CH321259A - Kolben - Google Patents

Description

      Kolben            Gegenstand    der Erfindung ist ein Kolben       t        ür    Motoren, der einen unter dem Kolben  bolzen liegenden     Kolbensehaftteil    aufweist,  der auf einen geringeren Durchmesser als  der Kolbenoberteil mit dem Boden abgesetzt  ist, wobei auf dem abgesetzten Kolbenschaft  teil eine poröse Hülse befestigt ist, die zur       .Aufnahme    einer gewissen     Menge    von Schmier  stoff bestimmt ist, um diesen während des  Betriebes an die gleitenden Flächen abzuge  ben, wobei der Schmierstoff der Hülse von       ihrer    Innenseite her     zugeführt    wird.  



  Mehrere Ausführungsbeispiele des     Erfin-          diingsgegenstandes    sind auf der Zeichnung  dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt im Längsschnitt eine erste       Ausführungsform    des     Kolbens    mit     Drueköl-          schmierung.     



       Fig.    2 ist ein Querschnitt nach Linie     E-F          der        Fig.    1     durch    den Kolbenschaft.  



       Fit;.    3 ist ein Schnitt nach Linie     A-B    der       Fig.    1.  



       Fig.    4-6 sind     Schmierstoffnuten-Anord-          mrngen    am abgesetzten Teil des Kolbenschaf  tes.  



       Fig.    7 ist ein Teilausschnitt des Kolben  bolzenendes zu     Fig.    1.  



       Fig.    8 zeigt im Längsschnitt einen Kolben       spez.    für     staubförmige    Brennstoffe mit einem  von innen nach aussen hin radial spannenden       Kolbenring    und zwei darüber angeordneten je  eine     Turbulenzzone    erzeugenden     Aussparun-          gen    und mit zwei um 180  versetzten     ölzulei-          tungsbohrungen    zum Kolbenring.         Fig.    9 zeigt einen Teil des Kolbens nach       Fig.    8 in grösserem Massstab.  



  Der in den     Fig.    1 bis 3 dargestellte Kol  ben besteht aus einem     obern,    durch einen  Boden 1 geschlossenen Teil mit Kolbenringen  3, an den sich ein nach unten offener Kolben  schaft 2 anschliesst. Unterhalb der Dichtungs  ringe 3 ist der Kolben mit einer Querbohrung  4 zur Aufnahme des Kolbenbolzens 5 ver  sehen, an dem die Pleuelstange 8     angelenkt     ist.    Ein Teil a, des Kolbenschaftes 2 unterhalb  der Querbohrung 4 ist auf einen kleineren  Durchmesser als der Kolbendurchmesser ab  gesetzt und mit Nuten b versehen und über  diesen Teil ist eine poröse Hülse c angeordnet,  die auf der Innenseite ringförmige Rillen i  aufweist, welche in zur Kolbenachse senkrech  ten Ebenen angeordnet sind.  



  Drei verschiedene     NTutensysteme    auf dem       Kolbenschaftteil    a sind schematisch in den       Fig.    4, 5 und 6 dargestellt. Die Nuten b kreu  zen sieh und verlaufen nach Schraubenlinien.  In     Fig.    4 ist der Steigungswinkel 45 , wäh  rend er in     Fig.    5 kleiner und in     Fig.    6 grösser  als 45  ist.  



  Bei einer andern nicht dargestellten Aus  führungsform ist die Innenfläche der porösen  Hülse glatt ohne Rillen.  



  Die Hülse c kann aus einer sogenannten       Metallkeramikmasse    aus     Ferriun    bzw.     Bimt-          metallbasis    bestehen.  



  Die Nuten<I>i</I> und     b    stehen     durch    wenig  stens eine Bohrung     g    im Kolben und eine      Bohrung e im Kolbenbolzen 5 mit dessen  Querbohrung d in Verbindung, die auf bei  den Stirnseiten durch Zapfen 6 seitlich ver  schlossen ist. Dieser Bohrung wird durch eine  Längsbohrung 7 in der Pleuelstange 8  Schmierstoff zugeführt, der durch die Boh  rung e     (Fig.    7) über die Ringnuten f und  hieran anschliessend über den Verbindungs  kanal g im Kolbenkörper selbst zu der in sich  geschlossenen     Verteilungsringnut        3z    gelangt  und von dort aus in der Gesamtlänge durch  das     Nutensystem    b fliesst.  



