CH281850A - Kolben für Verbrennungsmotoren. - Google Patents

Description

  Kolben für Verbrennungsmotoren.    Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf Kolben für Verbrennungsmotoren.  



  Bei Kolben-Verbrennungsmotoren ist das  Gasvolumen, das an den Kolbenringen vorbei  leckt, was allgemein      Durchblasen     genannt  wird, normalerweise klein, bis die Drehzahl  des     Motors    einen bestimmten Wert erreicht,  welcher hauptsächlich von der Konstruktion  der     Ringe    und des Kolbens und von der Mo  torbelastung abhängt. Wenn die Drehzahl  weiter     gesteigert    wird, so wächst das     Durch-          blasvolumen    sehr schnell an, was Energiever  lust, Behinderung der Zylinderschmierung  und Ringabnützung zur Folge hat, wodurch  bei gewissen Motoren Ringbrüche verursacht  werden.

   Es ist festgestellt worden, dass diese  Schwierigkeiten eine Folge sind der allge  mein unter der Bezeichnung      Kolbenringflat-          tern     bekannten Erscheinung, die nicht in  einer Schwingungsbewegung im gewöhnli  ehen Sinne des Wortes besteht, sondern die  Folge eines radialen Zusammendrückens des  Ringes während eines bestimmten Abschnitts  jedes     Arbeitstaktes    ist.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt, das        Kolbenringflattern     bei hoher Drehzahl. n -t  vermeiden, und betrifft einen Kolben für  Verbrennungsmotoren, bei dem die Kolben  ringnut und der zu dieser gehörende Kolben  ring zwischen ihren beiden Endflächen zu  sammenarbeitende Flächen aufweisen, welche  unter einem Winkel von mehr als 45  zur  Kolbenachse geneigt sind und sich während    des Expansionshubes des Kolbens berühren,  und bei dem die vom Kolbenboden entfernte  ren Endflächen des Kolbenringes und der  Ringnut sich während des Kompressions  hubes berühren, wobei stets ein Zwischen  raum zwischen den andern Endflächen der  Nute und des     Kolbenringes    besteht, zum  Zweck, den Verbrennungsgasen zu ermög  lichen, die innere Seite des Kolbenringes zu  erreichen und mitzuwirken,

   ein radiales Zu  sammendrücken des Ringes zufolge des       Durchblasens    von Gas zwischen der äussern  Fläche des Ringes und der Zylinderwand zu  verhindern.  



  Beim Kompressionshub kann das Gas auf  die ganze, beim Expansionshub auf einen  Teil der innern Fläche des Ringes wirken.  



  Die Zeichnung betrifft beispielsweise  Ausführungsformen des Erfindungsgegen  standes.  



  Die     Fig.    1     bis    4 zeigen jeweils einen Teil  schnitt durch einen Kolben mit senkrechter  Achse und oben liegendem Kolbenboden.  



  Der Kolben 10 nach     Fig.    1 besitzt einen  Kolbenring 1 mit     L-förmigem    Querschnitt.  Der Arm 6 des     L-Querschnittes    steht senk  recht zur Kolbenachse nach innen vor, wäh  rend der Teil 7 des     L-Querschnittes    parallel  zur     Kolbenachse    angeordnet und dazu be  stimmt ist, die     Zylinderwand        \?    zu berühren.

    Der Kolben 10 ist mit einer abgestuften Nute  versehen, deren Querschnitt dem Quer  schnitt des Ringes angepasst     ist.    Die obere      Fläche 4 und die untere Fläche 5 des Armes 6       des,    Ringes kommen im Betrieb periodisch  mit den benachbarten Wänden der Nute 3 in  Berührung, während stets ein Spielraum     zwi-          sehen    der dem Kolbenboden näher liegenden  Endfläche 16 am Teil 7 des Ringes und der       Endfläche    17 der Nute 3 vorhanden ist, um  den Gasen zu ermöglichen, die innere Seite  des Ringes zu erreichen. Die axiale Bewegung  des Ringes in der Nut ist durch die mit dem.

    Arm 6 des Ringes zusammenwirkenden     Flä:          eben    der     abgestuften    Nute begrenzt. Bei der  Abwärtsbewegung des Kolbens verhindert die  Fläche 15 der Nute zusammen mit der Fläche  4 des Ringes den     Gasdurchfluss    vom Raum  über zum Raum unter dem Ring. Der Gas  druck, der auf die innere Seite des Ringes       wirkt,    hilft mit, zusammen mit der     Steifigkeit     des Ringes ein     radiales    Zusammendrücken des  Ringes infolge des zwischen der äussern Ober  fläche des Ringes und der Zylinderwand  durchleckenden Gases zu verhindern.  



