<Desc/Clms Page number 1>
Leichtmetallkolben.
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
zugehörigen Bolzennabe durch eine Öffnung 25 getrennt, die auf der gegen die Tragfläche. 19 zu gelegenen Seite länger und breiter ist als auf der Seite gegen die Tragfläche 18 zu.
Jede Druekwand ist vom Kopf durch einen Schlitz 26 getrennt ; ein weiterer Schlitz 27 erstreckt sich über die Tragfläche 18 in im wesentlichen lotrechter Richtung.
Alle bisher beschriebenen Teile sind vorzugsweise aus Leichtmetall, wie z. B. einer Aluminiumlegierung, geformt.
Die Arbeitsweise des Kolbens kann nun dadurch verbessert werden, dass man ihn mit Einsatzplatten ausstattet, die mit den Stegen zusammen bimetallisch Glieder bilden. Diese Einsatzplatten bestehen z. B. aus gewöhnlichem Stahl, der eine niedrigere Wärmedehnungszahl besitzt als das die Stege des Kolbens bildende Material.
In dem in Fig. 1-5 dargestellten Kolben sind diese Einsätze rechteckige, aus Blattstahl geschnittene Platten 28, die je zwei Öffnungen 29 und an der lotrechten Kante entlang durch Ausspaningen 31 getrennte Zungen 30 besitzen (Fig. 4, 5).
Dieser Kolben ist zweckmässig in Metallformen herzustellen. Hiebei werden die Einsatzstück in die Form eingesetzt, indem man sie mit ihren Öffnungen 29 auf von den Formkernen getragenen Bolzen hängt, bevor die Formkerne in die Form eingesetzt werden. In dem Formkörper befestigte
EMI2.1
umfliesst es die Nasen 30, wodurch das eine Ende des Einsatzstückes in dem inneren Teil einer der Dmckwände 17 und sein äusseres Ende in der entsprechenden Bolzennabe gelagert wird. Die Nasen 30 sind vorgesehen, um die Dicke des Mantelmaterials bei den Aussparungen 31 zu verstärken, wie es deutlich in dem unteren Teil der Fig. 4 zu sehen ist.
Der Kopf des Kolbens wird, wie üblich, im Durchmesser kleiner gehalten als der Mantel, um eine Berührung mit der Zylinderwand zu verhindern ; der Mantel erhält einen ovalen Querschnitt, wobei die kleinere Achse A-B des Ovals mit der Achse der Bolzennaben zusammenfällt und die grössere Achse C-D im rechten Winkel dazu liegt. Der Kolben ist unter Berücksichtigung eines geringen Spielraumes an den Enden der Achse C-D in den Zylinder eingepasst, wogegen an den Enden der Achse A-B ein grosser Spielraum gelassen ist.
Es sind mit diesen Kolben genaue Ausdehnungsversuche durch Erhitzen von Mustern in einem elektrischen Ofen und Messen der Grössenveränderung an verschiedenen Stellen am Mantel gemacht worden. Durch dieses Verfahren hat man festgestellt, dass bei einem Anwachsen der Temperatur der Kolben die in Fig. 6 mit den gestrichelten Linien angedeutete Form annimmt. Dies geht folgendermassen vor sich :
Wenn nach dem Guss des Kolbens sich das Metall abkühlt, zieht sieh infolge der grösseren Wärmedehnungszahl das Aluminium der Stege 22 schneller zusammen als der Stahl der Platten 28. Das Ergebnis ist, dass bei dem nun durch den Steg 22 und die entsprechende Platte 28 gebildeten bimetal-
EMI2.2
<Desc/Clms Page number 3>
hervorruft, die mit dem Zylinder in Berührung stehen, sondern eine gleichmässige Biegung des Mantels verursacht, wie in Fig. 6 schematisch dargestellt.
