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Patent Searching and Data


Title:
INTERNAL-COMBUSTION ENGINE PISTON WITH BI-OVAL SHAFT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1991/006756
Kind Code:
A1
Abstract:
Described is a piston for internal-combustion engines, the piston comprising a head and, separate from the head, a shaft made in particular of light alloy, piston head and shaft being jointed together with a pin. The shaft is of basically round section with, superimposed on it, a slight ovality with the major axis lying in the pressure/backpressure direction. In order to improve the sealing action of the piston head, the ovality of the piston shaft is less on the pressure side than on the backpressure side.

Inventors:
KEMNITZ PETER (DE)
Application Number:
PCT/DE1990/000735
Publication Date:
May 16, 1991
Filing Date:
September 26, 1990
Export Citation:
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Assignee:
MAHLE GMBH (DE)
International Classes:
F02F3/02; F16J1/02; F16J1/14; (IPC1-7): F02F3/00; F02F3/02
Foreign References:
EP0209006A11987-01-21
EP0238146A21987-09-23
DE1294740B1969-05-08
DE3022858A11981-12-24
EP0211189A21987-02-25
Attorney, Agent or Firm:
Pfusch, Volker (Patentabteilung Postfach 50 07 69, Stuttgart 50, DE)
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Description:
Tauchkolben für Verbrennungsmotoren mit einem doppeltovalen

Schaft.

Die Erfindung betri fft einen Tauchkolben für Verbren¬ nungsmotoren nach dem Oberbegri ff des Patentan¬ spruchs .

Bei einem derartigen Kolben hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt , die Abdichtfunktion des mit •Kolbenringen bestückten Kolben opfes zu \erbessern.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausbildung des Kolbenschaftes nach den kennzeichnenden Merkmalen αes Patentanspruches .

Bei dem gattungsg äßen Kolben sind i der Praxis Fälle aufgetreten, in denen die Dichtfunktion des Kolbe opfes unbefriedigend ist . Bemerkbar macht sich dies durch einen zu hohen Ölverbrauch und eine zu hohe Durchlässigkeit für Verbrennungsgase längs des Kolbenkopfes im Motorbet ri eb .

Die durch die erfindungsgemäße Form des Kolbenschaf¬ tes erzielte Verbesserung der Kol benkop fabdi eht funk - tion läßt sich wie folgt erklären.

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Der Zweck der bekannten üblichen geringfügigen Ovali¬ tät besteht darin, den Schaft sowohl im kalten wie auch betriebs armen Zustand möglichst g zu führen. Ist der Kolbenschaft so ausgelegt, daß er im altzu¬ stand in Druck-Gegendruckrichtung praktisch spielfrei an der Zylinderlauffläche anliegt, gibt ihm die O a¬ lität die öglichkeit, sich bei Erw rmung durch ela¬ stische Verformung ausschließlich in denjenigen Um- fangsbereichen auszudehnen, in denen durch die Oval¬ form mehr Spiel als in Druck-Gegendruckrichtung vor¬ handen ist. Voraussetzung für eine solche Funktion ist eine gewisse Elastizität des Schaftes. Diese Ela¬ stizität führt wiederum dazu, daß sich der Kolben¬ schaft auf der Druckseite, auf der die Querkräfte in Richtung Zylinderlaufbahn am größten sind, am stärk¬ sten elastisch verformt. Diese elastische Verformung bewirkt, daß der Kolbenscha f t bereits unterhalb der Temperatur im Nennbetrieb des Motors über einen rela¬ tiv großen Umfangsbereich zu beiden Seiten der Druck- Gegendruckrichtung mit geringst möglichem Spiel an der Z linder and anliegt. Eine solche nicht allein durch die Betriebswär e des olbens bedingte elasti¬ sche Verformung des Schaftes auf der Druc seite führt zu periodischen Querbewegungen des Schaftes, die wie¬ derum über den Kolbenbolzen und über die \aben des Kolbenkopfes zu einer periodischen Kippbeweguπg des Kolbenkopfes führen. Diese ippbe egungen wurden er¬ findungsgemäß als Ursache für das bei gattungsge äßen Kolben teilweise unbefriedigende Abdichtverhalten des Kolben opfes herausgefunden und durch die erfindungs¬ gemäße aßnahme beseitigt.

Eine kleinere Ovalität des Ko1 benscha ft es auf der Druckseite bewirkt nämlich, daß der Kolben bereits im kalten Zustand über einen relativ großen Umfangsbe- reich an der Z> 11 nder 1 aufbahn anliegt und daher ela¬ stische Verformungen erheblich herabgesetzt werden. Als Ausgleich für die geringere Ovalität auf der Druckseite muß die Ovalität auf der Gegendruckseite entsprechend vergrößert werden, damit die W rmeaus¬ dehnung des Kolbenscha ft es , die aufgrund der geringe¬ ren Ovalität auf der Druckseite nur noch in geringe¬ rem Maße stattfinden kann, in den Bereich der Gegen¬ druckseite umgelerikt werden kann. Denn insgesamt muß der Spielraum, der für W r eausdehnungen zur Vermei¬ dung eines Fressens des Kol benscha ftes in der Z * > lιn- derlaufbahn vorha den sein muß, etwa in gleichem Maße vorhanden sein, wie bei einem Kolbenschaft mit glei¬ cher Ovalität auf Druck- und Geg ndruckseite.

Als Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung die l-lan- tellime eines olbenschaftquerschnittes dargestellt. In diese Darstellung bedeuten D5 Druckseite, GDS Ge¬ gendruckseite und die strichpunktierte Linie die Lage der Kolbenbolzenschse.