  Beim Kolben nach     Fig.    2 besitzt der Ring       U-förmigen    Querschnitt, wobei die Arme des       U-Querschnitts    nach innen gerichtet sind.  



  Der Kolben 10 ist mit einer     abgestuften     Nute 3 versehen, deren Querschnitt dem  Querschnitt des Ringes angepasst ist, wobei  die gegenseitigen Abmessungen des Ringes  und der Nute solche sind, dass nur die obere  Fläche 4 und die untere Fläche 5     des    untern  Armes 6 des Ringes im Betrieb mit der Wan  dung der Nute 3 in Berührung kommen kön  nen, während stets ein Spielraum zwischen  dem obern Teil 7 des Ringes und der Wan  dung der Nute 3 besteht, um den Gasen zu  ermöglichen, die innere Seite 9 des Ringes zu  erreichen. Beim Kolben nach     Fig.    3 besitzt  der Ring einen     E-förmigen    Querschnitt, wo  bei die Arme nach innen gerichtet sind.  



  Bei dieser Ausführung ist auch zwischen  dem mittleren Arm 8 des Ringes und der  Wandung der Nute 3 allseitig Spielraum, da  mit die Gase bis zum untersten Arm 6 gelan  gen können.  



  Der Kolben 10 nach     Fig.    4 besitzt einen  Kolbenring mit annähernd     L-förmigem    Quer-    schnitt. Der einwärts     ra-ende    Sehenkel 6 des  Ringquerschnittes ist nach innen     keilförmi;     verjüngt. Seine Flächen 11 und 12 sind je  weils parallel zu den entsprechenden Flächen  der Nute 14. Ebenso ,sind die näher     beiiii     Kolbenboden liegenden Endflächen 13 des  Ringes bzw. 13' der Nute zueinander parallel  und zur Kolbenachse geneigt, jedoch im Ab  stand voneinander angeordnet, um den Gasen  den Zutritt zur     innern    Seite des Ringes zu  ermöglichen.

   Die     zufriedenstellendsten    Er  gebnisse werden erzielt,     wenn    der Winkel  zwischen der Fläche 12     und    der Kolbenachse  annähernd 80  und der Winkel     zwischen    der  Fläche 13 und der     Kolbeliachse    annähernd  70  misst.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kolben für Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Kolbenringnut und der zu dieser gehörende Kolbenring zwischen ihren beiden Endflächen zusammenarbeitende Flächen aufweisen, welche unter einem Win kel von mehr als 45 zur Kolbenachse geneigt sind und sich während des Expansionshubes des Kolbens berühren, dass ferner die vom Kolbenboden entfernteren Endflächen des Kolbenringes und der Ringnut sich während des Kompressionshubes berühren, wobei stets ein Zwischenraum zwischen den andern End- flächen der Nute und des Kolbenringes be steht, zum Zweck,

   den Verbrennungsgasen zu ermöglichen, die innere Seite des Kolben- ringes zu erreichen und mitzuwirken, ein ra diales Zusammendrücken des Ringes zufolge des Durchblasens von Gas zwischen der äu ssern Fläche des Ringes und der Zylinder wand zu- verhindern. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Kolben nach Patentanspruch, dadureh gekennzeichnet, da.ss der Kolbenring von L-förmigem Querschnitt ist und der Kolben eine abgestufte Nute von solcher Form auf weist, dass nur Flächen des nach innen vor stehenden Armes des Ringprofils die Noten wandung berühren, und zwar im Betrieb, wechselweise auf zwei gegenüberliegenden Seiten.

   ,'3. Kolben nach Patentanspruch, dadureb gekennzeichnet, dass der Kolbenring von U-förmigem Querschnitt ist und der Kolben eine abgestufte Nute von solcher Form auf weist, dass nur Flächen des vom Kolbenboden entfernteren Armes des Ringquerschnittes die Nutenwandung im Betrieb berühren, und zwar auf zwei gegenüberliegenden Seiten wechselweise. 3.

   Kolben nach Patentanspruch, dadureli gekennzeichnet, dass der Kolbenring von E-förmigem Querschnitt ist und der Kolben eine abgestufte Nute von solcher Form auf- weist, dass nur Flächen des vorn Kolbenboden entferntesten Ringarmes des Querschnittes die Nutenwandung berühren, und zwar im Betrieb wechselweise. 4.

   Kolben nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenringquer- schnitt einen einwärts ragenden, nach innen keilförmig verjüngten Schenkel besitzt und dass der Kolben eine abgestufte Nute von sol cher Form aufweist, dass nur Flächen des ge nannten Schenkels des Ringquerschnittes die Nutenwandung berühren, und zwar im Be trieb wechselweise.