CH321259A - piston - Google Patents

piston

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CH321259A
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piston
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Grahl Martin
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Himmelsbach Emil
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/10Pistons  having surface coverings
    • F02F3/105Pistons  having surface coverings the coverings forming a double skirt

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

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.



      Piston The subject of the invention is a piston for engines, which has a piston shaft part lying under the piston pin, which is set down to a smaller diameter than the piston top part with the bottom, with a porous sleeve attached to the stepped piston shaft part, which is used for. Admission of a certain amount of lubricant is intended to be able to abzuge ben on the sliding surfaces during operation, the lubricant being fed to the sleeve from its inside.



  Several exemplary embodiments of the subject of the invention are shown in the drawing.



       Fig. 1 shows in longitudinal section a first embodiment of the piston with pressure oil lubrication.



       Fig. 2 is a cross section along line E-F of Fig. 1 through the piston skirt.



       Fit;. 3 is a section on line A-B of FIG.



       Fig. 4-6 are lubricant groove arrangements on the offset part of the piston shaft.



       FIG. 7 is a partial section of the piston pin end of FIG. 1.



       Fig. 8 shows a piston spec in longitudinal section. for pulverulent fuels with a piston ring stretching radially from the inside to the outside and two recesses arranged above each creating a turbulence zone and with two oil supply bores to the piston ring offset by 180. FIG. 9 shows part of the piston according to FIG. 8 on a larger scale.



  The Kol ben shown in Figs. 1 to 3 consists of an upper, closed by a bottom 1 part with piston rings 3, to which a downwardly open piston shaft 2 connects. Below the sealing rings 3, the piston is seen with a transverse bore 4 for receiving the piston pin 5, on which the connecting rod 8 is articulated. Part a, of the piston shaft 2 below the transverse bore 4 is set to a smaller diameter than the piston diameter and provided with grooves b and over this part a porous sleeve c is arranged, which has annular grooves i on the inside, which in to the piston axis perpendicular planes are arranged.



  Three different N-groove systems on the piston skirt part a are shown schematically in FIGS. 4, 5 and 6. The grooves b cross and run according to helical lines. In Fig. 4 the pitch angle is 45, while it rend in Fig. 5 is smaller and in Fig. 6 is greater than 45.



  In another embodiment, not shown, the inner surface of the porous sleeve is smooth without grooves.



  The sleeve c can consist of a so-called metal-ceramic mass made of ferric or bimt metal base.



  The grooves <I> i </I> and b are connected by at least one bore g in the piston and a bore e in the piston pin 5 with its transverse bore d, which is laterally closed ver on the end faces by pin 6. This bore is fed through a longitudinal bore 7 in the connecting rod 8 lubricant which passes through the Boh tion e (Fig. 7) via the annular grooves f and then via the connecting channel g in the piston body itself to the self-contained distribution ring groove 3z and from from there it flows in the total length through the groove system b.



  When the piston moves back and forth in the cylinder, the piston speed changes within a very short period of time with its maximum, decreasing in the center of the piston path, towards the piston reversal points with suddenly a very short stop at the inner or outer dead center. This gives rise to acceleration forces to which the lubricant in grooves b and i is subjected and which are made usable for pressing the sealing substance into the porous sleeve c.



  The lubricant penetrates the sleeve c and forms a film of lubricant between the sliding surfaces of the piston and the cylinder.



  The lubricant supply to the sleeve c. takes place for the first time by soaking under vacuum with subsequent overpressure. In operation, the lubricant content is supplemented by the aforementioned alternating pulses.



  The sleeve c is applied after the pre-machining of the piston shaft part cc, including the milling of the lubricant grooves <I> b </I> in the piston skirt and <I> i </I> in the piston sleeve c in such a way that at room temperature the sleeve c im heated to about 100 C. thermally expanded states pressed onto the normally tempered piston skirt a. and is thus shrunk on, so that there is a very strong adhesive strength after cooling.



  Surface machining can be done dry using carbide-tipped turning tools and fine machining using diamond turning. Another embodiment of a Kol ben is shown in FIGS. A recess j is made above the bottom 1 of the piston and the inner edge of the Ran des k: is beveled at k '.

   In the upper part of the piston, groove-shaped recesses 11 and 1 are arranged, which cause swirling zones between the piston and the cylinder wall, and underneath this there is an inner ring into which a sealing ring with bores na " is used, which has a trapezoidal cross-section.

   The groove m 'stands with bores n. the bore 4 for the piston benbolzen d in connection, which in turn is connected to the bore d 'via bores e, so that the lubricant supplied to the piston pin can long into the annular groove 7n' ge. This piston is specially designed for hard-to-burn oils with harmful residues, but especially for pulverized coal internal combustion engines.



  The special shape of the piston crown ensures a self-contained combustion zone in the top dead center position, in that in this highest piston position the raised edge 7c counteracts the deposition of uncombusted substances on the cylinder sliding surface.



  Those expansion gases, however, which penetrate between the cylinder and piston walls when the piston goes down, experience in part an inevitable CTasströmungs- uinkehr in the channel-shaped recess 11, which means that the gases that have already expanded have to make a vortex movement in the closed ring.

   The same thing is repeated, but already very much weakened, in the second recess 1 below, so that when the piston rises and falls, these two ring zones work more or less smoothly within very short time intervals. Form piston rings.



  This also explains that one piston ring 7n with a trapezoidal cross section is sufficient as a diehtimg element, but if two of them are used, then an ideal state of the gas seal is ensured in pronounced continuous operation.



  The wall of the recess j is hard chrome-plated.



  These surfaces are secured against wear by high-gloss polishing, as is the inner wall; the smoother both are, the lower the amount of fuel remaining and, accordingly, the wear and tear.

 

Claims (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, PATENT CLAIM Pistons for engines, characterized by the fact that a piston stem part located under the piston pin is set on a lower penetration than the piston top part with the bottom, and on the offset piston stem part a porous sleeve is attached, which is intended to hold a certain amount of Sehmierstoff, 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. in order to transfer it to the sliding surfaces during operation, the Sehmierstoff being fed to the sleeve from its inside. UN-- TERAN PROBLEMS 1. Piston according to patent claim, characterized by the fact that the named sleeve is made of sintered metal and is shrunk onto the piston shaft. 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. Piston according to patent claim and dependent claim 1, characterized in that krerrzeride Sehmierstoffnuten (b) are provided for the distribution of the lubricant on the offset piston skirt part. 3. Piston according to claim and the dependent claims 1 and 2, characterized in that grooves (i) are attached to the inside of the sleeve for distributing the lubricant. 4th 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. Piston according to patent claim and dependent claims 1 and 2, characterized in that a self-contained annular groove (7z) for distributing lubricant is arranged on the offset piston shaft part. 5. Piston according to claim and the dependent claims 1, 2 and 4, characterized in that the intersecting lubricant grooves (b) according to helical lines fen, which have a pitch angle of 45. 6. Piston according to claim and the dependent claims 1, 2. and 4, characterized in that the intersecting lubricant grooves (b) according to helical lines fen, which have a pitch angle of less than 45. 7th 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. Piston according to patent claim and the dependent claims 1, 2 and 4, characterized in that the intersecting lubricant grooves run along helical lines which have a pitch angle of more than 45. B. Piston according to claim and the dependent claims 1 and 2, characterized in that at least one groove-shaped recess (1r) is arranged in the upper piston part on its circumference. 9. Piston according to claim and the dependent claims 1, 2 and 8, characterized in that a gas-sealing piston ring (m) is arranged between the channel-shaped recess and the piston pin. 10. Kolben nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 2, 8 und 9, dadurch ge kennzeichnet, dass der gasabdichtende Kolben ring trapezförmigen Querschnitt aufweist. Piston according to claim and dependent claims 1, 2, 8 and 9, characterized in that the gas-sealing piston ring has a trapezoidal cross-section.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3058792A (en) * 1959-12-18 1962-10-16 Nat Res Dev Trunk piston engines
DE3228982A1 (en) * 1981-08-11 1983-02-24 AE PLC, Rugby, Warwickshire PISTON

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3058792A (en) * 1959-12-18 1962-10-16 Nat Res Dev Trunk piston engines
DE3228982A1 (en) * 1981-08-11 1983-02-24 AE PLC, Rugby, Warwickshire PISTON

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