DE3926797A1 - Kolbenfuehrungseinrichtung - Google Patents
KolbenfuehrungseinrichtungInfo
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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
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0002—Cylinder arrangements
- F02F7/0019—Cylinders and crankshaft not in one plane (deaxation)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/32—Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
-
- 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
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kolbenführungseinrichtung
für Kraftmaschinen, die den Kolben auf einer Geraden
führt, die durch das Zentrum des Zylinders verläuft.
Der Kolben soll so geführt werden, daß er bei der Schräg
lage des Pleuels und bei den das Kolbenspiel überbrücken
den Kippbewegungen des Kolbens, mit möglichst schwachen,
gegen die Zylinderwand gerichteten Druckmomenten beauf
schlagt wird.
Es ist bekannt, daß zur Erfüllung dieser Erfordernisse
Kolben mit Kolbenstange und Kreuzkopf verwendet werden,
bei deren Anwendung der Kolben von einer Seitendruckbe
aufschlagung und von Kippbewegungen frei ist. Eine Kolben
führungseinrichtung mit Kolbenstange und Kreuzkopf er
fordert allerdings eine sehr große Bauhöhe. Bei kleinen
Brennkraftmaschinen, bei denen zur Erzielung einer kleinen
Bauhöhe Tauchkolben verwendet werden, treten besonders
bei kurzen Kolben und Pleuelstangen. Kolbenkippbewegungen
und große Seitendruckbelastungen der Kolben und Zylinder
auf. Durch die auf die Zylinderwand gerichtete Kraft, die
die resultierende der vom Kolben ausgehenden Aktions
kraft und der Pleuelstangen-Reaktionskraft ist, wird
eine erhebliche Reibung zwischen dem Kolben und der
Zylinderwand verursacht, die den mechanischen Wirkungs
grad verkleinert. Bei längerem Lauf, besonders bei kurzer
Pleuelstange und kurzem Kolben, wird durch das Kippen
des Kolbens eine leichte Abrundung der Kolbenringe und
ein noch größerer Verschleiß verursacht. Der mechanische
Wirkungsgrad wird durch die größere Reibung und der
thermische Wirkungsgrad durch größere Abnutzung und dadurch
schlechere Abdichtung, kleiner. Durch die Verwendung
von Schaftlappentauchkolben, mit
einer Verlängerung des Schaftes nach unten, soweit es
die Freigängigkeit von der Kurbel erlaubt, wird nur
eine geringefügig stabilere Kolbenführung, aber keine
Seitendruckentlastung erreicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kolben
führung zu schaffen, bei der eine Kippbewegung des Kolbens
und eine Seitendruckbeaufschlagung des Kolbens und des
Zylinders nicht auftritt und die mit einer kleinen Bau
höhe ausgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen ins
besondere darin, daß durch die Kolbenführungseinrichtung
die Kippbewegung des Kolbens verhindert wird, daß der
Kolben und der Zylinder von Seitendrücken frei ist und
daß die resultierende aus der Kolben-Aktionskraft und
der Pleuel-Reaktionskraft, die während des Arbeitshubes
auf die Geradführung gerichtet ist, diese nur wenig
belastet und daß ein geringerer Verschleiß, ein besserer
mechanischer Wirkungsgrad und eine kurze Bauhöhe erzielt
wird.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Ausführung mit einer Wälzhebelgerad
führung.
Fig. 2 zeigt eine Ausführung mit einer Zylinder-Schlitten
geradführung.
In beiden Ausführungsbeispielen ist der Kolben in dem Zy
linder 2 an seiner oberen Seite geführt; und an seiner
unteren Seite durch eine Geradführung 7, 12. Zur Aufnahme
des Pleuellagers 3 ist der Kolben durch eine Lagerschürze 4
verlängert. Die Pleuelstange 5 ist auf der Lagerschürze 4
in Zylinderachsmitte gelagert. Das Pleuellager 3 ist in
Fig. 1 in einer Ausführung mit Wälzhebelgeradführung 12
in der Totpunktstellung des Kolbens 1 so weit unterhalb
des Zylinders angeordnet, daß es dem Geradführungslagerungs
punkt auf der Bogenwälzfläche 14, ständig auf einer Linie,
die die Zylindermittellinie im rechten Winkel schneidet,
gegenübersteht. Das Pleuellager 3 ist in der Fig. 1 an
einer Stelle der Lagerschürze 4 in Zylinderachsmitte ange
ordnet, die sich in der Totpunktstellung des Kolbens 1 im
Zylinder 2 befindet. Die Zylinder-Schltten-Kolbengerad
führung 7, die an der unteren Seite des Führungsschlitzes
mit der Lagerschürze 4 verbunden ist, befindet sich mit
ihrer oberen Seite außerhalb des Zylinders auf einer
Linie, die die Zylinderachse im rechten Winkel, genau gegen
über dem Pleuellager 3 schneidet. Der Kolben 1 ist über die
Pleuelstange 5 inihren beiden Pendelrichtungen, über ver
änderliche Winkel mit der Kurbelwelle 9 verbunden. Bei
fluchtender Kolbenachse und Pleuelstangenachse ist die
Verbindung eine Gerade. Die Kurbelwelle 9 ist mit ihrem
Grundlager 10 in einem Versatz 11 von der Zylinderachse
angeordnet. Die Wälzhebelgeradführung 12 ist mit ihrer Bogen
wälzfläche 13, die ihrem Zahnbogenteilkreis entspricht, auf
der Bogenwälzfläche 14, die dem äußeren Zanbogenteilkreis
entspricht; und mit ihrer im Wälzhebeldrehpunkt 15 gelagerten
Rolle 16 auf der inneren Bogenwälzfläche 17, die der äußeren
proportional entspricht, formschlüssig gelagert. In der Fig. 1
besteht zwischen der Zylinderachse und der Pleuelstange ein
Winkel. Der nach der Zündung auf das obere Pleuellager gerichte
ten Aktionskraft, ist die Geradführungs-Reaktionskraft
und die Pleuelstangen-Reaktionskraft entgegengerichtet.
Bei einer Winkelveränderung zwischen der Pleuelstangen
achse und der Zylinderachse wird die Reaktionskraft der
Pleuelstange bei spitzer werdendem Winkel kleiner;
und die der ständig im selben Winkel verbleibenden der
Geradführung im selben Maße größer. Die auf die Kurbel
welle wirkende Antriebskraft, die gleich der Pleuelstangen
reaktionskraft ist, wird kleiner. Bei stumpfer werdendem
Winkel zwischen der Pleuelstangenachse und der Zylinder
achse, wird die Pleuelstangenreaktionskraft größer und die der
Geradführung kleiner. In der Kurbelstellung in der die
Zylinder- und Pleuelstangenachse fluchten, wird die
volle Aktionskraft auf die Kurbelwelle übertragen und
die Geradführungsreaktionskraft ist "0". In der Fig. 1
ist die "0" Größe noch vor dem halben Abwärtshub erreicht.
In der Stellung 20 der Kurbel wird die Leistung, ohne
Abzug der Reaktions-Stütz- und Reibungskraft der Gerad
führung, voll auf die Kurbelwelle übertragen. Beim halben
Abwärtshub ist die Geradführung 7, Fig. 2 mit einer gering
fügigen Reaktionskraft beaufschlagt, die bei einer im
Verhältnis zum Kurbelkreisdurchmesser kurzen Pleuelstange
größer und bei einer langen Pleuelstange, kleiner ist.
Beim halben Aufwärtshub ist die, die Geradführung beauf
schlagende Reaktionskraft am größten. Durch die geringen
Reaktionsmomente, die in dieser Richtung dem Aktions
moment durch den Ausschiebe- oder Verdichtungshub ent
gegenwirken, wird die Geradführung nur mit geringen Reak
tionsstützkraft- und Reibungsmomenten beaufschlagt. Bei
Anwendung einer Wälzhebelgeradführung 12, wird durch die
rollende Reibung das negative Reibungsmoment klein gehalten.
Claims (4)
1. Kolbenführungseinrichtung für Brennkraftmaschinen,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (1) von einer
Wälzhebelgeradführung (12) oder durch eine Zylinder-
Schlitten-Kolbengeradführung (7) in einem zweckmäßig
großen Versatz (11) der Kurbelwellenachse (10) zur
Zylinderachse, geführt wird.
2. Kolbenführungseinrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch eine Wälzhebelgeradführung (12),
die mit ihrer Bogenwälzfläche (13), die ihrem Zahn
bogenteilkreis entspricht, auf der Bogenwälzfläche (14),
die dem Teilkreis des mit dem Zylinderblock (19) ver
bundenen Zahnbogens entspricht und mit ihrer Rolle (16)
im Wälzhebeldrehpunkt (15), die auf der inneren Bogen
wälzfläche (17), die am Zylinderblock (19) gelagert ist
und die der äußeren (14) proportional entspricht, form
schlüssig gelagert ist.
3. Kolbenführungseinrichtung nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder-Schlitten-
Kolbenführung (7) am Zylinderblock (19) formschlüssig
gelagert ist und außen über den Zylinder führt.
4. Kolbenführungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskraftbeauf
schlagung der Zylinder-Schlitten-Kolbengeradführung (7)
bei jeder Kolbenstellung im rechten Winkel zur Zylinder
achse erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893926797 DE3926797A1 (de) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | Kolbenfuehrungseinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893926797 DE3926797A1 (de) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | Kolbenfuehrungseinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3926797A1 true DE3926797A1 (de) | 1991-02-21 |
Family
ID=6387073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893926797 Withdrawn DE3926797A1 (de) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | Kolbenfuehrungseinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3926797A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2022961A3 (de) * | 2007-08-07 | 2015-01-07 | Frauscher Holding GmbH | Kolbenmaschine |
-
1989
- 1989-08-14 DE DE19893926797 patent/DE3926797A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2022961A3 (de) * | 2007-08-07 | 2015-01-07 | Frauscher Holding GmbH | Kolbenmaschine |
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Legal Events
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