  Beim Hin- und Hergehen des Kolbens im  Zylinder wechselt innerhalb sehr kurzer Zeit  intervalle die Kolbengeschwindigkeit mit dein       Maximum        etwa    in der     Kolbenwegmitte    ab  nehmend gegen die     Kolbeniunkehrpunkte    mit  plötzlich     kürzestzeitlichein    Stillstand beim     in-          nern    bzw. äussern Totpunkt. Hieraus ent  stehen     Beschleunigimgskr'äfte,    welchen der  Schmierstoff in den Nuten b und i unterwor  fen ist, und die     zum    Hineinpressen des       Sehmierstoffes    in die poröse Hülse c nutzbar  gemacht werden.  



  Der Schmierstoff durchdringt die Hülse c  und bildet einen     Schmierstoffilm    zwischen  den gleitenden Flächen des Kolbens und des  Zylinders.  



  Die     Schmierstoffzuführung    zur Hülse c.  erfolgt erstmalig durch Tränken unter Va  kuum mit nachfolgendem Überdruck. Im Be  triebe ergänzt sich der     Schmierstoffinhalt     durch die vorerwähnten     Wechselimpulse.     



  Das     Aufbringen    der     Hülse    c erfolgt nach  der massgerechten     Vorbearbeitung    des     Kolben-          sehaftteils        cc    samt dem Einfräsen der Schmier  stoffnuten<I>b</I> im Kolbenschaft und<I>i</I> in der  Kolbenhülse c derart, dass bei Raumtempera  tur die auf etwa 100  C erwärmte Hülse c im.       thermiseh    erweiterten Zustande auf den nor  mal temperierten Kolbenschaft     a    aufgedrückt.  und somit aufgeschrumpft wird, so dass nach  dem Erkalten eine sehr feste Haftfestigkeit  besteht.  



  Die Oberflächenbearbeitung kann trocken  -vermittels     Hartmetallschneiden-Drehwerkzeu-          gen    und die Feinbearbeitung vermittels     Dia-          mantabdr        ehen    erfolgen.    Eine weitere Ausführungsform eines Kol  bens ist in den     Fig.    8 und 9 dargestellt. Über  dem Boden 1 des Kolbens ist eine Vertiefung       j    angebracht und die innere Kante des Ran  des     k:    ist bei     k'    abgeschrägt.

   Im Kolben sind  im     obern    Teil     rinnenförmige        Aussparungen   <B>11</B>       und        l.,    angeordnet, die zwischen Kolben und       Zilinderwand    Wirbelzonen bewirken und  unterhalb dieser ist eine     Ringinn        an'    angeord  net, in die ein Dichtungsring m mit Bohrun  gen     na"    eingesetzt ist, welcher     trapezförmigen     Querschnitt aufweist.

   Die Nut     m'    steht durch       Bohrungen        n    mit. der Bohrung 4 für den Kol  benbolzen d in     Verbindung,    welche     ihrerseits     über Bohrungen e mit der Bohrung d' in Ver  bindung steht, so dass dem Kolbenbolzen zu  geführtes Schmiermittel in die Ringnut     7n'    ge  langen kann.    Dieser Kolben ist ganz speziell für     schwer-          verbrennliche    öle mit schädlichen     Rüekstän-          den    vor allem aber für     Kohlenstaub-Brenn-          kraftinotoren    bestimmt.  



  Die     besondere        Formbildung    des Kolben  bodens stellt eine in sich geschlossene Ver  brennungszone in der     obern        Totpunktlage     sicher, indem in dieser höchsten Kolbenstel  lung der hochgezogene Rand 7c dem Ablagern  von     unverbrennliehen    Substanzen auf der     Zy-          lindergleitfläche        entgegenwirkt.     



