DE1301330B

DE1301330B - Kolben fuer mittelachsige Umlaufkolben-Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1301330B
Application number: DES87570A
Authority: DE
Original assignee: HUSCHANG DIPL ING
Current assignee: HUSCHANG DIPL ING
Priority date: 1963-09-27
Filing date: 1963-09-27
Publication date: 1969-08-21
Also published as: US3280803A; GB1015299A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Kolben für mittel- Werden besonders hohe Anforderungen an die

achsige Umlaufkolben-Brennkraftmaschinen mit in Spannungsfreiheit und an die Passungen der die KoI-einem kreiszylindrischen Mantel umlaufenden KoI- ben und Naben umfassenden Baueinheit der Umlaufben, die durch Schrauben fest mit Nabenteilen ver- kolben-Brennkraftmaschine gestellt, so ist es besonbundensind. 5 ders zweckmäßig, wenn man die der Befestigung

Es ist schon ein derartiger Kolben bekanntgewor- der Kolben dienenden Schrauben nicht einerseits im den, der direkt auf flanschartig ausgebildete Naben- Kolben und andererseits in den Nabenteilen festlegt, teile aufgeschraubt ist. Bei Umlaufkolben-Brennkraft- Die Konstruktion kann dann mit besonderem Vorteil maschinen der eingangs erwähnten Art mit wenigstens so getroffen sein, daß die Platte einerseits mit dem zwei Paaren umlaufender Kolben und drei Naben- io Kolben und andererseits mit der Nabe bzw. den teilen, bei denen ein erstes Paar von Kolben an einem Naben jeweils mittels Schrauben und Paß-Stiften vermittleren und ein zweites Paar von Kolben an den bunden ist. Auf diese Weise kann sich der Kolben beiden äußeren Nabenteilen angeschraubt ist, bringt unabhängig von der Platte und den Naben auseine derartige Konstruktion jedoch die Nachteile mit dehnen.

sich, daß sich bei einer Ausdehnung der Kolben in 15 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Folge wechselnder Betriebstemperaturen die Dich- schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt, tungsverhältnisse zwischen den Naben, den Kolben Es zeigt

und dem Mantel der Umlaufkolben-Brennkraftma- F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel

schine ändern und daß, sowohl in den Kolben als eines erfindungsgemäßen Kolbens, auch in den Schrauben, mit denen die Kolben an 20 F i g. 2 eine Seitenansicht des Kolbens, den Nabenteilen angeschraubt sind, beträchtliche F i g. 3 einen Schnitt gemäß der Linie 3-3 in F i g. 1

Spannungen entstehen. Da die Nabenteile sowie die durch diesen Kolben sowie durch die ihn umgeben-Naben selbst bei Umlaufkolben-Brennkraftmaschi- den Bauteile einer Umlaufkolben-Brennkraftnen vorwiegend aus hochlegiertem Stahlguß gefertigt maschine, und sind und es außerdem zweckmäßig ist, zur Verrin- 25 F i g. 4 einen Schnitt gemäß der Linie 4-4 in gerung des Massendrehmomentes der Kolben diese Fig. 3.

aus Leichtmetall herzustellen, ergeben sich in einem Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, weist das Ausfüh-

solchen Fall und bei an die Nabenteile direkt ange- rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens im schraubten Kolben infolge der wesentlich verschie- Querschnitt ein U-förmiges Profil auf, dessen beide denen Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden 30 Schenkel von einer in Drehrichtung vorderen Stirn-Werkstoffe verstärkte Passungs-Veränderungen beim wand 10 und einer hinteren Stirnwand 12 gebildet Lauf dieser Maschinen, was außerordentliche starke und durch einen Kolbenboden 14 miteinander verAuswirkungen auf den Verschleiß zeitigt. bunden werden. Im Kolbenboden sind vier Bohrun-Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, gen 16 vorgesehen, die jeweils eine Büchse 18 aufeinen leicht zu fertigenden Kolben zu schaffen, der 35 nehmen. Außerdem weisen die beiden Stirnwände gegenüber dem bereits vorgeschlagenen Kolben ver- 10,12 vom Inneren des Kolbens ausgehende, im besserte Laufeigenschaften aufweist. Profil ovale und in der Draufsicht halbkreisförmige Diese Aufgabe wird bei Kolben der eingangs er- erste Ausnehmungen 20 auf, an deren in der hinwähnten Art gemäß der Erfindung durch eine zwi- teren Stirnwand 12 gelegene sich gegebenenfalls ein sehen der radial inneren Kolbenfläche und der Nabe 40 Durchbruch 22 anschließt.

bzw. den Naben angeordnete Platte aus einem Werk- Die beiden Stirnwände 10,12 sind mit umlaufen-

stoff gelöst, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient zu- den Nuten 24 zur Aufnahme von Dichtorganen somindest ungefähr gleich demjenigen des Naben-Werk- wie an ihren äußeren, gemäß F i g. 2 oberen Rändern stoffes ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß die 23 mit muldenförmigen zweiten Ausnehmungen 25 Kolben eine in Naben-Längsrichtung liegende Kraft 45 versehen. Ferner ist in den Kolbenboden 14 auf desauf die Nabenteile ausüben, was durchaus uner- sen gemäß F i g. 2 unterer Seite eine Platte 26 einwünschte Veränderungen des Abstandes der Naben- gelassen, die zusammen mit dem Kolbenboden 14 teile voneinander und damit der Passungs- und Dich- zu beiden Seiten des Kolbens jeweils eine Quernut tungsverhältnisse führen würde. 28 zur eventuellen Aufnahme einer Dichtleiste

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann 5° bildet.

die Konstruktion auch so getroffen sein, daß die den Wie aus den F i g. 3 und 4 zu ersehen ist, wird

