DE763772C

DE763772C - Kolben fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE763772C
Application number: DEJ72699D
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dipl-Ing Brandner
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1942-07-11
Filing date: 1942-07-11
Publication date: 1954-03-08

Description

Kolben für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf das Triebwerk von Brennkraftmaschinen.
Die Kolben von Brennkraftmaschinen erfahren beim Arbeitshub eine starke Beanspruchung durch Normalkräfte, welche, wenn, wie üblich, der Abstand des Kolbenbolzens vom Kolbenboden kleiner ist als sein Abstand vom Kolbenende, ein beträchtliches Kippmoment auf den Kolben erzeugen. Die Folge davon ist, daß die Kanten des Kolbens gegen die Zylinderlauffläche angepreßt werden, wodurch sich ein starker Kolbenverschleiß ergibt. Im besonderen Maße tritt dieser Übelstand bei den Hauptpleuelkolben von Sternmotoren auf, die noch' zusätzliche Stöße von den Nebenpleueln her erhalten.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Kippwirkung der beim Arbeitshub auf den Kolben wirkenden Normalkräfte weitgehend auszugleichen, damit gute Laufverhältnisse für den Kolben eintreten.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Kolbenbolzen aus der durch die Kürbelwellenachse und die Zylinderachse bestimmten Ebene heraus, und zwar entgegengesetzt zur Kurbelwellendrehrichtung, versetzt wird, derart, daß die Achse des Kolbenbolzens die Zylinderachse in einem Abstand kreuzt. Durch eine solche Anordnung entsteht beim Arbeitshub unter der Wirkung der Gasdruckkräfte und der Massenkräfte des Kolbens ein dem Kippmoment der Normalkräfte entgegengerichtetes Drehmoment am Kolben, welches bei richtiger Bemessung des Abstandes des Kolbenbolzen: von der Zylinderachse das Kippmoment aufhebt. Auf diese Weise kann also ein Verkanten des Kolbens beim Arbeitshub vermieden und ein gleichmäßiges Tragen des Kolbens auf der Zylinderlauffläche erzielt werden. Die Lebensdauer des Kolbens wird auf diese Weise ganz beträchtlich erhöht.
Es sind bereits Kolben von Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen der Kolbenbolzen infolge der unsymmetrischen Form der Kolben im Massenzentrum (Schwerpunkt) angeordnet wurde. so daß sich hieraus ebenfalls eine seitlich zur Zylinderachse versetzte Kolbenbolzenanordnung ergab. Kolben solcher Art stehen aber dem Gegenstand der Erfindung fern, schon deswegen, weil die KnIbenbolzenanordnung ohne Rücksicht auf die Kurbelwellendrehrichtung erfolgte.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in wesenhafter Darstellung gezeigt, und zwar zeigt Abb. i das Triebwerk mit dem Arbeitszylinder einer Brennkraftmaschine in bisher üblicher Anordnung, Abb. 2 ein Triebwerk ähnlich demjenigen nach Abb. i, jedoch in der Anordnung gemäß der Erfindung.
Übereinstimmende Teile tragen in beiden Abbildungen gleiche Bezugszeichen.
In einem Arbeitszylinder i befindet sich ein Kolben :2. Nach Äbb. i igt der Kolbenbolzen 3 in üblicher Weise so angeordnet, daß seine Achse in der durch die Kurbelwellenachse und die Zylinderachse bestimmten Mittelebene des Zylinders liegt. Der Abstand d des Kolbenbolzens vom Kolbenboden .4 ist dabei kleiner als der Abstand 1) des Kolbenbolzens vom unteren Rande 3. Am Kolbenbolzen 3 greift die Pleuelstange 6 an, deren anderes Ende an den Kurbelarm ; angelenkt ist. Bei einem solchen Triebwerk wirkt in Richtung der Zylinderachse die Kolbenkraft h, welche in die Pleuelstangenkraft P und die lormalkraft A: zu zerle,#e:i ist. Da die Angriffsstelle der Normalkraft?' (Kolbenbolzenachse) außerhalb des Schwerpunktes des Kolbenmantels liegt, hat sie ein Kippmoment zur Folge, welches den Kolben entgegengesetzt der Drehrichtung der Kurbelwelle um die Kolbenbolzenachse dreht, so daß statt der Gleitfläche des Kolbens nur noch die Kolbenkanten an der Zvlinderlaufbüchse zum Tragen kommen. In Abb. i ist die verkantete Lage des Kolbens strichpunktiert veranschaulicht.
Nach Abb. 2 ist der Kolbenbolzen 3 in einem Abstand e von der Zylinderachse, und zwar entgegengesetzt zur Drehrichtung der Kurbelwelle, versetzt angeordnet. Infolge der außermittigen Lage des Kolbenbolzens wird durch die Gasdruckkräfte ein Drehmoment am Kolben erzeugt, welches dem von der Normalkraft 1- auf den Kolben ausgeübten Kippmoment entgegengerichtet ist. Bei richtiger Bemessung des Abstandes C der Kolbenbolzenachse von der Zylinderachse kann erreicht werden. daß das Kippmoment der Normalkraft weitgehend aufgehoben und der Kolben in seiner richtigen, mit vollen Linien angedeuteten Lage im Zylinder i geführt wird. Die Verhältnisse im Kurbelwellenantrieb werden durch diese -Maßnahmen nur unwesentlich beeinflußt.

Claims

PATE=i TAN S PR UCH: Kolben für Brennkraftmaschinen, insbesondere solcher, bei dem der Kolbenbolzen aus der Zylindermittelebene versetzt ist und der Abstand der Kolbenbolzenachse vom Kolbenboden kleiner als der Abstand dieser Achse vom unteren Kolbenrande ist. dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenbolzen (3) aus der durch die Kurbelwellenachse und die Zylinderachse bestimmten Ebene heraus entgegengesetzt zur Kurbelwellendrehrichtung versetzt ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift 1r. 4,38 ;o?: fsanzäsische Patentschriften \r. 4802o$; 6i' -1-1,;.