DE1890021U - LIGHT ALLOY PISTON FOR COMBUSTION MACHINERY. - Google Patents

Description

R/L696 379*20. ULiJ-R / L696 379 * 20. ULiJ-

Mahle Komm. ~ Ges., Stuttgart-Bad Oannstatt, Pragstr,Mahle Komm. ~ Ges., Stuttgart-Bad Oannstatt, Pragstrasse,

leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinenlight metal pistons for internal combustion engines

Die Neuerung betrifft einen leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen mit einem eingegossenen Schwermetalleinsätζ, der aus einem Ringträger und einem mit diesem durch speichenartige Arme verbundenen, in den Kolbenboden eingebetteten Teil besteht,The innovation relates to a light metal piston for internal combustion engines with a poured-in heavy metal insert, the consists of a ring carrier and a part connected to it by spoke-like arms and embedded in the piston crown,

Es sind derartige Kolben bekannt, bei denen der in den Boden eingebettete feil als massive Bodenschutzplatte ausgebildet ist, deren axiale Höhe derjenigen des Ringträgers gleich ist, und bei denen der Schwermetalleinsatz aus einem Werkstoff besteht, dessen Wärmeausdehnungsbeiwert demjenigen des Kolbenwerkstoffes annähernd .gleich ist.Such pistons are known in which the feil embedded in the base is designed as a solid base protection plate whose axial height is the same as that of the ring carrier, and in which the heavy metal insert consists of a material whose coefficient of thermal expansion is that of the piston material is approximately the same.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zu G-runde, die bekannte Bauart derart abzuwandeln, daß sie für Kolben mit im Kolbenboden vorgesehener Brennkammer anwendbar ist, und eine einwandfreie Verankerung des Einsatzes im Kolbenkörper auch dann ergibt, wenn eine vollständige Angleichung der Wärmeausdehnungsbeiwerte der beiden Werkstoffe nicht möglich oder nicht erwünscht ist, insbesondere wenn wegen seiner besseren Wärmeleitfähigkeit ein Kolbenwerkstoff verwendet werden soll, dessen Wärmeausdehnungsbeiwert um mehr als 10 $ größer ist als derjenige des Einsatzwerkstoffes. The innovation is the task of G-round, the well-known design to be modified in such a way that it is intended for pistons with in the piston crown Combustion chamber can be used and the insert is properly anchored in the piston body if a complete adjustment of the thermal expansion coefficients of the two materials is not possible or not desired, especially if because of its better thermal conductivity one Piston material should be used whose coefficient of thermal expansion is more than 10 $ greater than that of the insert material.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, den in den Kolbenboden eingebetteten Teil des Schwermetalleinsatzes als Ringkörper auszubilden, der den Rand der BrennkammermündungTo solve this problem it is proposed that in the Piston crown embedded part of the heavy metal insert as Form the ring body, the edge of the combustion chamber mouth

"bildet, und seine axiale Höhe so zu bemessen; daß sie mehr als das 0,8-fache des Abstandes der Unterkante des Ringträgers von derjenigen des Ringkörpers beträgt. Dadurch wird erreicht, daß das leichtmetall des Kolbenkörpers sich längs einer im Verhältnis zur Höhe des Ringträgers und zum Abstand zwischen Ringträger-Oberkante und Ringkörper—Uhterkante breiten fläche gegen den Schwermetallring anlegt und dadurch beim Erkalten nicht unbegrenzt schwinden kann und daß dieser Effekt sich bis· in den Bereich des Ringträgers hinein auswirkt."forms, and its axial height should be dimensioned so that it is more than 0.8 times the distance of the lower edge of the ring carrier from that of the ring body. This ensures that the light metal of the piston body extends along a ratio to the height of the ring carrier and to the distance between the upper edge of the ring carrier and the upper edge of the ring body against the broad surface Heavy metal ring and therefore not unlimited when it cools down can dwindle and that this effect extends to · in the Area of the ring carrier affects it.

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Die radiale Wandstärke des Ringkörpers sollte mehr als 8 tfo des Mündungsdurchmessers der Brennkammer betragen, ferner ist es zweckmässig, die äußere Mantelfläche des den Rand der Brennkammer bildenden Ringkörpers schwalbenschwanzförmig auszubilden. The radial wall thickness of the ring body should be more than 8 tfo of the opening diameter of the combustion chamber; it is also useful to design the outer surface of the ring body forming the edge of the combustion chamber in the shape of a dovetail.

Wenn diese Bedingungen eingehalten werden, ist es möglich, eine einwandfreie Verankerung des Schwermetalleinsatzes im Leichtmetallkolbenkörper auch ohne metallische Bindung selbst dann zu erzielen, wenn man alβ Kolbenwerkstoff eine Leichtmetalllegierung wählt, deren Wärmeausdehnungsbeiwert um etwa 10 bis 15 i° größer ist als derjenige des Einsatzwerkstoffes.If these conditions are met, it is possible to achieve perfect anchoring of the heavy metal insert in the light metal piston body, even without a metallic bond, if a light metal alloy is selected as the piston material whose thermal expansion coefficient is around 10 to 15 ° greater than that of the insert material.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Neuerung in Fig. 1 im Längsschnitt und in Fig. 2 in Draufsicht dargestellt.In the drawing is an embodiment of the subject the innovation in Fig. 1 in longitudinal section and in Fig. 2 in plan view shown.