Kolben durchsetzenden Schrauben im Bereich des der Kolben mittels vierer mit Unterlagescheiben 29 Kolbens von Büchsen umgeben sind, die aus einem versehener Schrauben 30 an den beiden äußeren von Werkstoff mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten insgesamt drei nebeneinanderliegenden, als Flansche bestehen, der zumindest ungefähr gleich demjenigen 55 ausgebildeten Nabenteilen 32, 34, 36 einer im übrigen des Naben-Werkstoffes ist. Auf diese Weise werden nicht näher dargestellten Umlaufkolben-Brennkraftdie beim Warmlaufen der Umlaufkolben-Brennkraft- maschinen befestigt. Die Schrauben durchsetzen damaschine in diesen Schrauben auftretenden Zug- bei die Büchsen 18 als auch die Platte 26 des Kolspannungen erheblich herabgesetzt. bens, wobei diese Platte, wie insbesondere die F i g. 3 Um vor dem Wirksamwerden einer Druckumlauf- 60 zeigt, auf der Umfangsfläche des Flansches 34 abschmierung od. dgl. beim Anlassen der Umlaufkol- gleitet.

ben-Brennkraftmaschine die auf den Nabenteilen der Sowohl in den Nuten 24 als auch in den Quer-

Naben gleitende Fläche der zwischen dem Kolben nuten 28 des Kolbens sind Dichtleisten 38 und 40 und den Naben vorgesehene Platte vor erhöhtem angeordnet, die unter der Wirkung von Blattfedern Verschleiß zu schützen, kann die den Naben züge- 65 42 gegen von einem Mantel 44, 46 gebildete Laufkehrte Seite der Platte mit einem selbstschmierenden flächen anliegen. Dieser Mantel weist außerdem zur Werkstoff, insbesondere mit Kupfer überzogen Kühlung der Brennkraftmaschine mit einem Kühlsein, mittel gefüllte Hohlräume 48,50 auf.

Die Umlaufkolben-Brennkraftmaschine weist ferner ein weiteres Paar erfindungsgemäß ausgebildeter, jedoch nicht dargestellter Kolben auf, deren jeder an dem mittleren Flansch 34 gemäß der Erfindung befestigt ist.

Bei hochdrehenden Umlaufkolben-Brennkraftmaschinen wird der in einem Verbrennungsraum zwischen zwei Kolben befindliche Brennstoff infolge der Zentrifugalkraft gegen die in radialer Richtung äußere Lauffläche des Mantels gepreßt. Da dann bei kreissektorförmig begrenzten Kolben dem Brennstoff zur Verbrennung nur eine verhältnismäßig geringe Luftmenge zur Verfügung steht, sind an den Kolben die muldenförmigen zweiten Ausnehmungen 25 vorgesehen. Eine derartige Ausbildung der Stirnflächen der Kolben bringt des weiteren den Vorteil mit sich, daß bei hochverdichtenden Umlaufkolben-Brennkraftmaschinen, deren Kolben im Zeitpunkt der Zündung einen außerordentlich geringen Abstand voneinander aufweisen, genügend Frühzündung ge- ao geben werden kann.

Da die Kolben vorteilhafterweise aus Leichtmetall hergestellt sind und Leichtmetall einen wesentlich größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als der üblicherweise für die Naben und Flansche verwendete Werkstoff hat, würde ein einstückig ausgebildeter Kolben — die Platte 26 sowie die Büchsen 18 wären dann ebenfalls aus Leichtmetall und einstükkig mit dem Kolben — durch die Erwärmung beim Lauf der Verbrennungskraftmaschine auf den Umfangsflächen derjenigen Flansche festsitzen, an denen er nicht befestigt ist; diese Naben müssen sich aber ohne größere Reibungsverluste gegenüber den Kolben frei drehen lassen. Außerdem würde die Ausdehnung des an den beiden äußeren Flanschen befestigten Kolbens zu einer Vergrößerung des Abstandes zwischen den Flanschen 32,34 und 36 führen, wodurch sich sowohl eine Änderung der Dichtungsverhältnisse als auch unter Umständen sogar ein Festfressen der beiden äußeren Flansche 32 und 36 am. Mantel 44,46 ergeben würde.

Die Durchbrüche 22 an den Kolben sind nur dann vorhanden, wenn bei dieser Umlaufkolben-Brennkraftmaschine lediglich auf einer Seite der Kolben — auf der in Drehrichtung vorderen Seite — gezündet werden soll; durch diese Durchbrüche werden dann die in den Verbrennungsräumen hinter den Kolben auftretenden Kompressionsverlusten herabgesetzt.

Claims

Patentansprüche:

1. Kolben für mittelachsige Umlaufkolben-Brennkraftmaschinen mit in einem kreiszylindrischen Mantel umlaufenden Kolben, die durch Schrauben fest mit Nabenteilen verbunden sind, gekennzeichnet durch eine zwischen der radial inneren Kolbenfläche und der Nabe bzw. den Naben (32, 34, 36) angeordnete Platte (26) aus einem Werkstoff, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient zumindest ungefähr gleich demjenigen des Naben-Werkstoffes ist.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kolben durchsetzenden Schrauben (30) im Bereich des Kolbens von Büchsen (18) umgeben sind, die aus einem Werkstoff mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen, der zumindest ungefähr gleich demjenigen des Naben-Werkstoffes ist.

3. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Naben (32, 34,36) zugekehrte Seite der Platte (26) mit einem selbstschmierenden Werkstoff, insbesondere mit Kupfer überzogen ist.

4. Kolben nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte einerseits mit dem Kolben und andererseits mit der Nabe bzw. den Naben jeweils mittels Schrauben und Paß-Stiften verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen