DE7221644U - Kolben für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR. HUGO WILCKEN · DIPL.-ING. THOMAS WILCKEN

D - 24 LÜBECK. BREITE STRASSE 52-54

Dr.W./Al.

Söcietfe ε Reäpönsäbiliti lisitfee dite:

SOCIETE A.M.O.

16, Rue Buffon, Colombes (Hauts-de-Seine),Frankreich

Kolben für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf einen neuen Kolben aus geschmiedeter bzw. gepreßter Leichtlegierung mit Kühlung durch Flüssigkeitszirkulation, vor allem für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren mit direkter Einspritzung. Bei hohen Temperaturen, die bei solchen Kolben in den Motoren, insbesondere bei hohen Drehzahlen auftreten, wird die Bruchgefahr bzw. Beschädigung der Kolben sehr groß, was zahlreiche Nachteile in der Funktion und in der Betriebsdauer nach sich zieht, u.a. durch Festfressen der Kolbenringe.

Um diese Nachteile, die nicht zulassen, von den Vorteilen der Leichtkolben zu profitieren, zu vermeiden oder wenigstens zu verdecken, hat man schon vorgeschlagen, im Oberteil der Kolben im allgemeinen zwischen der Verbrennungskammer und dem Bereich der Kolbenringe als Fall einen Ringraum vorzusehen, in dem eine Kühlflüssigkeit zirkuliert. Ein solcher Raum ist sehr oft durch Kanäle erreicht worden, die im

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äußeren Boden, im Kolbenkopf oder in seiner Seitenfläche eingearbeitet sind. Beste Ergebnisse sind so mit Kolben aus gecnVinsicHa^-or. Tesi.— Η+ ! srr< erürsffsr! £±·~Ύ*α i r"-Vi+· wnrvisn sVie« «c yi< "Vs +

möglich gewesen, wegen Platzmangels zur Unterbringung der Kammer sehr leichte Kolben zu realisieren. Schließlich hat man auch schon vorgeschlagen, die Kolben aus mehreren Elementen zu konstruieren, aber diese Lösung konnte nicht mit Erfolg benutzt werden.

Wegen des gewerblichen Interesses an leichten Motoren und an den offensichtlichen Vorteilen geschmiedeter bzw. gepreßter Kolben aus Leichtlegierungen wird nach der Erfindung vorgeschlagen, :

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von denen das eine als die Verbrenn«ngshitze dämpfende Kammer ι dient, und der nicht mehr die erwähnten Nachteile aufweist. i

Ein geschmiedeter bzw. gepreßter Kolben aus Leichtlegierung, j ! der mit einem Kammerraum im KühlflüssigJceitskreis versehen ist, j ist dadurch gekennzeichnet, daß er einerseits aus einem Leichtmetallmantel besteht, der mit Nuten für die Kolbenringe versehen ist und dessen Boden wenigstens einen Teil der Verbrennungskammei· j bildet, und andererseits aus einer Kappe aus Metall dergleichen ^; ! Dehnung des Leichtmetalls besteht, wobei diese Kappe an dem Boden und an wenigstens zwei Stellen auf dem Umfang des Mantels i befestigt ist, dessen Außendurchmesser die Kappe besitzt, wobei \ diese Kappe im Innern wenigstens zwei Ringnuten parallel zu den < ι Kolbenringnuten aufweist, von denen wenigstens die Ringnuten '■ -3- I

in Nähe des Bodens eine geschlossene Kammer für einen entsprechenden Teil des Mantels bildet und ein fließendes Medium, wie IuTt, ein anderes Gas oder ein Salz enthält, welche Medien gegenüber den Metallen des Mantels und der Kappe inert sind, und wenigstens eine der weiter entfernt liegenden Ringnuten mit dem entsprechenden Teil des Mantels eine Kappe bildet, die durch bekannte Mittel mit dem Kühlkreis verbunden ist.

