DE947840C

DE947840C - Mehrteiliger Kolben fuer Brennkraftmaschinen, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE947840C
Application number: DEM11929A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Karl Maybach; Richard Seifert
Original assignee: Maybach Motorenbau GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1951-12-02
Filing date: 1951-12-02
Publication date: 1956-08-23

Description

Mehrteiliger Kolben für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen für Brennkraftmaschinen hoher spezifischer Leistung, insbesondere zum Einbau in Kraftfahrzeuge, bestimmten mehrteiligen Kolben mit einem plattenartigen, druckölgekühlten, Kolbenringe tragenden Kopfteil, der vom Zylinderkopf her und in Richtung des Zylinderkopfes lösbar am Kolbenhauptkörper befestigt ist.
Gemäß der Erfindung weist der Kopfteil die folgenden Merkmale auf: a) der Kopfteil ist zusammengefügt, vorzugsweise durch Warmverschrumpfung, aus einem Mittelteil und aus einem Kolbenringe tragenden Außenring, der so schmal ist, daß sein Innendurchmesser nur wenig kleiner ist als der innere Durchmesser der Kolbenringnuten; b) der Außenring ist mit einem noch oberhalb der obersten Kolbenringnut angeordneten, ringförmigen Kühlkanal ausgestattet, dessen Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Kolbenringnuten; c) der Mittelteil und gegebenenfalls auch der Außenring liegen auf dem Kolbenhauptkörper auf.
Durch das wesentliche Kennzeichen dieser Vereinigung von Merkmalen, daß der Innendurchmesser des Außenringes nur wenig kleiner ist als der innere Durchmesser der Kolbenringnuten, ist es in einfacher Weise möglich, noch innerhalb der obersten Kolbenringnut einen ringförmigen Kühlkanal anzuordnen. Weiterhin gestattet es die schwachwandige Ausbildung des Außenringes, diesen aus einem besonders geeigneten Ringträgerwerkstoff herzustellen, ohne daß die Kosten dieses Werkstoffes - der schmalen Ausführung des Ringes -%vegen - besonders ins Gewicht fallen. Der Außenring kann z. B. aus Stahlguß oder einem ähnlichen Werkstoff hergestellt sein. Die Anordnung gemäß der Erfindung bietet den weiteren Vorteil, daß der Mittelteil bei allen Betriebsbedingungen von zusätzlichen Wärmespannungen frei bleibt, so daß an die Werkstoffgüte dieses Bauteiles keine besonderen Anforderungen gestellt werden. Der Mittelteil kann z. B. aus Kokillenguß bestehen und braucht höchstens an der Schrumpffläche und an der Auflagefläche bearbeitet zu werden. Im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen mehrteiliger Kolben sind diie Teile gemäß der Erfindung außerordentlich einfach zu bearbeiten. Der Kolben ist leicht zusammen-, ein- und auszubauen.
Die Erfindung beschränkt sich auf das vollständige Vorhandensein mindestens der Merkmale a) bis c). Das Merkmal c) darf bei der Erfindung nicht fehlen, weil der Außenring nicht allein auf dem Kolbenhauptteil aufliegen darf, da sich sonst der Mittelteil durchbiegen könnte.
Wenn nach einer Ausbildung der Erfindung nur der @ Mittelteil des plattenförmigen Kopfteiles auf dem Kolbenhauptkörper aufliegt, wird zweckmäßig zwischen dem Außenring und dem Kolbenhauptkörper eine elastische Dichtung angeordnet.
Die hervorragende Kühlung der Kolbenringpartie ermöglicht es, daß der Ringteil des Kopfteiles in Weiterbildung der Erfindung alle Kolbenringe tragen kann.
Lediglich aus Zweckmäßigkeitsgründen ist an der Innenseite des Ringteiles ein als Anschlagdienender, bundartiger Ansatz angeordnet, bis zu dem der Mittelteil von der Kolbenoberseite her eingeschrumpft wird.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele nach der Erfindung in den Fig. i und 2 bzw. 3 und 4 schematisch im Schnitt dargestellt.
Fig. i zeigt den oberen Teil eines Kolbens im Schnitt nach Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 den Schnitt nach Linie II-II in Fig. i.
