DE745396C

DE745396C - Leichtmetallkolben fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE745396C
Application number: DEA95646D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Max Kuhm
Original assignee: Aluminiumwerke Nuernberg GmbH
Current assignee: Aluminiumwerke Nuernberg GmbH
Priority date: 1942-05-15
Filing date: 1942-05-15
Publication date: 1944-10-13

Description

Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf gegossene Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen, bei denen der Verbrennungsraum im Kolben liegt. Solche Kolben werden besonders bei Dieselmotoren zur Erhöhung der Mischenergie verwendet.
Die Anordnung des Verbrennungsraumes im Kolben bedingt eine zusätzliche thermische Beanspruchung, da hierbei der Wärmeeinfall wesentlich höher ist als bei Kolben mit nicht unterbrochener Stirnfläche. Man hat daher schon vorgeschlagen, die in den Kolben eingesenkten Brennräume durch Baukörper oder Überzüge aus solchen Wer:lcstoffen, zu schützen, die einen höheren Schmelzpunkt und teils geringere, teils größere Wärmeleitfähigkeit .als der übrige Kolbenwerkstoff besitzen. Bei einer bekannten Ausführung besteht der Schutzbelag aus einer Auskleidung der gesamten Brennkammer mit einem verstärkten Rand am Brennkammermund. Bei einer anderen bekannten Ausführung ist ein schmaler Ring aus hochschmelzendem Metall von geringer Wärmeleitfähigkeit lediglich am Brennkammermund als Schutzbelag vorgesehen.
Bei diesen bekannten Ausführungen des Schutzbelages ist nicht genügend berücksichtigt; daß die an den Rand des Brennkammermundes. anschließende Ringzone des Kolbenbodens sehr höhen Beanspruchungen durch Wärmestauungen ausgesetzt ist, weil die an dem Kammermund herrschenden hohen Gasgeschwindigkeiten große Wärmeübergangszahlen bedingen, die an den Brennkammermund anschließende Ringzone des Kolbenhodens jedoch durch lange Wärmewege und hohen Wärmeeinfall schon an sich höchste thermische Belastung aufweist. Auch durch den rückwärtigen Wärmeeinfall. von der Brennkammer her wird die genannte Ringzone des Kolbenbodens noch . zusätzlich belastet.
Demgemäß ist der den Gegenstand .der Erfindung bildende Leichtmetallkolben dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzbelag als Winkelring ausgebildet ist, dessen einer Schenl~el in die Brennkammer hineinragt und dessen anderer Schenkel eine Ringzone des Kolbenbodens bedeckt. Dabei kann der Schutzbelag erfindungsgemäß aus einzelnen bearbeiteten Teilstücken bestehen, die unverbunden gemeinsam =gossen' oder vor dem Umgießen, z. B. durch Schweißung, -zusammengeheftet sind. Hieraus ergeben sich bei unregelmäßiger Form der Brennkammer oder deren Mündung lierstel-Itingstechnische Vorteile. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht der Schutzbelag aus aufgespritztem Metall bzw. Metallegierungen von hohem Schmelzpunkt und geringer Wärmeleitfähigkeit.
Ein Schutz der meist mehr oder minder kugelförmig ausgebildeten Brennkammer durch entsprechend geformte Baukörper oder Schutzbeläge aus hochschmelzenden Werkstoffen von geringer Wärmeleitfähigkeit ist bei dem Gegenstand der Erfindung nicht vorgesehen, weil die thermischen Beanspruchungen in der Brennkammer sich auch ohne eine solche Ausstattung oder Auskleidung beherrschen lassen. Dagegen wurde die Gefahr erkannt, daß es in der an den Brennkammermund anschließenden Ringzone dies Kolbenbodens zu Wärmerissen kommen kann, welche die weitere Zerstörung des Kolbens einleiten. Der durch die Erfindung ,erzielte wirksame Schutz dieser Zone und des Brennkammermundes erhöht die Lebensdauer und Betriebssicherheit der Kolben wesentlich und erübrigt einen Schutz der gesamten in den Kolbenkörper eingesenkten Brennkammer.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel. Sie ziei t einen gegossenen Leichtmetallkolben in senkrechtem Schnitt. In dem Kolbenkörper liegt die kugelige Brennkammer 2, deren Mündungsrand 3 durch einen Winkelring q. aus einer Metallegierung von hohem Schmelzpurikt und geringer Wärmeleitfähigkeit, z. B. einer Chromnickeleisenlegierung, in der Weise abgedeckt ist, daß der eine Schenkel 5 des Winkelringes in die Brennkammer hineinragt, während der andere Schenkel 6 die an den Brennkatmneimund anschließende Rin-Zone des Kolbenbodens bedeckt. Die beiden Ränder 7 des Schutzbelages sind abgebogen, um eine feste Verankerung in dem Gußkörper i des Kolbens zu gewährleisten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Aus Leichtmetall gegossener Kolben für Brenrikraftmaschinen mit im Kolben liegendem Verbremiungsraum und Schutzbelag am Brennkammermund aus hochschmelzendem Metall von geringer Wärmeleitfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzbelag als Winkelring (.4) ausgebildet ist, dessen -einer Schenkel (5) in die Bremikammer hineinragt und dessen anderer Schenkel (6) eine Ringzone des Kolbenbodens bedeckt.
2. Aus Leichtmetall. gegossener Kolben nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzbelag aus einzelnen bearbeiteten Teilstücken besteht, die unverbunden gemeinsam umgossen oder vor dem. Umgießen z. B. durch Schweißung zusammmengeheftet sind.
3. Aus Leichtmetall gegossener Kolben nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzbelag aus aufgespritztem Metall bw. Metallegierungen von hohem Schmelzpunkt und geringer Wärmeleitfähigkeit besteht. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift ......Nr. 481 713; britische - ...... - 502 385; USA.- - ...... - 1708o56.