Das Metall der Kappe kann Eisen sein oder nicht. Die Höhe der ;Kappe ist so gewählt, daß sie außen den der Brennkammer zügejkehrten Kolbenring tragen kann und innen die Nuten, von denen eine Luft oder ^.gl. enthält und die zweite mit dem Kühlkreis verbunden ist.

Die Befestigung der Kappe auf dem Mantel kann durch Aufschrauben oder durch Beringung in Wärme bzw. Warmschrumpfung gesichert werden. Die Nut oder Nuten in Nähe des Bodens sind durch eine Rippe derart getrannt, daß diese Rippe bei der Montage in eine Ringausnehmung im äußeren zylindrischen Teil des Mantels ein-If aßt. .

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Der Mantel ist in bekannter Weise von Kanälen durchbohrt, die

den Zufluß . und Abfluß der Kühlflüssigkeit in die Nut oder Nuten sichert, die vom Boden der Kappe abgekehrt liegen.

!Schließlich kann insbesondere für Kolben verhältnismäßig großer

■Abmessungen der aus Leichtmetall bestehende Teil des Kolbens nach

der Erfindung in bekannter Weise, z.B. entsprechend der französischen Patentschrift 1 399 635, wenigstens einen konischen Ringkammerrauin für die zusätzliche Zirkulation von Kühlflüssigkeit aufweisen.

Die Zusammengesetzten Kolben nach der Erfindung bieten den Vorteil, daß sie ohne zu große Steigerung der Herstellungskosten alle Eigenschaften zeigen, die von Kolben aus Leichtlegierungen gefordert werden, auch in bezug auf ihr Gewicht, ihre sehr viel längere Lebensdauer gegenüber cen entsprechenden Leichtkolben, die durchgehend ens einer Legierung oder einem Leichtmetall bestehen.

Ein Ausführungsbeispiel des geschmiedeten bzw. gepreßten Kolbens nach der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, auf der ein axialer, vertikaler Schnitt durch einen Kolben dargestellt ist.

Nach dem Zeichnungsbeispiel besteht der Kolben 1, der auf dem gestrichelt angedeuteten Kopf 2 der Pleuelstange montiert ist, aus einem Mantel 3 aus Leichtmetall, der mit Nuten 4 für die [ nicht dargestellten Kolbenringe und der Verbrennungskammer 5 versehen ist. Nach der Erfindung ist der Mantel 3 auf seinem Umfang und auf eine Höhe leicht oberhalb der Tiefe der Verbrennungskammer 5 zylindrisch bearbeitet. Der Oberrand 6 des Mantels besitzt eine zum Kolben 1 koaxiale Ausnehmung 7. Die Zylinderwand 8 des am Mantel 3 abgestuften Teiles ist bei 9 mit einem Gewinde versehen und endet außen in eine Abstufung.

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Die Kappe 12 aus Eisenmetall mit der gleichen Dehnung wie der Legierung oder des Leichtmetalls des Mantels 3 besitzt an ihrem Boden, senkrecht zur Achse des Kolbens 1 eine Ringrippe 13, die in die Ausnehmung 7 einfaßt, derart, daß eine Durchbrechung 13 sich an den lichten Teil der Verbrennungskammer 5 fluchtend anschließt. In ihrem vertikalen Teil sind eine trapezähnliche Ringnut 14 und eine rechteckige Ringnut 15 getrennt durch die trapezähnliche Rippe 16 vorgesehen, deren Nase vom Durchmesser dt.r Ausnehmung 14 ist. Das untere Ende 12., der Kappe 12 besitzt eine Nut 4 für den der Verbrennungsseite zugekehrten Kolbenring.

In dem Führungsteil 3* des Mantels sind zwei Kanäle 17 und 18 ι gebohrt, von denen der Kanal 17, der in der Nut 15 mündet, Kühl-■ öl aus der Zapfstelle 19 zuführt, und der Kanal 18, der gegen-

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j überliegend zum Kanal 17 in die Nut 15 mündet, den Rückfluß des '

j Öls in die Wanne gewährleistet.

