DE667004C - Zweimetallkolben fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Zweimetallkolben für Brennkraftmaschinen Um eine bessere Wärmeableitung aus dem Kolben bei Brennkraftmaschinen zu erreichen, werden die Kolben mit einem aus Gußeisen oder Stahl bestehenden Boden und Mantel sowie einem darin zur Wärmeableitung eingesetzten inneren Kern aus Aluminium oder einem anderen Metall hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt. Ein bekanntes Beispiel für diese Kolbenform verwendet für den Kolbenboden und-mantel verhältnismäßig dünnes Stahlblech,das imwesentlichen nur eine Hülse für den Aluminiumkern darstellt, um die Laufeigenschaften des Aluminitankerns zu verbessern. Infolge der verschiedenenWärmedehnung der beiden Metalle läßt sich bei einem solchen Vorschlag die Verbindung zwischen den beiden Metallen nicht ausreichend starr genug herstellen. Der Kolben. erhält nicht die ausreichende seitliche Steifigkeit, und es ist keine Gewähr für die dichte Berührung zwischen dem Kern und dem dünnwandigen Blechmantel gegeben. Damit wird aber der schnelle Wärmeübergang gestört. Es ist außerdem bei Kolben für Brenhkraftmasdhinen bekannt, in den Kolben mit verhälthismäßig dickwandigem Boden und Mantel,zwei Lagerschalen einzusetzen, die 'zur Aufnahme des als Kugel gestalteten Pleuelstangenkopfes dienen, um eine bessere Lagerung des letzteren zu erreichen. Hierbei handelt es sich jedoch nicht grundsätzlich um'einen'Kolben mit einem Mantel aus Stahl oder Gußeisen und einem die Wärme gut leitenden Kern.
• Bei demZweimetallkolben gemäßvorliegender Erfindung ist der äußere, verhältnismäßig ,dünnwandige Kolbenteil durch Flacbgewinde mit dem zweiteiligen Kolbenkern unmittelbar verbunden, der gleichzeitig die beiden Lagerschalen für das bekannte Kugelgelenk der Pleuelstange bildet. Dabei kann der Kern mit seinem oberen Teil in den Kolben eingegossen und der andere Teil des Kerns im Kolben durch Gewinde befestigt sein. Bei dieser Ausgestaltung des Zweimetallkolbens wird eine starre Verbindung zwischen dem Mantel und dem Kern erzielt. Damit ist Gewähr für den guten Wärmeübergang gegeben, der insbesondere unmittelbar vom Kolbenbo#den und Kolbenmantel in den Kern und auch in die Pleuelstange stattfindet. Der Kolben besitzt noch wegen,der Benutzung des Kolbenkerns aus Wärme gut leitendem Metall als Lagerpfanne die Eigenart, daß die äußere Lagerschale des Kolbenkerns bis in den dieKolbenringnuten enthaltenden Kranz zurückgreifend gesichert ist und damit zugleich auch die innere Lagerschale des Kolbenkerns sichert. Diese Verbindung bietet weiterhin die Möglichkeit,' den Kolbenboden verhältnismäßig dünnwandig auszuführen, weil der die Lagerschale bildende -Kern entsprechend kräftig ist, so, daß insbesondere die am Kolbenboden in schnell besonders in den hohem Kern Maße und die auftretende Pleuelstange Wä r' ab- nie geleitet werden kann. Darüber hinaus ist der Vorteil gegeben, daß durch die innige Anpressung zwischen den einzelnen Kolbenteifen infolge der bei der Kolbenbewegung auftretenden wechselseitiggen hohen Drücke keine den guten Wärmeübergang hindernden Luftspalte entstehen können.
• Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im senkrechten Schnitt durch einen Kolben dar.
• Der Kolben a besteht aus Gußeisen oder aus Stahl. Kopf und Mantel des Kolbens haben eine verhältnismäßig dünne Wandung, wogegen der die Kolbenringe aufnehmende Kranz a' wesentlich stärker bemessen ist. In diesen Kolben ist der Kern c, d aus Aluminium o. dgl. eingesetzt.
• Der innere Kern bildet das Lager für die Kugelzapfenverbindung b der Pleuelstange und besteht aus den beiden Teilen c und d, die in den Gußeisenkolben eingesetzt sind, und zwar mit einem äußeren Gewinde, das in das innere Gewinde innerhalb des Kolbenringkranzes eingreift. Das zur Anwendung kommende Gewinde hat zweckmäßig rechteckigen Querschnitt, wodurch die einzelnen Teile dicht miteinander verbunden werden können. Dieses Gewinde hat den zusätzlichen Vorteil, daß es wohl in axialer Richtung völlig dicht schließt, jedoch eine leichte seitliche Bewegung, also ein gewisses Atmen der Kolbenteile zuläßt, um die verschiedenen Dehnungswerte der Metalle auszugleichen. Der obere Kernteil C kann mit seiner Bodenflädlie an der äußeren Bodenfläche des Gußeisenkopfes anliegen -oder auch einen geringen Abstand von ihm haben. Der eine Kernteil d besitzt einen Ansatz, mit dem er in die entsprechende Aussparung des anderen Teils c eingreift. Es kann jedoch auch jede gleichwertige Anordnung Anwendung finden.
• Die Umfangsberührung zwischen Kern und Kolben kann sich axial über die ganze Länge des Kolbenringkranzes erstrecken. Es ist be-- kannt, daß annähernd 8o 11/0 der dem Kolbenboden mitgeteilten Wärme durch den Kolbenringkranz abgeleitet werden. Die Umfangsberührung kann sich jedoch nur auf einen Teil,der axialenLänge desKolbenringkranzes ,erstrecken oder auch auf eine größere Länge, wenn es gewünscht ist. In anderen Fällen braucht der obere Kolbenkern nicht mit Gewinde einzugreifen, sondern er kann mit Kolben-ringen versehen sein, welche sich gegen die innere Fläche des äußeren Kolbens legen. Ein solcher innerer Kolbenkern 'kann dann, wie oben erläutert, durch den in den äußeren Kolben einge#schraubten inneren Kolbenteil d gehalten sein.
• Bei einer abweichenden Ausführung kann der obere Teil des inneren Kernes in den Kolben eingegossen sein, der dem ersteren dann als Form dient. Auch kann der innere Kernteil d auf denZapfenteil c geschraubt sein, anstatt daß er in den Kolben eingeschraubt ist, wie dargestellt.
• Es ist jedoch ersichtlich, daß die vorbeschriebenen Einzelheiten der Bauart -nur zur Erläuterung gegeben sind und keine Ab- grenzung bedeuten sollen.

Claims (2)

1. PATENTANSPPÜCHE: i. Zweimetallkoiben für Brennkraftmaschinen mit einem aus Gußeisen oder Stahl bestehenden Boden und Mantel sowie einem darin zur Wärmeableitung eingesetzten inneren Kern aus Aluminium oder einem anderen Metall hoher Wärmeleitfähigkei ' t, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere dünnwandige Kolbenteil (a) durch Flachgewinde mit dem zweiteiligen Kolbenkern (c, d) unmittelbar verbunden ist, der gleichzeitig die beiden Lagerschalen für das an sich bekannte Kugelgelenk (b) der Pleuelstange bildet.
2. 2. Kolben nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern mit seinem oberen Teil (c) in den Kolben eingegossen und der andere Teil (d) des Kernes durch Gewinde befestigt ist-.