DE1475846B2 - Kolben, insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents
Kolben, insbesondere für VerbrennungskraftmaschinenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/02—Pistons having means for accommodating or controlling heat expansion
- F02F3/022—Pistons having means for accommodating or controlling heat expansion the pistons having an oval circumference or non-cylindrical shaped skirts, e.g. oval
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/02—Bearing surfaces
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Description
1 2
Die Erfindung bezieht sich auf einen Tauchkolben, Größe gleichbleibende Ovalität, die in Kolbenbolzeninsbesondere
für Verbrennungskraftmaschinen, des- richtung 100 % und in einem Winkel von 45° dazu
sen Schaft eine Ovalform hat, die in Abweichung von z. B. 50 % beträgt, hergestellt.
der normalen Ovalität positiv oder negativ korrigiert Um zu einer weiteren Anpassung der formsein
kann, wobei die Korrekturen in allen Quer- 5 geschliffenen bzw. formgedrehten Lauffläche des
schnittsebenen des Kolbens gleich sind. Kolbenschafts an die thermisch mechanischen
Die Anforderungen an einen modernen Tauch- Gegebenheiten im Motorbetrieb zu gelangen, ist es
kolben in Hinsicht auf Geräuscharmut, Ölverbrauch, bekannt, die Größe der normalen Ovalität über die
Fressicherheit usw. haben die Außenformen des Länge des Kolbenschafts ansteigen zu lassen. Zu
Kolbenschaftes immer komplizierter werden lassen. io diesem Zweck wird der Kolben auf einer sogenann-
Heute hat der größte Teil der hergestellten Kolben ten Pendelachse, deren Länge durch die Steigung der
für Otto- und Dieselmotoren eine formgeschliffene Ovalität bestimmt wird, befestigt. Die Pendelachse
Lauffläche, die den thermischen und mechanischen wird über den Werkstückspindelstock in periodische
Gegebenheiten im Motorbetrieb gerecht wird. Schwingungen versetzt, so daß die Bewegung der
Zu diesem Zweck ist es bekannt (deutsche Patent- 15 Kolbenachse auf einem Kegel erfolgt und bei festschrift
755 235), den Kolbenschaft in Anpassung an stehendem Reitstock eine von der Unterkante zur
die im Motorbetrieb vorhandenen Gegebenheiten mit Oberkante des Kolbenschafts stetig steigend vereiner
ballig-ovalen Außenform zu versehen, wobei laufende normale Ovalität erzeugt wird (B e η s i η immer
das Ziel verfolgt wird, außer einem kleinen ger, W.-D., und Meier, A.: Kolben, Pleuel und
Laufspiel einen möglichst großen tragenden Anteil 20 Kurbelwelle bei schnellaufenden Verbrennungsder.
Schaftoberfläche in der Laufebene zu erzeugen, motoren, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1961, S. 14).
ohne dadurch an Fressicherheit zu verlieren. Es ist weiter bekannt, die normale Ovalität ent-
Die ballige Form des kalten Kolbenschafts entsteht lang des Kolbenschaftes gleichbleibend positiv oder
durch den gekrümmten Verlauf der Schaftmantel- negativ in der Weise zu korrigieren, daß an Stelle
linien, der notwendig ist, um den Temperaturverlauf 25 eines Kreisexzenters ein Ellipsenexzenter verwendet
des Kolbens und die jeweils damit verbundene Aus- wird. Die Größe der positiven oder negativen Abdehnung
auszugleichen. Diese sogenannte Schleif- weichung der Ovalform des Kolbens von der normakurve
ist in ihrer endgültig festgelegten charakteristi- len Ovalität wird als Ovalitätscharakteristik bezeichschen
Form am ganzen Schaftumfang nahezu gleich- net. Ein Kolben mit negativ oder positiv korrigierter
bleibend. Ihre Neigung zur Kolbenlängsachse 30 Ovalität weist Tragbilder mit achsparallel verlaufenwechselt
jedoch gemäß der dem Kolben aufgegebenen den Rändern auf, was insbesondere bei stark positiv
Ovalität. Die Schleifkurve selbst ist am oberen Schaft- korrigierter Ovalität dazu führt, daß an den Rändern
ende wegen der dort noch hohen Temperatur und zur der Tragbilder der Ölfilm über die gesamte Tragbild-Erzeugung
guter Schmierverhältnisse meist stark ein- länge auf einer Linie entspannt wird, wobei entlang
gezogen und in der Mitte leicht gekrümmt ausgebil- 35 dieser Linie bzw. an den seitlichen Rändern derTragdet.
Am Schaftende kann sie wiederum eingezogen bilder die Freßgefahr erhöht wird, so daß ein Teil
sein oder aber auch gradlinig auslaufen. der vorteilhaften Eigenschaften eines Kolbens mit
Im Kaltzustand weist der Kolbenschaft an seinem stark positiv korrigierter Ovalität wieder verlorenoberen Ende eine meist größere, an seinem unteren geht.
Ende meist kleinere Ovalität auf, die beide stetig ver- 40 Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt,
laufend ineinander übergehen. Die kleine Halbachse die Ursachen für diese Freßgefahr zu beseitigen,
der Ovalform, die keine echte Ellipse ist, hat die Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt in der Weise,
gleiche Richtung wie die Bolzen achse (Bensinger, daß erfindungsgemäß der Kolbenschaft über seine
W.-D., und Meier, A.:.Kolben, Pleuel und Kurbel- Länge voneinander abweichende Ovalitätscharakteri-
welle bei schneilauf enden Verbrennungsmotoren; 45 stiken aufweist, die stetig verlaufend ineinander über-
Berlin/Göttigen/Heidelberg 1961, S. 14). gehen.