I Im dargestellten Beispiel ist für die Zirkulation der Kühlflüssigkeit neben der Nut 15 ein hohler Kranz 15* im Mantel vorgesehen, ^!der mit Kanälen 15*' verbanden ist, die von der Außenseite in

i Höhe der Nut 15 gebohrt sind. Diese Ausfü} "iing verbessert die

I Kühlung noch weiter.

I Man sieht, daß der zusammengesetzte Kolben nach der Erfindung einerseits eine Flüssigkeitskühlung über den Kanal 17, die Nut !und den Kanal 18 und andererseits eine die Verbrennungshitze

dämpfende Kammer auiweist, die die Luft oder dgl. enthält, und

ι durch die Nut 14 und die Wandung des Mantels gebildet ist.

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Claims (8)

D - 24 LÜBECK, BREITE STRASSE 52-54 Dr.W./Al. Anmelder: Societe ä Responsabilite Limitee dite: SOCIETE A.M.O. 16, Rue Buffon, Colombes (Hauts-de-Seine), Frankreich Schutzansprüche

1. Geschmiedeter oder gepreßter Kolben aus Leichtmetall mit einer Kammer in einem Kühlflüssigkeitskreis, dadurch gekennzeichnet, daß er einerseits aus einem Mantel (3) aus geschmiedetem o(?3r gepreßtem Leichtmetall besteht, der mit Nuten (4) für E.-lbenringe versehen ist und dessen Boden mindestens einen Teil der "Verbrennungskammer (5) bildet, und andererseits aus einer Metallkappe (12) mit der gleichen Dehnung wie die des Leichtmetalls besteht, die auf dem Boden und an mindestens zwei Stellen auf dem Umfang des Mantels befestigt 1st und den gleichen Außendurchmesser besitzt, wobei die Kappe auf der Innenseite mindestens zwei Ringnuten (14,1¹S) parallel zu den Kolbenringnuten (4) aufweist und wenigstens eine dieser Ringnuten (14) in Nähe des Bodens eine geschlossene Kammer durch einen entsprechenden TeiiJ des Mantels bildet und wenigstens eine der vom Boden entfernteren Ringnuten (15) mit einem entsprechenden Teil des Mantels eine Kammer bildet, die durch bekannte Mittel mit dem Kühlkreis verbunden ist.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossene Kammer (14) ein gegen die Metalle des Mantels (3) und der Kappe (12) inertes flüssiges Medium enthält.

3. Kolben nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Kappe (12) derart gewählt ist, daß sie außen den den Verbrennungsgasen zugekehrten Kolbenring aufne :.~ kann und im Innern die Nuten 04,15), von denen die eine (14-) Luft oder dgl. enthält und die andere (15) mit dem Kühlkreis verbunden ist.

4. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich- ^: net, daß die Kappe durch Wannaufschrauben auf dem Mantel be- ] festigt ist.

5. Ko?ben nach einem der Ansprüche 1 bis 4, daß wenigstens eine ' !der Nuten (14) in Nähe des Bodens durch eine Rippe abgetrennt ^; ist, die in eine Ringausnehmung der äußeren zylindrischen Wan- ; dung des Mantels eingreift.

6. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich- j net, daß die geschlossene Kammer (14), gebildet durch die dem ' Boden am nächsten liegende Nut sich bis zum Boden des Mantels erstreckt.

7. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel in Dekannter Weise von Kanälen durchbohrt

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ι ist, die den Zulauf und den - 3 - der Kühlflüssigkeit 5 Auslauf zu und

aus der Nu+ (15^ sichern* die vom Boden der Kaotje ab liegt.

8. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Leichtmetall bestehende Teil wenigstens einen konisch gerichteten Ringraum (15*) für die zusätzliche Zirkulation von Kühlflüssigkeit aufweist.

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