DE1040841B - Kolben fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung befaßt sich mit der Oberflächengestaltung von Kolbenlaufflächen irn Hinblick auf eine gute Anlage einerseits und auf ein Vermeiden des sogenannten Kolbenfressens andererseits. So ist es z. B. bekannt, im mittleren Teil des Kolbenhemdes, unterhalb der Ringzone, in die Kolbenumfangsfläche eingearbeitete Nuten vorzusehen, die sich nur auf einen begrenzten Bereich zu beiden Seiten der Kolbenbolzenaugen in Umfangsrichtung erstrecken. Bei einer anderen bekannten Kolbenbauart sind unterhalb der Ringzone durch Vertiefungen getrennte Flächen vorgesehen, die sich beim Einlaufen abschleifen sollen. Diese Flächen sind im Gebiet zu beiden Seiten der Kolbenbolzenaugen nicht vorhanden, da die Kolbenlauffläche dort hinterdreht ist.

Ferner ist es bekannt, in der Kolbenringzone über den normalen Schaftumfang hinausragende sogenannte Quetschstege anzubringen, d. h. schmale, um den gesamten Kolben herumlaufende ringförmige Erhöhungen von beispielsweise 0,1 mm radialer Höhe, deren Außendurchmesser sich beim Einlaufen durch Wegquetschen von Material selbsttätig auf dasjenige Maß verkleinert, bei dem gerade ein Fressen vermieden wird. Es ist auch bekannt, derartigen Quetschstegen, im Kolbenquerschnitt betrachtet, eine ovale Form zu geben mit der großen Achse des Ovals in senkrechter Richtung zum Kolbenbolzen, also in Richtung der Seitenkräfte zwischen Kolben und Zylinder.

Demgegenüber wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Quetschstege im wesentlichen nur auf dem nicht in Richtung der Seitenkräfte zwischen Kolben und Zylinder liegenden Teil des Kolbenumfanges angebracht sind. Durch diese in zweifacher Hinsicht, nämlich bezüglich der nur streckenweisen Anbringung der Quetschstege und bezüglich der Stellen, wo diese Quetschstege wirksam sind, neue Anordnung wird erreicht, daß einerseits an denjenigen Stellen, an denen die großen Druckkräfte zwischen Kolben und Zylinder aufzunehmen sind, die Kolbengleitfläche voll zum Anliegen kommt und nicht durch Nuten, Rillen od. dgl. unterbrochen ist und da,ß andererseits dort, wo die Kräfte zwischen Kolben und Zylinder nicht so stark sind, eine einwandfreie, den jeweiligen Gegebenheiten der individuellen Paarung zwischen Kolben und Zylinder entsprechende Abdichtung und Wärmeübertragung erreicht wird.

Da im Regelfalle die größten Seitenkräfte zwischen Kolben und Zylinder in senkrechter Richtung zum Kolbenbolzen auftreten, wird empfohlen, die Quetschstege im Gebiet der Kolbenbolzenaugen, vorzugsweise in einer Erstreckung von je einem achtel Kreisbogen zu beiden Seiten der Kolbenbolzenachse, anzubringen.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Quetschstege zusammen mit Nuten angeordnet sind, die sich vor-

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Dr.-Ing. Hans Scherenberg, Stuttgart-Heumaden,
ist als Erfinder genannt worden

zugsweise ebenfalls nur auf die Umfangslänge der Quetschstange erstrecken. Diese Nuten können in an sich bekannter Weise zur Erzielung einer Labyrinthwirkung im Sinne einer Unterstützung der Abdichtung durch die Kolbenringe dienen. Gleichzeitig ergibt sich die Möglichkeit, beim Herstellen, z. B. Einfräsen der Nuten, die über das Normalmaß des Kolbens hinausstehenden Quetschstege einfach dadurch mit herzustellen, daß beim Einbringen der Nuten ein Teil des Nutenmaterials seitlich herausgequetscht wird und entsprechend über den bisherigen Umfang des Kolbens radial hervorsteht.

Dieses für die Wirkung der Quetschstege notwendige Hinausragen über das normale Maß des Zylinders kann ferner dadurch erreicht bzw. unterstützt werden, daß der Kolben im Gebiet der Quetschstege die Form eines Ovals mit der kleinen Achse in. Richtung der Seitenkräfte zwischen Kolben und Zylinder besitzt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Kolben,
Fig. 2 die Draufsicht auf den Kolbenboden und
Fig. 3 einen Teil der Nuten und Quetschstege entsprechend dem Ausschnitt III von Fig. 1 in größerem Maßstabe.

Der Kolben 10 enthält übliche Kolbenringnuten 11 und eine Bohrung 12 für den Kolbenbolzen. Oberhalb des obersten Kolbenringes sind Nuten 13 angebracht, die wesentlich kleiner als die Kolbenringnuten sind und als Labyrinthdichtung dienen. Beim Fräsen der Nuten hat sich, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, das Material zu beiden Seiten jeder Nut bei 14 etwas radial nach außen gequetscht, so daß die zwischen den Nuten stehengebliebenen Partien der Kolbenfläche als Quetschstege wirken, die beim Einlaufen des Kolbens auf dasjenige Maß zusammengedrückt werden, welches ein Anliegen des Kolbens an der Zylinderlaufbahn ohne die Gefahr eines Fressens sicherstellt.

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Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Quetschstege und die Nuten nur in einem Bereich von je 45° zu beiden Seiten der Kolbenbolzenachse 15 angebracht, so daß auf dem übrigen Teil des Umfanges, wo die größten Kräfte zwischen Kolben und Zylinder auftreten, eine nicht unterbrochene Kolbenfläche zur Verfügung steht, die im Vergleich mit einer Ausführung mit Ouetschstegen auch an dieser Stelle eine kleinere Flächenpressung und damit einen kleineren Verschleiß ergibt.

Zur Unterstützung der Wirkung der Quetschstege kann der Durchmesser α des Kolbens in Richtung des Kolbenbolzens etwas größer gehalten sein als der Durchmesser b in Richtung senkrecht dazu.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kolben für Brennkraftmaschinen mit Ouetschstegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschstege im wesentlichen nur auf dem nicht in Riehtung der Seitenkräfte zwischen Kolben und Zylinder liegenden Teil des Kolbenumfanges angebracht sind.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ouetschstege im Gebiet der KoI-benbolzenaugen. vorzugsweise in einer Erstrekkung von je einem achtel Kreisbogen zu beiden Seiten der Kolbenbolzenachse, angebracht sind.

3. Kolben nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ouetschstege zusammen mit vorzugsweise sich ebenfalls nur auf die Umfangslänge der Ouetschstege erstreckenden Nuten angeordnet sind.

4. Kolben nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten bei ihrer Herstellung. z.B. durch Fräsen, an ihren Rändern die Ouetschstege entstehen lassen.

5. Kolben nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten in an sich bekannter Weise zur Erzielung einer Labyrinthwirkung dienen.

6. Kolben nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben im Gebiet der Ouetschstege die Form eines Ovals mit der kleinen Achse in Richtung der Seitenkräfte zwischen Kolben und Zylinder besitzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
österreichische Patentschrift Nr. 182 906;
USA.-Patentschrift Nr. 1 827 556.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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