AT141775B - Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen mit eingegossenem federnden Stahlkern. - Google Patents

Description

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    Leichtmetallkolben   für Brennkraftmaschinen mit eingegossenem federnden Stahlkern. 



   Die Herstellung von Brennkraftmaschnen mit immer höheren Drehzahlen und geringerem Eigengewicht bringt es mit sich, dass das Gewicht der hin-und hergehenden Massen durch weitestgehende
Verwendung von Leichtmetall auf das geringstmögliche Mass herabgedrückt werden muss. Aus diesem
Grunde werden auch die Kolben solcher Maschinen aus Leichtmetall hergestellt. Da aber gerade die
Kolben bei schnellaufenden Maschinen sehr grosser Hitze ausgesetzt sind und das Spiel zwischen Zylinderwandung und Kolben zur Vermeidung von   Klopfgeräusche   nur sehr gering sein darf, treten infolge der höheren Ausdehnung des Leichtmetalles gegenüber dem Zylinder infolge Klemmen und Fressen des Kolbens oft Störungen auf. 



   Man hat nun versucht, durch Eingiessen federnder Lamellen bzw.   Stahlblättchen   jeder Art und Form oder durch innen angeordnete entsprechend gebogene Federn, weiter durch Einsetzen von Sprengringen in den Kolbenhals einen elastischen Kolben zu erhalten, der diese Mängel beseitigen sollte. 



  Es hat sich jedoch gezeigt, dass alle derartigen Versuche zum Teil daran scheiterten, dass federnde Kolbengleitflächen den Beanspruchungen auf die Dauer nicht standhielten und durch Materialermüdung zu Bruch gingen. 



   Gemäss der Erfindung soll nun diesen Übelständen dadurch abgeholfen werden, dass in den Kolben ein federnder U-förmiger Stahlkern eingegossen wird, der aus einem einzigen Stück besteht und beide Mantelgleitflächen, durch den Kolbenboden laufend, miteinander verbindet. Die Gleitflächen selbst sind zweckmässig durch Schlitze vom übrigen Kolbenkörper zum grössten Teil getrennt, so dass durch die Federwirkung der Kernschenkel die   Kolbengleitfläehen   bei jeder Temperatur dicht an die Zylinderwand gepresst werden. Ein weiterer Vorteil ist noch darin gelegen, dass die Wärme über den Kolbenboden auf den übrigen, nicht gegen den Zylinder gepressten Kolbenmantel, die Kolbenbolzenaugen und den Kolbenbolzen abgeleitet und nur ein kleiner Bruchteil der Wärme auf die Gleitflächen übertragen wird.

   Die Zusammensetzung und Bemessung des Werkstoffes des Stahlkernes kann in bezug auf Wärmedehnung der Leichtmetallegierung des Kolbens entsprechend gewählt werden, so dass der Reibungswiderstand des Kolbens an den Zylinderlaufflächen fast konstant bleibt und eine Leistungssteigerung der Maschine ermöglicht, dagegen ein Klemmen und Klopfen des Kolbens verhindert wird. 



   Besonders vorteilhaft sind Legierungen des Aluminiums mit etwa 14-25% Si sowie eines oder mehrere der Elemente Kupfer, Kobalt, Nickel, Mangan, Chrom und Magnesium. Die Gehaltgrenzen für das Kupfer liegen zwischen 0 und   5%,   die für die Gesamtheit der andern Elemente zwischen 0 und   6%.   



  Der Erfindungsgegenstand lässt sich bei allen Kolbenarten, bei solchen mit langen Schäften wie auch bei Gleitschuhkolben gleichermassen verwenden. 



   Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an einem Ausführungsbeispiel dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Kolben in Ansicht auf eine Gleitfläche, Fig. 2 einen lotrechten Schnitt durch den Kolben und Fig. 3 eine Draufsicht auf den Stahlkern. 



     Mit a   ist der Kolben, mit b der Stahlkern und mit c die   Mantelgleitstücke   des Kolbens bezeichnet, die durch Querschlitze   d   bzw.   Längsschlitze   e weitgehend vom übrigen Kolbenkörper getrennt sind. Die   Längsschlitze   e können auch bis zum offenen Ende des Kolbenschaftes durchgeführt sein, dann hat es sich aber als zweckmässig erwiesen, durch einen an sich bekannten Ring die Gleitflächen am offenen Ende mit dem übrigen Kolbenkörper zusammenzuhalten. 



    Der Stahlkern besteht aus einem federnden U-förmigen Bügel, dessen Steg in den Kolbenboden a und dessen Schenkel in die Mantelgleitstucke eingegossen sind, die sich somit federnd an die Zylinder-   

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 metalles der Gleitflächen beim Giessen und verhindern ein Lockern des Stahlkernes bzw. des Leicht- metalles während des Betriebes. Der   Übergang de. Stahlkernes b vom   Kolbenboden in die Gleitstücke c wird zweckmässig so verstärkt, dass eine Bruegefahr-des Stahlkernes an diesem gefährdeten Querschnitt ausgeschaltet ist. Dieser aus einem Stück bestehende Stahlkern ermöglicht ausserdem bei auftretendem
Verschleiss an den Gleitwandungen ein erneutes Aufweiten des Kernes in geringen Grenzen durch eine geeignete Vorrichtung. 
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   gewalzt..   



   Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Stahlkernes mit je einer Rippe auf den seitlichen Flächen 
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 bis an die unteren Enden des Kernes erstrecken. 



    PATENT-ANSPRÜCHE:     - : -1.'Leichtmetallkolben   für Brennkraftmaschinen mit eingegossenem federnden Stahlkern, dadurch 
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 boden (a) und dessen Schenkel in die beiden Mantelgleitstücke (e) des Kolbens eingegossen sind.

Claims (1)

1. 2. Leichtmetallkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel des U-förmig gebogenen Stahlkernes zylindrisch gewölbt sind.

   3. Leichtmetallkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlkern an den Übergangsstellen (g) vom Kolbenboden in die Mantelgleitstücke verstärkt ist.

   4. Leichtmetallkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlkern (b) durch im Kolbenboden beginnende und sich mindestens über den Querschlitz, hin bis in die Gleitfläche. erstreckende Rippen (h' und h'') verstärkt ist (Fig. 4). EMI2.5