Die Stärke der in dem Mantel hervorgerufenen Ausgleiehsbiegung kann entweder durch Änderung der Länge der Einsatzplatten verändert werden oder dadurch, dass für sie Werkstoffe von verschiedenen Wärmedehnungszahlen gewählt werden. Bei manchen Kolbenarten ist es zweckmässig, sehr kurze Einsatzplatten zu verwenden und ihre Kurze dadurch auszugleichen, dass man sie aus einem Material macht, das sich weniger ausdehnt als gewöhnlicher Stahl, z. B. Nickelstahl.
Die Stärke der Biegung kann schliesslich auch noch dadurch geändert werden, dass man den
Querschnitt der Stege 22 im Verhältnis zu jenem der Einsatzplatten verändert. Wenn also die Stege 22 in bezug auf die Einsatzplatten schwächer sind, werden sie eine geringere Biegung der Platten verursachen und infolgedessen eine geringere Biegung des Mantels.
Weiter ist zu bemerken, dass die gestrichelten Linien der Fig. 6 nur ganz allgemein und in übertriebenem Massstab die Bewegungen der Teile zeigen. Bei einem Kolben von ungefähr 76 mm Durchmesser belaufen sich diese Bewegungen nur auf Zehntausendstel von Millimeter.
In den Fig. 7-9 ist eine abgeänderte Form der Einsatzplatten 33 wiedergegeben, welche eine Öffnung 36 in Gestalt eines Schlüsselloches gegen eine Seite des Einsatzstückes zu vorsieht. Diese Öffnung passt stramm über einen Bolzen, der durch den Formkern getragen wird, um das EinsatzstÜck in der Form zu halten.
Der einzige Grund für die Befestigung der Platten am mittleren Teil der Stege ist, sie in ihrer Lage zu halten ; sie können dabei in jeder zweckmässigen Weise gehalten werden. So sind z. B. bei der in Fig. 10 und 11 dargestellten Bauweise die kurzen Einsatzplatten 31 an den Stegen 22 durch aus dem Stegmaterial gebildete Knöpfe 38 festgehalten, die durch Öffnungen der Einsatzstück gehen.
Die Platten haben lotrechte, gerade Kanten mit verbreiterten Fussteilen 39, von denen der eine gegen eine auf dem Steg 22 gebildete Schulter und der andere gegen eine Schulter der Mantelwand stösst.
Diese Anordnung der Teile ist durch die"Schrumpfungseigenschaft" der bimetallischen Glieder, wie oben erklärt, ermöglicht. Diese Figuren zeigen auch, dass die Stege 22 sich nicht im rechten Winkel zu der Achse der Bolzennaben erstrecken müssen, sondern auch im Winkel dazu angeordnet sein können.
Fig. 12 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei der nur eine Druckwand, u. zw. die geschlitzte
Druckwand j ! , durch bimetallische Glieder gegen die Bolzennaben abgestützt ist.
Der Längsschlitz 27 kann auch, anstatt über die ganze Höhe der Druckwand zu verlaufen, diese nur über einen Teil ihrer Höhe durchsetzen, wie aus der Fig. 7 (Bezugszeichen 40) ersichtlich ist.
Bei allen wiedergegebenen Bauformen sind die Einsatzplatten in ihrer lotrechten Ausdehnung ein wenig schmäler dargestellt als die Stege 22. Obwohl dieses die bevorzugte Anordnung ist, braucht an ihr nicht festgehalten zu werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Leichtmetallkolben mit einem Mantel von ovalem Querschnitt, dessen kurze Achse mit der Achse der Bolzennaben zusammenfällt und mit vom Kopf durch Schlitze getrennten, einander gegen- überliegenden Druckwänden, die mit den Bolzennaben durch vom Mantelumkreis zurückgesetzte Stege verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Bolzennaben (12) und mindestens einer der Druckwände eine Platte (28) aus einem Werkstoff von geringerer Wärmedehnungszahl als jener der Stege (22) sich längs deren Innenwand erstreckt, wobei die Stege in Längsrichtung unter Spannung stehen, die dadurch entsteht, dass nach dem Giessen die stärkere Schrumpfung der Stege durch die Platten teilweise verhindert wurde, und jeder Steg mit seiner Platte ein bimetallisches Glied bildet,
das die Druckwand gegen die Bolzennabe abstützt.