Die ovale Form des Kolbenschaftes wurde ein- Ein derartig gestalteter Kolbenschaft weist also
geführt, um einerseits durch konstruktive Gestaltung über seine Länge verschiedene Ovalitätscharakteri-
die temperaturbedingte Volumen- und Umfangs- stiken auf, wobei beispielsweise die Ovalität der
längenzunahme des Kolbenschafts in Richtung der 50 Schaftoberkante positiv und der Schaftunterkante
Bolzenachse zu lenken und um andererseits Schaft- negativ korrigiert oder die der Schaftoberkante nega-
verformungen, hervorgerufen durch die Gleitbahn- tiv und die der Schaftunterkante positiv korrigiert
kraft, auffangen zu können. sein kann. Es besteht aber auch die Möglichkeit, in
Diese sogenannte normale Ovalität des Kolben- entsprechender Weise die normale Ovalität mit einer
schaftes wird dadurch erzeugt, daß der auf einem 55 positiv oder negativ korrigierten Ovalität zu kombi-
Schwingtisch angeordnete Werkstückspindelstock nieren.
während des Bearbeitungsvorgangs über einen Kreis- Entsprechend der erfindungsgemäßen Gestaltung
exzenter um eine horizontale Drehachse angehoben der Außenform des Kolbenschaftes ergeben sich, mit
und gesenkt wird, so daß er eine periodische Schwing- ihren Rändern zur Kolbenachse geneigt verlaufende
bewegung ausführt. Der eingespannte Kolben kann 60 Tragbilder, die ein Entspannen des Ölfilms verhinsomit,
da auch der Reitstock auf diesem Schwing- dem sowie gleichzeitig für eine bessere Ölverteilung
tisch angeordnet ist, während der Bearbeitung eine sorgen, so daß die Gefahr des Fressens nicht mehr
gleichfalls schwingende Bewegung ausführen, so daß gegeben ist und eine optimale Anpassung der Kolbendurch
die vom Kreisexzenter gesteuerte Annäherung schaftform an die thermisch mechanischen Verhältoder
Entfernung des Kolbenschaftes von dem Be- 65 nisse im Motorbetrieb erzielt wird. Die erfindungsarbeitungswerkzeug
ein viermaliges Freischleifen oder gemäße Ausbildung der Außenform des Kolben- -drehen am Kolbenschaft erfolgt. Auf diese Weise schaftes wird dadurch erreicht, daß der Werkstückwird
über die gesamte Kolbenschaftlänge eine in ihrer spindelstock und der Reitstock der Schleif- oder
Drehmaschine jeweils auf einem besonderen Schwingtisch angeordnet sind und unabhängig voneinander
entsprechend den gewünschten Ovalitätscharakteristiken des Kolbenschafts durch über unterschiedlich
gestaltete Steuerexzenter in solche Schwingbewegungen versetzt werden, daß die Achse des Kolbens einer
Art doppelkegelförmige Bewegung ausführt.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
Die Kolbenschaftovalität des in F i g. 1 dargestellten Kolbens ist in der Ebene d.2 im Bereich der
Schaftoberkante negativ und in der Ebene ^1 im Bereich
der Schaftunterkante positiv korrigiert. Zwischen den Ebenen d2 und dt gehen die unterschiedlichen
Ovalitätscharakteristiken stetig verlaufend ineinander über.
In F i g. 2 ist eine negativ korrigierte Ovalität und
in F i g. 3 eine positiv korrigierte Ovalität, jeweils mit Bezugnahme auf die normale Ovalität, dargestellt,
wobei die kleine Achse O0O2 bzw. O1O1 in gleicher
Richtung wie die Bolzenacnse verläuft.
Claims (1)
- Patentanspruch:Tauchkolben, insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen, dessen Schaft eine Ovalform hat, die in Abweichung von der normalen Ovalitätίο positiv oder negativ korrigiert sein kann, wobei die Korrekturen in allen Querschnittsebenen des Kolbenschaftes gleich sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschaft so gestaltet ist, daß er über seine Länge voneinander abweichende Ovalitätscharakteristiken aufweist, wobei diese stetig verlaufend ineinander übergehen.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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DE1475846B2 true DE1475846B2 (de) | 1970-06-18 |
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Family Applications (1)
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DE19651475846 Pending DE1475846B2 (de) | 1965-01-12 | 1965-01-12 | Kolben, insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen |
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DE (1) | DE1475846B2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3418454A1 (de) * | 1984-05-18 | 1985-12-19 | Kolbenschmidt AG, 7107 Neckarsulm | Leichtmetallkolben |
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US5107807A (en) * | 1989-09-28 | 1992-04-28 | Nissan Motor Company, Ltd. | Piston for internal combustion engine |
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-
1965
- 1965-01-12 DE DE19651475846 patent/DE1475846B2/de active Pending
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DE4407733C2 (de) * | 1993-03-09 | 1998-12-03 | Nissan Motor | Kolben für eine Brennkraftmaschine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE1475846A1 (de) | 1969-06-12 |
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