  Diejenigen Expansionsgase jedoch, welche  beim Niedergehen des Kolbens zwischen die  Zylinder- und Kolbenwandungen eindringen,  erfahren     zum    Teil in der     rinnenförmigen    Aus  sparung 11 eine     zwangläufige        CTasströmungs-          uinkehr,    wodurch die schon expandierten Gase  eine     Wirbelbewegung    im geschlossenen Ring       machen    müssen.

   Dasselbe wiederholt sieh je  doch schon überaus stark abgeschwächt, in der       zweiten    Aussparung 1. darunter, so dass beim  Auf- und Niedergehen des Kolbens binnen  sehr kurzer Zeitintervalle diese beiden Ring  zonen     gewissermassen    reibungslos     arbeitende.     Kolbenringe bilden.  



  Dadurch erklärt es sieh auch, dass ein Kol  benring     7n    mit     trapezförmigem    Querschnitt  als     Diehtimgselement    ausreicht, wenn jedoch  deren zwei angewandt werden, dann ist ein      Idealzustand der Gasabdichtung im     ausge-          sproehenen    Dauerbetrieb sichergestellt.  



  Die Wandung der Vertiefung j ist hart  verchromt.  



  Diese Flächen sind durch     Hoehglanzpolie-          ren    gegen Verschleiss gesichert, wie die     Innen-          zvlirrderwandtung;    je glatter beide sind, desto  geringer sind die Ansätze von     Brennstoff-          rilekständen    und demgemäss der Verschleiss.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Kolben für Motoren, dadurch gekennzeieh- rtet., dass ein unter dem Kolbenbolzen liegender Kolbensehaftteil auf einen geringeren Durch- nresser als der Kolbenoberteil mit dem Boden bgesetzt ist, und auf dem abgesetzten Kolben- z J<B>en</B> sehaftteil eine poröse Hülse befestigt ist, die zur Aufnahme einer gewissen Menge von Sehmierstoff bestimmt ist,

   um diesen während des Betriebes an die gleitenden Flächen abzu- @eben, wobei der Sehmierstoff der Hülse von ihrer Innenseite her zugeführt wird. UN-- TERAN SPRÜCHE 1. Kolben nach Patentansprneh, dadurch felzennzeiehnet, dass die genannte Hülse aus Sintermetall besteht und auf den Kolben schaft aufgeschrumpft ist. 2.

   Kolben nach Patentanspruch und Un- teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verteilung des Schmierstoffes auf dem abgesetzten Kolbenschaftteil sich krerr- zeride Sehmierstoffnuten (b) angebracht sind. 3. Kolben nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1. und 2, dadurch gekenn zeichnet, da.ss auf der Innenseite der Hülse zur Verteilung des Schmierstoffes Rillen (i) angebracht sind. 4.

   Kolben nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass auf dem abgesetzten Kolben schaftteil eine in sich geschlossene Ringnut (7z) zur Schmierstoffverteilung angeordnet ist. 5. Kolben nach Patentanspruch und den Unteransprüehen 1, 2 und 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die sich kreuzenden Schmier stoffnuten (b) nach Schraubenlinien verlau fen, die einen Steigungswinkel von 45 auf weisen. 6. Kolben nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 2. und 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die sich kreuzenden Schmier stoffnuten (b) nach Schraubenlinien verlau fen, die einen Steigungswinkel von weniger als 45 aufweisen. 7.

   Kolben nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die sich kreuzenden Schmier stoffnuten nach Schraubenlinien verlaufen, die einen Steigungswinkel von mehr als 45 aufweisen. B. Kolben nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass im Kolbenoberteil an dessen Umfang wenigstens eine rinnenförmige Aus sparung (1r) angeordnet ist. 9. Kolben nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 2 und 8, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen der rinnenförmigen Aussparung und dem Kolbenbolzen ein gas abdichtender Kolbenring (m) angeordnet ist. 10.

   Kolben nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 2, 8 und 9, dadurch ge kennzeichnet, dass der gasabdichtende Kolben ring trapezförmigen Querschnitt aufweist.