DE689073C - Quergeschlitzter Kolben fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Quergeschlitzter Kolben für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft einen quergeschlitzten Kolben für Brennkraftmaschinen, insbesondere Leichtmetallkolben, bei welchem sich zwischen den Bolzennabencund dem Kolbenboden durchgehende Stützblöcke erstrecken.
• Beim Gießen derartiger Kolben ist'die Anwendung des Einkernverfahrens möglich, während Kolben mit Abstützungen, die sich nicht über die ganze Nabenlängeerstrecken, nur unter Benutzung eines fünfteiligen Kernes gegossen werden können.
• Das Gießen mit einstückigen Kernen bringt verschiedene Vorteile mit sich: die Gestehungskosten der Gießeinrichtung sind geringer, ihre Leistungsfähigkeit wird verbessert und eine längere Gebrauchsfähigkeit erzielt.
• Nun mußten aber seither gegenüber diesen Vorteilen auch Nachteile in Kauf genommen werden, die besonders bei Kolben in Erscheinung treten,. die für die Ausrüstung neuzeitlicher Fahrzeugmotoren bestimmt sind. Bei diesen muß eine Herabsetzung des Kolbengewichtes erstrebt werden, ohne dabei jedoch sonstige Eigenschaften zu beeinträchtigen, wie z. B. das dichte Gußgefüge, die Festigkeit und eine günstige Wärmeableitung.
• Man hat schon durch Ausdrehen oder Ausfräsen der von den Naben zum Kolbenboden führenden Abstützungsblöcke die notwendige Gewichtsherabsetzung erreicht. Diese ' Maßnahme führt aber nicht nur zu einem kostspieligen Zeitaufwand, sondern es tritt auch eine unerwünschte Beeinträchtigung der Festigkeitseigenschaften des Kolbens ein, wenn beim Ausfräsen der Abstützungsblöcke oberhalb der Bolzennaben gerade dort das Gußgefüge zerstört wird, wo die stärksten Beanspruchungen zu erwarten sind.
• Seither hat man ferner bei Kolben der hier in Frage stehenden Bauart noch keine geeigneten Mittel gefunden, um die Dehnungsverformung des Kolbenmantels in Richtung der Bolzenachse ohne besondere Bearbeitungsmaßnahmen auf ein Mindestmaß herabzusetzen, die sich naturgemäß durch die Wärmestauung innerhalb der Abstützungsblöcke ergibt, da diese die einzige Verbindung zwischen dem Kolbenoberteil und dem Kolbenschaft bilden. Deshalb mußten die Kolben, deren Verbesserung sich die Erfindung zur Aufgabe macht, seither einen derartigen Ovalschliff erhalten, daß der in Richtung der Bolzenachse gemessene Kolbendurchmesser beim kalten Kolben kleiner ist als der senkrecht zur Bolzenachse gemessene Kolbendurchmesser.
• Gemäß der Erfindung soll durch Vereinigung bestimmter Merkmale, die teilweise bekannt sind, eine neue Kolbenbauart geschaffen werden, der die geschilderten Nachteile nicht anhaften, die unter Aufwendung geringster Kosten hergestellt werden kann und sich als besonders brauchbar erwiesen hat.
• Die Erfindung betrifft einen quergeschlitzten Brennkraftmaschinenkolben mit Stützblöcken zwischen den Bolzennaben und dem Kdlbenboden und mit dem ebenfalls bekannten Merkmal nischenartiger Einkerbungen oberhalb der Bolzennaben, in deren Bereich Mantelfreiflächen vorgesehen sein können, die auch bei manchen anderen Kolbenbauarten üblich sind. Erfindungsgemäß sind die Abstützungsblöcke durch inmitten der blringnute angeordnete keihiutenartige Durchbrechungen unterteilt, und zwischen den N utenflanken der ölringnute verbleiben nur einzelne Rippen, deren äußere Endflächen einen Teil der Nutengrundfläche darstellen. Ferner ist der innere Kolbendurchmesser, beginnend in einer etwa mit dem oberen Rand der Durchbrechungen zusammenfallenden Ebene, gegen das offene Kolbenende zu gleich oder größer als der Durchmesser des Nutengrundes. Hierdurch wird erreicht, daß die gewünschte Querschlitzung zur Abtrennung des Kolbenoberteiles vom Kolbenschaft schon beim Einstechen der ölringnulte erfolgt, so daß sich ein besonderer Arbeitsgang für die Schlitzung erübrigt. So verbleiben zwischen der mit der oberen ölnutenflanke gleichlaufenden Ebene und der dem oberen Rand der Duschbrechungen entsprechenden Horizontalebene im Bereiche der O_uerschlitze schmale Nutengrundflächen, die in die Endflächen der infolge der Duschbrechungen der Abstützungsblöcke geschaffenen Rippen übergehen.
