
Eigenschaften besitzen. Für gesteigerte Ansprüche reicht deren Wärmeleitfähigkeit
allein jedoch noch nicht bei allen Kolbenformen aus, um Betriebsstörungen durch
Festbrennen der Kolbenringe, Glühherde, Kolbenbrüche o. dgl. zu verhindern. Bei
bekannten Kolbenkonstruktionen sind Ringspalten o. dgl. vorgesehen, um in diese
ein wärmeisolierendes Material einzubringen, das eine übertragung der Wärme vom
eigentlichen Kolbenboden auf den die Kolbenringe tragenden Teil verhindern und letzteren
kühler halten soll. Hierbei ergeben sich jedoch Wärmestauungen im Kolbenboden, die
zu einer Überbeanspruchung der Bodenteile führen können.Light metal pistons for internal combustion engines with one in the combustion chamber
protruding ring attachment for supporting the piston rings The known pistons for internal combustion engines
are mainly made of light metals because they have good thermal properties
Possess properties. Their thermal conductivity is sufficient for increased demands
alone, however, not enough to cause malfunctions in all piston shapes
To prevent the piston rings from sticking, glowing sources, broken pistons or the like. at
Known piston constructions are annular gaps o. The like. Provided in this
bring in a heat insulating material that allows heat to be transferred from the
prevent actual piston crown on the part carrying the piston rings and the latter
should keep it cooler. However, this results in heat build-ups in the piston crown, which
can lead to overstressing of the floor parts.
Ferner sind solche Ausführungen bekannt, bei denen die Kolbenringe
von einem im Verbrennungsraum hineinragenden Ringansatz getragen werden. Bei diesen
ist an und für sich der Ringansatz, also auch die Kolbenringe der aus dem Verbrennungsraum
stammenden Wärmeeinwirkung besonders stark ausgesetzt, da die die Wärme aufnehmenden
Berührungsflächen zwischen Verbrennungsraum und Kolben groß, die die Wärmeabgabe
ermöglichenden Querschnitte dagegen klein sind.Furthermore, such designs are known in which the piston rings
be carried by a ring extension protruding into the combustion chamber. With these
is in and of itself the ring attachment, including the piston rings, from the combustion chamber
The resulting heat exposure is particularly strong, as the heat absorbing
The contact surfaces between the combustion chamber and the piston are large, which reduce the heat dissipation
enabling cross-sections, however, are small.
Erfindungsgemäß wird die Wärmeabgabe der Wärmeaufnahme gegenüber dadurch
verbessert und damit eine Verringerung der Kolbentemperatur im hochbeanspruchten
Betriebszustand erreicht, daß der gewölbte Kolbenboden und der Ringansatz nebeneinander
in eine als Wärmesammelstelle wirkende Verdickung des Mantels übergehen, die sich
nach dem offenen Kolbenende zu kegelförmig verjüngt. Diese Sammelstelle ist in der
Lage, während des Verbrennungshubes über die großen wärmeleitenden Querschnitte
auch große Wärmemengen aufzunehmen, die sie während sämtlicher Hubperioden gleichmäßig
an den übrigen Teilen des Kolbens abgibt. Die Sammelstelle wirkt also gewissermaßen
wie ein die Wärme ansaugender Schwamm, der durch den heißen Arbeitstakt des Motors
mit Wärme aufgefüllt und während aller, besonders der kalten Arbeitstakte durch
Wärmeausstrahlung entleert wird.According to the invention, the heat dissipation is compared with the heat absorption
improved and thus a reduction in the piston temperature in the highly stressed
Operating condition achieved that the domed piston head and the ring shoulder next to each other
pass into a thickening of the jacket that acts as a heat collection point
tapered to a conical shape after the open end of the piston. This collection point is in the
Location, during the combustion stroke over the large heat-conducting cross-sections
also absorb large amounts of heat, which they evenly during all lifting periods
delivers on the remaining parts of the piston. So the collection point works to a certain extent
like a sponge sucking in heat, which is drawn through the hot work cycle of the engine
filled with warmth and carried through during all, especially the cold work cycles
Heat radiation is emptied.
In den beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigen -Fig. i und 2 eine Ausführungsform mit über den Tragring
ragendem Kolbenboden und ringförmigen Rippen im Längsschnitt und- Ansicht von unten,
Fig. 3 und q. eine andere Ausführungsform mit Längsrippen, ebenfalls im Längsschnitt
und Ansicht von unten.In the accompanying drawings is an embodiment of the invention
shown, namely show -Fig. i and 2 an embodiment with over the support ring
protruding piston crown and annular ribs in longitudinal section and view from below,
Fig. 3 and q. another embodiment with longitudinal ribs, also in longitudinal section
and bottom view.
Die erfindungsgemäße Wärmesammelstelle a ist dicht unterhalb
der Kolbenringe b,
b1 und b@ angeordnet. In die Sammelstelle a
münden
getrennt und voneinander unabhängig der Kolbenboden c und der Tragring d mit nach
der Sammelstelle hin zunehmendem: Querschnitt ein. Der innere Teil des Kolbeez mantels
ist mit ringförmigen Kühlripperi1'#" versehen, die den Kolbenboden selbst zux, Vermeidung
von unerwünschten Spannungen am Kolbenboden nicht berühren sollen. Das gleiche gilt
für die Längsrippen f bei der Ausführungsform der Fig. 3 und q.. Die Kühlrippen
leiten die Wärme von der Sammelstelle a nach dem Motorinnern hin ab. Die Kühlwirkung
der Rippen ist noch dadurch erhöht, daß sie bei der in Fig. i und 2 gezeigten Ausführungsform
als konzentrische Ringe übereinanderliegend an die kegelig ausgebildeten Innenflächen
der Sammelstelle a anschließt und dabei die oberen Ringe e geringeren Durchmesser
und größere Rippenbreiten erhalten als die unteren. Hierdurch wird erreicht, daß
beim Hinundhergang des Kolbens alle Kühlrippen mit solchen Luftteilen in Berührung
kommen, die noch nicht von den anderen Rippen her allzuviel Wärme aufgenommen haben.The heat collection point a according to the invention is arranged just below the piston rings b, b1 and b @. The piston head c and the support ring d open into the collecting point a separately and independently of one another, with a cross-section increasing towards the collecting point. The inner part of the Kolbeez jacket is provided with ring-shaped Kühlripperi1 '# ", which should not touch the piston head itself zux, avoiding undesirable stresses on the piston head. The same applies to the longitudinal ribs f in the embodiment of Fig. 3 and q .. The Cooling fins conduct the heat away from the collecting point a towards the inside of the engine. The cooling effect of the ribs is further increased by the fact that in the embodiment shown in FIGS the upper rings e have a smaller diameter and larger rib widths than the lower ones, which means that when the piston moves back and forth, all cooling ribs come into contact with air parts which have not yet absorbed too much heat from the other ribs.