Es handelt sich um einen mit 10 bezeichneten Kolben für eine Dieselbrennkraftmaschine, in dessen Boden eine Brennkammer 11 vorgesehen ist. Die Mündung dieser Brennkammer ist durch einen Ringkörper 20 bewehrt, während die oberste Ringnut 12 des Kolbens in einem, Ringträger 21 gebildet ist* Der Ringträger und der Ringkörper 20 sind untereinander durch speichejiartige Arme 22 verbunden und bilden zusammen mit diesen ein einheitliches Einsatzstück, das z.B. aus einer Eisen-Nickellegierung mit einem Wärmeausdehnungsbeiwert von etwa 18 xlO- cm/cm ⁰O bestehen kann, Der Kolbenwerkstoff kann dann ein Leichtmetall mit 10 - 20 $> größerem Wärmeaus dehnungsbeiwert, z.B. eine eutektische Aluminium-Silizium-Legerung sein.It is a piston, denoted by 10, for a diesel internal combustion engine, in the bottom of which a combustion chamber 11 is provided. The mouth of this combustion chamber is reinforced by an annular body 20, while the uppermost annular groove 12 of the piston is formed in a ring carrier 21 can consist of an iron-nickel alloy with a thermal expansion coefficient of about 18 x10 cm / cm ⁰ O. The piston material can then be a light metal with a 10-20 $> greater thermal expansion coefficient, e.g. a eutectic aluminum-silicon alloy.

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Die axiale Höhe a des Ringkörpers ist bei dem gezeichneten Beispiel größer als der axiale Abstand b der Unterkante des Ringträgers von derjenigen des Ringkörpers. Die mittlere Wandstärke e des Singkörpers beträgt mehr als 8 # des Mündungs-* durchmess ers d der Brennkammer, und die äußere Mantelfläche 23 dieses Körpers ist schwalbenschwanzartig ausgebildet.The axial height a of the ring body is greater than the axial distance b of the lower edge of the example shown Ring carrier from that of the ring body. The mean wall thickness e of the singing body is more than 8 # of the mouth * diameter ers d of the combustion chamber, and the outer jacket surface 23 this body is dovetail-shaped.

Claims (1)

. RA. 6 9 G 373*30.1063. RA. 6 9 G 373 * 30.1063 S chut zansprücheProtection claims l) Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen mit einem eingegossenen Schwermetalleinsatz, der aus.einem Ringträger und einem mit diesem durch speichenartige Arme verbundenen, in den Korbenboden eingebetteten, höher liegenden Teil besteht, dadurch gekennzeichnet» daß dieser letztere Teil ein den Rand der Mündung -einer im Kolbenboden vorgesehenen Brennkammer bildender Ringkörper' (20) ist, dessen axiale Höhe (a) mehr als das 0,8-fg.che des Abstandes (b) der Unterkante des Ringträgers (21) von der Unterkante des Ringkörpers beträgt.l) Light alloy pistons for internal combustion engines with a cast Heavy metal insert, which consists of a ring carrier and a higher-lying part, which is connected to this by spoke-like arms and embedded in the bottom of the basket, consists thereby characterized »that this latter part forms the edge of the mouth -a combustion chamber provided in the piston crown forming ring body '(20), the axial height (a) of which is more than the 0.8 fg.che of the distance (b) of the lower edge of the ring carrier (21) from the lower edge of the ring body. 2')¹ Leichtmetallkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere radiale Wandstärke (c) des Ringkörpers (20) mehr als 8 $ des Mündungsdurchmessers (d) der Brennkammer (11) beträgt.2 ') ¹ light metal piston according to claim 1, characterized in that the mean radial wall thickness (c) of the annular body (20) is more than 8 $ of the mouth diameter (d) of the combustion chamber (11). 3) Leichtmetallkolben nach Anspruch 1 oder/ 2, dadurch· gekennzeichnet, daß die äußere Mantelfläche (23f des den Rand der Brennkammer bildenden Ringkörpers schwalbenschwanzartig ausgebildet ist» 3) light metal piston according to claim 1 or / 2, characterized that the outer circumferential surface (23f of the edge of the The annular body forming the combustion chamber is dovetail-shaped » 4) Leichtmetallkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwermetalleinsatz aus einem Eisenwerkstoff bestellt, dessen Wärme aus dehnungsbeiwert um etwa 10 bis 20 io kleiner ist als derjenige des Kolbenwerkstoffes.4) light metal piston according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heavy metal insert ordered from a ferrous material whose heat from the expansion coefficient is about 10 to 20 io smaller than that of the piston material.