CH228279A - Kolben für Verbrennungskraftmaschinen. - Google Patents

Description

  Kolben für     Verbrennungskraftmasehinen.       Kolben., die im Betriebe hohen Tempera  turen, ausgesetzt sind, wie dies bei ihrer Ver  wendung in     Verbrennungskraftmaschinen     der Fall ist, müssen, damit sie einwandfrei  laufen können, so     hergestellt    sein, dass in dem  die Ringe tragenden Teil des kalten Kolbens  ein grösseres Laufspiel vorhanden ist als bei  normaler Betriebstemperatur. Dieser Kolben  teil wird bei Kolben bekanntlich vielfach  konisch ausgebildet. Der Konus läuft dabei  unterhalb des     untersten    Kolbenringes in den  Schaft aus. Oberhalb des obersten Kolben  ringes ist beim kalten Kolben gegenüber der  Zylinderwand der grösste Abstand vorhan  den.

   Bei Kolben mit sehr hoher Betriebs  temperatur und gleichzeitig grossem Zylin  derdurchmesser, bei welchen auch ein Kol  benwerkstoff mit hoher Temperaturdehnung  zur Verwendung gelangt, muss dabei ein rela  tiv steiler Konus vorgesehen sein.  



  Um zu ermöglichen, dass die Kolbenringe  einwandfrei arbeiten, ist es erforderlich,  darauf zu achten, dass sie mit einem verhält-         nismässig    geringen Spiel eingebaut sind. Die  Einhaltung dieser Bedingung besteht auch  bei grösseren Kolben. Bisher     wurden    die  Ringnuten so angeordnet, dass sie bei kaltem  Kolben rechtwinklig zur Achse des Kolbens  in die     Mantelfläche    des konisch verlaufende  Kolbenteils eingestochen waren. Im kalten  Zustand konnten sich dabei die aufgezogenen  Kolbenringe ohne Widerstand auf den genau  planparallelen     Nutenflanken    bewegen.

   Wird  ein solcher Kolben jedoch im Betrieb warm,  so stellen sich die     Kolbenringnuten    schräg  ein     bezw.    nehmen die Flanken die Form eines  flachen Kegels an, so dass die Kolbenringe  alsdann, wenn das Spiel entsprechend klein  bemessen ist, festklemmen und in ihrer Be  wegung daher gehindert sind. Sie     können     somit ihre Hauptaufgabe, nämlich, eine Ab  dichtung des Verbrennungsraumes zu ge  währleisten, nicht erfüllen. Diese Erschei  nung macht sich insbesondere bei Leicht  metallkolben besonders unangenehm bemerk  bar.      Die Erfindung betrifft einen Kolben für       Verbrennungskraftmaschinen.    Sie bezweckt  ein Festklemmen der     Kolbenringe    im betriebs  warmen Zustand des Kolbens zu vermeiden.

    Die Erfindung besteht darin, dass die Kolben  ringe und die dieselben aufnehmenden Ring  nuten derart ausgebildet sind, dass im be  triebswarmen Zustand des Kolbens in jedem       Radialschnitt    desselben die Stirnflächen jedes  Ringes parallel zu den Auflageflächen der  zugehörigen Ringnute verlaufen. Bei einer  Ausführungsform sind die Ringnuten im kal  ten Kolben     rechtwinklig    zur Mantelfläche  des die Kolbenringe aufweisenden Kolben  teils-angeordnet und     stehen    die. Stirnflächen  der Kolbenringe senkrecht zur Kolbenachse.  Es ist dabei gleichgültig, ob die genannte  Mantelfläche nach einem Konus oder in Form  eines     zusammengesetzten    Kegels oder gar  kurvenförmig verläuft.  



  Bei einer andern Ausführungsform sind  die     Ringnuten    im kalten Kolben rechtwink  lig zur Kolbenachse angeordnet,     wobei    die       Kolbenringe    kegelförmig ausgebildet sind.  



  In der Zeichnung sind ein bekannter Kol  ben und Ausführungsbeispiele des Erfin  dungsgegenstandes     dargestellt.     



  Die     Fig.    1 und 2 zeigen den bekannten  Kolben, während  die     Fig.    3 und 4 das     erste    und die     Fig.    5  bis 8 das zweite Beispiel     darstellen.    Die       Fig.    1, 3 und 5 zeigen den Kolben in kal  tem, die     Fig.    2, 4 und 6 in     betriebswarmem     Zustand.  



  Die     Fig.    1 und 2 zeigen die bisherige An  ordnung der     Kolbenringe    und Ausbildung  der     Ringnuten,    und zwar zeigt     Fig.    1 den       bekannten    Kolben im kalten und     Fig.    2 im       betriebswarmen    Zustand.  



  Die Darstellung nach     Fig.    1 und 2 ist  absichtlich übertrieben stark verzerrt ge  zeichnet, um deutlich erkennen zu lassen, dass  die Kolbenringe a im     betriebswarmen    Zu  stand nicht mehr mit ihrer ganzen Fläche  auf den     Ringnutenflanken    f aufliegen. Es  tritt also somit ein Verklemmen der Kolben  ringe im     betriebswarmen        Zustand    ein. Gleich  zeitig lässt die     Fig.    2 erkennen, wie theore-         fisch    der Kolben b im betriebswarmen Zu  stand an der Zylinderwand anlaufen soll.  



  Auch die     Abb.    3 gibt ein verzerrtes Bild  gegenüber dem tatsächlichen Verlauf der ko  nischen Ausbildung des die Ringe a tragen  den Kolbenteils c. Die Kolbenringe werden  sich zwar nicht ohne Verklemmen im kalten  Zustand bewegen lassen, doch ist dieser Um  stand von untergeordneter Bedeutung, da ge  fordert wird, dass die Ringe im betriebswar  men Zustand gemäss     Abb.    4 bei höchster Be  anspruchung, und zwar sowohl mechanischer  als auch thermischer Beanspruchung voll  kommen auf ihren Schultern tragen wobei  die Flanken der Ringnuten in diesem Zu  stand genau rechtwinklig zur Zylinderlängs  achse verlaufen.

   L m die Erscheinungen, wie  sie die     Abb.    2 wiedergibt, zu vermeiden und  den Zustand nach     Abb.    4 zu erreichen, sind  die Ringnuten d gemäss     Abb.        '3''    senkrecht zur       Mantelfläche    des die Kolbenringe aufwei  senden Kolbenteils c eingestochen. Bei dem  Beispiel gemäss     Fig.    5 bis 8 sind die Ring  nuten rechtwinklig zur Achse des Kolbens  angeordnet, und     zwar    im kalten Zustand, wie  dies     Abb.    5 erkennen lässt. Die Kolbenringe e  sind dabei schwach kegelförmig. Einen sol  chen, Kolbenring zeigen. die     Abb.    7 und B.

    Die Kolbenringe sind bei einer derartigen  Gestaltung und Anordnung der Ringnuten  auch im kalten Zustand in ihrer freien Be  wegung gehindert. Im     betriebswarmen    Zu  stand, wie ihn die     Abb.    6 erkennen lässt, glei  chen sich jedoch die Ringnuten der Kegel  form der Kolbenringe an, so dass sieh als  dann die Ringe ohne Verklemmen frei be  wegen können und eine gute Abdichtung  erreicht wird. Bei beiden Beispielen verlau  fen im betriebswarmen Zustand des Kolbens  in jedem     Radialschnitt    desselben die Stirn  flächen jedes Ringes parallel zu den Auf  lageflächen der zugehörigen Ringnute.

   Zwar  sind die Ringschultern und die Ringnuten  flanken in diesem Fall nicht rechtwinklig  zur Zylinderachse angeordnet, und es ent  stehen nicht derartig ideale Verhältnisse, wie  sie bei der Ausführung nach     Fig.    4 erreicht  werden können. Immerhin gelingt es, den      Anforderungen der     Praxis    insofern gerecht  zu werden, als auch im betriebswarmen Zu  stand eine gute Abdichtung durch einwand  freies Arbeiten der Ringe erzielt wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kolben für Verbrennungskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenringe und die dieselben aufnehmenden Ringnuten derart ausgebildet sind, dass im betriebswar men Zustand des Kolbens in jedem Radial schnitt desselben die Stirnflächen jedes Ringes parallel zu den Auflageflächen der zugehörigen Ringnute verlaufen. UNTERANSPRüCHE: 1. Kolben: nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnuten. im kalten Kolben rechtwinklig zur Mantelfläche des die Kolbenringe aufweisenden Kolbenteils ange ordnet sind und dass die Stirnflächen der Kolbenringe senkrecht zur Kolbenachse stehen. 2.

   Kolben nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnuten im kal ten, Kolben rechtwinklig zur Kolbenachse angeordnet sind und dass die Kolbenringe kegelförmig ausgebildet sind.