• Durch die neue Kolbengestaltung, bei welcher oberhalb der Bolzennaben befindliche Einkerbungen bekannter Art mit zweckmäßigerweise eingegossenen Duschbrechungen der Abstützungsblöcke kombiniert werden, wird die Werkstoffanhäufung im Bereiche der Bolzennaben, die wegen des Gewichtes unerwünscht ist und während des Betriebes zu unliebsamen Formveränderungen des Kolbenkörpers führt, auf ein Mindestmaß beschränkt. Ferner bieten die im Querschnitt keilförmigen Durchbrechungen der Abstützungsblöcke die Möglichkeit der Abgabe merklicher Wärmemengen nach dem Kolbeninneren zu an das Spritzöl und das Pleuel unter entsprechender Wärmeentlastung des Kolbenschaftes.
• In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
• Abb. z zeigt den RoUngeines erfindungsgemäßen Kolbens in einem durch die Bolzenachsmitte geführten Längsschnitt; Abb.2 ist ein Grundrißschnitt nach Linie A-A der Abb. i ; Abb. 3 stellt einen Querschnitt nach Linie B-B der Abb. i dar; Abb. q. zeigt die Ansicht des Kolbenrohlings nach Abb. i im Aufriß; Abb. 5 ist ein senkrecht zur Bolzenachse geführter Längsschnitt durch einen Fertigkolben; Abb.6 veranschaulicht den Kolben nach Abb. 5 als Ansicht im Aufriß, und Abb.7 ist ein Grundrißschnitt nach Linie C-C der Abb. 5 und 6.
• Bei dem mit i bezeichneten Kolben, der aus dem Oberteil e und dem Schaftteil 3 besteht, sind die Bolzennaben q. durch Abstützungsblöcke 5, die sich über die ganze Nabenlänge erstrecken, mit dem Kolbenboden verbunden. Der Kolbenoberteil e ist von dem Schaftteil 3 durch einen Ouerschlitz 6 derart getrennt, daß die Abstützungsblöcke 5 als einzige Verbindung zwischen den beiden Kolbenteilen verbleiben.
• Im Bereiche der Bolzenlöcher 7 sind in dem Kolbenmantel Freiflächen 8 eingegossen, und oberhalb der Bolzenlöcher sind nischenartige Einkerbungen 9 vorgesehen, die sich über einen großen Teil der Breite der Abstützungsblücke 5 erstrecken.
• inmitten dar mit dem Querschlitz 6 zusammenfallenden ölringnute sind die Abstützungsblöcke 5 durch keilnutenartige, zweckmäßigerweise eingegossene Duschbrechungen io derart unterteilt, daß zwischen den N utenflanken der Ölringnute nur einzelne Rippen i i verbleiben, deren äußere Endflächen 12 einen Teil der Nutengrundfläche darstellen.
• Der Übergang von der eine größere Wandstärke aufweisenden Kolbenringzone zum dünnwandigeren Kolbenschaft ist etwa in der Ebene vorgesehen, die mit dem oberen Rand 1q. der Duschbrechungen io zusammenfällt, und an dieser Stelle ist der Innendurchmesser des Kolbens gleich oder größer gehalten als der Durchmesser des Nutengrundes. Als Folge davon ergibt sich die gewünschte Querschlitzung des Kolbens schon beim Einstechen der Ölringnute, und im Zusammenhang mit der oberen Flanke der Ölringnute verbleiben im Bereiche der Querschlitze 6 schmale Nutengrundflächen i5, die mit den Endflächen der von den Durchbrechungen io gebildeten Rippen i i in einer Umfangsehene liegen.
• Die Erfindung findet vorzugsweise Verwendung bei Kolben mit im Bereich der Bolzennaben liegenden Mantelfreiflächen. Sie kann aber auch bei allen anderen Kolbenarten benutzt werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Quergeschlitzter Kolben für Brennkraftmaschinen, insbesondere Leichtmetallkolben, bei welchem sich zwischen den Bolzennaben und dem Kolbenboden Stützblöcke erstrecken und voTzwgsWeise im Bereiche von Mantelfreiflächen oberhalb der Bolzenaugen nischenartige Einkerbungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützungsblöcke (5) durch inmitten der mit dem Querschlitz (6) zusammenfallenden Ölringnute angeordnete keilnutenartige und zweckmäßigerweise eingegossene Durchbrechungen (io) unterteilt sind, und zwischen den Nutenflanken der Ölringnute nur einzelne Rippen (ii) verbleiben, deren äußere Endflächen (i2) einen Teil der Nutengrundfläche bilden.
2. 2. Kolben nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung der Mantelwandung im Kolbeninneren etwa in einer mit dem oberen Rand (i4) der Durchbrechungen (io) zusammenfallenden Ebene vorgesehen ist und daß der innere Kolbendurchmesser an dieser Stelle gleich oder .größer ist als der Durchmesser des Nutengrundes.