LIGHT-WEIGHT PISTON FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES

Abstract: 1. Light-weight plunger piston, particularly of light metal, for combustion engines, with bolt hubs 3 which are freely suspended on the piston head and with which are connected piston shaft segments, each via two ribs 4 extending in the longitudinal direction of the piston, characterized by the fact that the shaft segments exclusively consist of four guide plates 2 which, underneath a narrow ring land forming the lower boundary of the lowest annular groove, are individually connected to the ribs 4 which go to the bolt hubs 3, the guide plates having outer surfaces which are adapted to the contact surface of the cylinder and which, as viewed from the diagonal plane situated at 45 degrees between the bolt plane and the connecting rod oscillation plane, in each case extend by about 15-25 degrees on both sides.

Description: Leichter Tauchkolben für Verbrennungsmotoren Die Erfindung betrifft einen leichten Tauchkolben für Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es ist die Aufgabe der Erfindung,das Gewicht eines derartigen Kolbens bei Beibehaltung des gleichen Materials durch konstruktive Massnahmen bei der Ausbildung des Schaftes erheblich zu vermindern. Gleichzeitig wird ein möglichst elastisches Verhalten des Kolbens im Schaftbereich ang.estrebt. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausbildung des Kolbenschaftes nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Als besonders zufriedenstellend hat sich die Lösung nach Anspruch 2 erwiesen. Weitere zweckmässige Ausgestaltungen geben die Unteransprüche wieder. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigen Fig. 1 den Kolben zum Teil im Schnitt (linker Teil) und zum Teil in der Ansicht (rechter Teil) Fig. 2 einen Schnitt durch den Kolben nach Linie II-II Der Kolben ist aus Aluminium und besteht im wesentlichen aus dem Kopfteil 1 mit Ringpartie, den Führungsplatten 2 im Schaftbereich sowie den am Kolbenboden frei angehängten Bolzennaben 3. Mit dem Kolbenoberteil stehen die Führungsplatten 2 lediglich über die von den Bolzennaben 3 ausgehenden Rippen 4 in Verbindung. Die Rippen 4 sind zur Bolzenachse in einem Winkel von 450 mit Scheitelpunkt in Kolbenachse angeordnet. Damit liegen die Rippen 4 auf der 45" Diagonalebene zwischen Bolzen- und Pleuelschwingebene. Die Anordnung der Rippen 4 unter einem solchen Winkel sorgte beim erfindungsgemäBen Kolben für ausgezeichnete Laufergebnisse. Die Führungsplatten sind in Umfangsrichtung flächenmässig symmetrisch zu der 450 Diagonalebene und damit gleichfalls zu den Rippen 4. An ihrem oberen Ende überspannen die Führungsplatten 2 je einen Winkel von etwa 400. Nach unten verjüngen sich die Führungsplatten und zwar auf ihren beiden Längsseiten jeweils unter einem Winkel von 100. Eine derartige sich nach unten verjüngende Flächenausbildung erwies sich in bezug auf Gewichtseinsparung und Laufverhalten des Kolbens als besonders günstig. Die Führungsplatten sind mit Abstand unterhalb des untersten Ringsteges der Ringpartie angeordnet. Als besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Ausführunysform hat sich gezeigt, dass der Kolben mit extrem kleinen Spielen im Motorzylinder eingesetzt werden kann. Es kann vor allem auf die üblicherweise zur Einhaltung geringer Spiele erforderlichen besonderen Regelglieder, wie z.B. Stahlstreifen ganz verzichtet werden. Die Aussenflächen der Führungsplatten können einfache Abschnitte eines Zylindermantels sein, d.h. sie brauchen weder ballig noch oval ausgebildet zu sein. Durch die erfindungsgemäss nur noch verbleibende geringe Schaftfläche wird die Reibung zwischen Kolben und Zylinder verringert. Die erfindungsgemässe Anordnung der Führungsplatten sichert dem Kolben nicht nur in der Pleuelschwingebene eine ausgezeichnete Führung, sondern gleichermassen auch in der hierzu querliegenden Ebene.

Claims: Patentansprüche 1. Leichter Tauchkolben, insbesondere aus Leichtmetall, für Verbrennungsmotoren, mit frei am Kolbenboden angehang- ten Bolzennaben, die mit dem Kolbenschaft über je zwei sich in Kolbenlängsrichtung erstreckende Rippen verbunden sind, dadurch g e k e n n z e i c h n c t , dass der Schaft unterhalb eines die unterste Ringnut nach unten begrenzen den schmalen Ringsteges aus vier an die zu den Bolzen naben (3) verlaufenden Rippen (4) angebundenen Führungs platten (2) mit der Zylinderlauffläche angepassten Aussen flächen besteht, die sich von der zwischen Bolzen- und Pleuelschwingebene unter 450 liegenden Diagonalebene aus gesehen jeweils um etwa 15 bis 25" zu beiden Seiten erstrecken. 2. Leichter Tauchkolben nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Führungsplatten (2) mit Abstand unterhalb des untersten Ringsteges der Ringpartie ange ordnet sind. 3. Leichter Tauchkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass sich die Führungsplatten (2) von der 45 Diagonalebene jeweils nur um etwa 1 bis 200 zu beiden Seiten erstrecken. 4.Leichter Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass sich die Führungsplatten (2) zu beiden Seiten der Diagonalebene symmetrisch erstrecken. 5. Leichter Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Bereite der Führungsplatten (2) von oben nach unten abnimmt. 6. Leichter Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der von den Führungsplatten (2) an deren axial oberem Ende überspannte Umfangswinkel etwa 100 grösser ist als derjenige an deren axial unterem Ende. 7. Leichter Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Rippen (4) in einem zur Bolzenachse gerichteten Winkel mit zum Kolbeninnerengerichteten Scheitel von 40 bis 500 verlaufen. 8. Leichter Tauchkolben nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Rippen (4) in einem Winkel von 45" verlaufen. 9. Leichter Tauchkolben nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Fläche der Führungsplatten (2) auf der Druckseite grösser ist als auf der Gegendruckseite. 10. Leichter Tauchkolben nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Führungsplatten (2) nach unten über die Bolzennaben (3) hinausragen. 11. Leichter Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Führungsplatten (2) im Bereich ihrer Längskanten aussen verrundet oder in bezug auf ihre Aussenfläche leicht nach innen eingezogen sind.

Inventors: RIPBERGER, EMIL, ING.-GRAD.
Applicants: MAHLE GMBH
Application year: 1981
Main classification: F02F3
IPC codes: F16J1, F02F3