i ist der Mittelteil, 2 der Ringteil des Kopfteiles des Kolbens. 3 ist der Kolbenhauptkörper. 4 ist die Umfangsfläche, an der die beiden Teile i und 2 miteinander verschrumpft sind. 5 ist ein in den Kolbenhauptkörper 3 des Kolbens fest eingesetztes Rohr, in dessen Innerem ein nicht dargestelltes Tauchrohr verschiebbar- ist. 6 sind Nuten für Kolbenringe an dem Ringteil 2. Kühlrippen 7, 8, 9 an dem Mittelteil "i sowie der Boden io des Kolbenhauptkörpers 3 umschließen innere ringförmige Kühlkanäle 11, 12, 13 sowie einen zylindrischen Raum 14 in der Mitte des Kolbens. 15 ist der Eintrittsraum des Kühlmittels, in den das Rohr 5 mündet. 16, 17, 18 sind Aussparungen an den unteren Enden der Kühlrippien 7, 8, 9, durch die das Kühlöl auf die inneren Kühlkanäle 11, 12, 13 verteilt wird. Mit i9 sind halbkreisförmige Hohlräume bezeichnet, die von von dem Mittelteil r ausgehenden Wänden 2o, 21, 22, 27 und unten von dem Boden io des Kolbenhauptkörpets 3 begrenzt sind. 23 ist ein Ringkanal im Ringteil 2 oberhalb der obersten Kolbenringnut, der durch Schlitze 24 über einen äußeren Ringkanal 25 im Mittelteil i mit dem Eintrittsraum 15 und gegenüber mit einem Austrittsraum 32 verbunden ist. 26 ist ein weiterer äußerer, im Querschnitt winkelförmiger Ringkanal im Mittelteil i, der -von den Wänden 27 sowie von dem Ringteil :2 begrenzt wird und mit dem anderen äußeren Ringkanal 25 in Verbindung steht. Die Aussparungen für den Austritt des Kühlmittels aus den Innenkanälen sind mit 29, 30, 31 bezeichnet. Aus dem Austrittsraum 32 fließt das Öl durch ein Rohr 33 zurück. 34 ist ein elastischer Dichtungsring zwischen dem Ringteile und dem Kolbenhauptkörper 3.
Fig.3 und 4 zeigen das weitere Ausführungsbeispiel eines Kolbens nach der Erfindung, und zwar ebenfalls nur den oberen Teil des Kolbens schematisch im Schnitt. Die Schnitte verlaufen entsprechend Linie IV-IV in Fig. 3, Linie III-III in Fig. 4.
41 ist der Mittelteil, 42 der Ringteil des Kopfteiles, 43 der Kolbenhauptkörper. Die Teile 41 und 42 sind an der Umfangsfläche 44 warm verschrumpft. 45 ist das Zuleitungsrohr für das Drucköl, 46 eine Verbindungsöffnung, 47, 48, 49 und 5o sind Kühlrippen, zwischen denen Kühlkanäle S I, 52, 53 und 54 in ähnlicher Weise wie in dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. i und 2 gebildet werden. 55 ist ein Füllstück, -das auf dem Kolbenhauptkörper 43 aufgesetzt ist und eine Aussparung 56 zum Verteilen des Drucköles in beide Umfangsrichtungen enthält. 57 sind zwei Halbrings.tücke, die als Füllstücke in den Ringraum 58, 59 zwischen -dem Mittelteil 41 und dem Ringteil 42 eingesetzt sind. Von dem Ringraum ist 58 der Kühlraum seitlich, 59 der Kühlraum oberhalb der Halbringstücke 57. 6o sind Verbindungsschlitze, 61 ist ein Ringkanal in dem Ringteil 42 oberhalb des obersten Kolbenringes. 62 sind Befestigungsschrauben für die Halbringstücke 57. 65 ist eine Nut für einen Ölabstreifring an dem Kolbenhauptkörper 43., 66 ist eine der Befestigungsschrauben, die den Kopfteil mit dem Kolbenhauptkörper 43 verbinden. Die Kühlrippe 47 hat entsprechende Augen an den Stellen, an denen die Befestigungsschrauben 66 sie durchdringen. 67 sind Befestigungsschrauben für das Füllstück 55. 68 ist eine Mittelstütze des Kopfteiles mit einem Kühlraum 69 und Zu- und Abflußböhrungen 70. 71 ist das Austrittsrohr für das Öl, 72 eine Aussparung in- dem Füllstück 55 zum Sammeln des -Öles, 73 ein elastischer Dichtungsring.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Für Brennkraftmaschinen hoher spezifischer Leistung (insbesondere zum Einbau in -Kraftfahrzeuge) bestimmter mehrteiliger Kolben mit einem plattenartigen, druckölgekühlten, Kölbenringe tragenden Kopfteil, der vom Zylinderkopf her und in Richtung des Zylinderkopfes lösbar am Kolbenhauptkörper befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kopfteil die folgenden Merkmale aufweist: a) der Kopfteil ist zusammengefügt (vorzugsweise durch Warmverschrumpfung) aus einem Mittelteil (1; 41) und aus einem Kolbenringe tragenden Außenring (Ringteil 2; 42), der so schmal gehalten ist, daß sein Innendurchmesser nur wenig kleiner ist als der innere Durchmesser der Kolbenringnuten (6) ; b) der Außenring (2; 42) ist mit einem noch oberhalb der obersten Kollaenringnut (6) angeordneten, ringförmigen Kühlkanal (23; 61) ausgestattet, dessen Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Kolbenringnuten (6) ; c) der Mittelteil (1; 41) und gegebenenfalls auch der Außenring (2; 42) liegen auf dem Kolbenhauptkörper (3; 43) auf.
2. Kolben nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nur der Mittelteil (1; 41) auf dem Kolbenhauptkörper (3; 43) aufliegt, während zwischen dem Außenring (2; 42) und dem Kolbenhauptkörper (3; 43) eine elastische Dichtung (34; 73) angeordnet ist.
3. Kolben nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (2; 42) alle Kolbenringe trägt.
4. Kolben nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelteil (1; 41) von der Kolbenoberseite her bis zu einem bundartigen Ansatz des Außenringes (3; 43) eingeschrumpft ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 695 709, 733 038, 733 931; britische Patentschrift Nr. 659 127.