Leiehtmetallgleitschuhkolben für Verbrennungskraftmaschinen. Zum Ausgleich der erhöhten Temperatur ausdehnung von Leichtmetallkolben sind eine Reihe von Kolbenkonstruktionen vorgeschla gen, bei denen die Temperaturausdehnung des Materials herabgesetzt bezw. ausgegli chen werden soll. So wurde versucht, durch Trennung von Kolbenkopf und Kolbenman tel und gleichzeitige Verwendung von Alu minium fair den Kolbenkopf bezw. Schwer metall für den Kolbenmantel die Schwierig keit zu umgehen. Dabei entstanden jedoch neue Nachteile aus der Verbindung dieser beiden verschiedenartigen Metalle.
Auch das Eingiessen von Stahlstreifen mit geringer Wärmeausdehnung in den Kolbenmantel be friedigt noch nicht allgemein. Man hat dann -eiter versucht, den tragenden Kolbenman- telteil durch Querschlitze von der unmittel baren Verbindung mit dem Kolbenkopf zu lösen und lediglich durch rippenartige Ver steifungen mit den Kolbenbolzenaugen zu verbinden. Dabei wird die grössere Tempe raturdehnung des Kolbenkopfes dazu be- nutzt, den Kolbenmantel in Richtung des Kolbenbolzens auszudehnen, um so den ge genseitigen Abstand der tragenden. Kolben mantelteile bei allen Betriebstemperaturen annähernd konstant zu halten.
Es wurde vor geschlagen, den Kolbenmantel nur noch aus Gleitschuhflächen bestehen zu lassen. Hier bei ist allerdings wiederum die Verbindung der Gleitschuhflächen mit den Kolbenbolzen- augen nur durch eine schmale Rippe sicher gestellt, während die Gleitschuhflä.chen selbst bis um die Kolbenbolzenaugen herum erweitert und voneinander nur durch einen Schlitz getrennt sind. Diese Konstruktion ergibt unvermeidlich starke Durchbrechun- gen des Kolbenmantels,
so dass nach verhält nismässig kurzer Betriebszeit ein hoher Ölver brauch entsteht. Die Ausbildung eines Gleit- schuhkolbens wurde früher auch in der Weise vorgeschlagen, dass an den beiden Druckseiten des Kolbens besondere ange schraubte Gleitstücke nachstellbar und aus wechselbar vorgesehen wurden. Diese Gleit- stücke sollten allerdings überhaupt keine starre Verbindung mit dem Kolbenmantel zeigen, sondern- gerade durch Federn ela stisch einstellbar bleiben. Diese Ausfüh rungsform hat sich in der Praxis nicht ein führen können.
Es ist weiterhin der Vor schlag gemacht worden, die Kolbenbolzen augen mit dem Kolbenkopf zu verbinden und zwei konzentrische aus Ringen bestehende Mantelteile anzuordnen, von denen der in nere Ring mit den Kolbenbolzenaugen und der äussere Ring durch um<B>90'</B> versetzte Ver bindungsrippen mit dem innern Ring ver bunden ist. Derartige Kolben kann man aber nicht als Gleitschuhkolben ansprechen. Ins besondere lässt sich mit ihnen eine sehr wich tige Forderung nicht erfüllen, das ist ein ge wisses federndes Nachgeben der Druckseiten insbesondere an den Auflagestellen im Be trieb.
Die zurzeit geltenden Anschauungen über die Konstruktion von Leichtmetallkolben erstreben eine ovale Form des Kolbens, bei der die kleinere Achse mit der Kolbenbol- zenachse zusammenfällt, bei der aber gleich zeitig die Kolbenbolzenaugen rippenartig mit dem Kolbenkopf verbunden sind, um im Be trieb sich ausdehnen zu können. Die Folge einer solchen Ausdehnung ist ein gewisses Zurückfedern der in der grösseren Achse des Ovals liegenden tragenden Mantelteile.<B>Auf</B> diese Weise wird eine dem hohen Ausdeh nungskoeffizienten der Aluminiumlegierun gen entsprechende Ausdehnung des Kolbens im Betrieb bei höheren Temperaturen ver mieden.
Es wird aber gleichzeitig das Be streben sein müssen, trotz der durch diese Spannungen entstehenden Verzerrung des Kolbenumfanges ein möglichst kreisförmi ges, der Zylinderlauffläche entsprechendes Segment als tragendes Gleitstück beizubehal ten.
Man hat versucht, die Lösung dieses Problems auch durch einfache Schlitze zu erreichen, welche die gleitenden Mantelteile von den übrigen abtrennen. Hierbei wird je doch gerade auch die Zurückfederung der Druckseiten durch das Wachsen der Kolben bolzenachse verhindert. Gegenstand der Erfindung ist nun ein Leichtmetallgleitschuhkolben für Verbren nungskraftmaschinen, bei dem der Kolben mantel vom Kolbenkopf durch senkrecht zu der Kolbenaxe verlaufende Querschlitze auf dem überwiegenden Teil des Umfanges ge trennt und die Kolbenbolzenlager sowohl mit dem in sich geschlossenen Kolbenmantel wie auch durch Rippen mit dem Kolben kopf fest verbunden sind.
Das Neuartige der Konstruktion liegt darin, dass der Kolben mantel an den die Gleitschuhe trauenden Seiten gegenüber der Zylinderlauffläche eingezogen ist und mit den Gleitschuhen nur in deren Mitte durch je eine Rippe verbun den ist.
Zweckmässig weisen die die Verbindungs- rippe tragenden eingezogenen Teile des Kol benmantels im Querschnitt sehnenartige Ge stalt auf.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsförmen der Erfindung beispiels weise dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 einen Kolben im Längsschnitt, nach Linie 1-I in Fig. 2, Fig. 2 den gleichen Kolben im Quer schnitt nach Linie II-II in Fig. 1, und Fig. 3 einen andern Kolben im Längs schnitt, bei dem jedoch die Verbindung zwi schen Kolbenbolzenaugen und Kolbenboden durch anders geformte Rippen gebildet wird.
Der Kolbenkopf 1 ist durch die senk recht zur Kolbenaxe verlaufenden Quer schlitze 2 von dem tragenden Kolbenmantel teil 3 getrennt. Lediglich die Rippen 4 er geben die Verbindung zwischen Kolbenbol- zenaugen 5 und Kolbenkopf 1.
An die Rippen 4 ist nun der elastisch ausgebildete Kolbenmantel ö angesetzt, der im Gegensatz zu den früheren Konstruktio nen auch unter den Kolbenbolzenaugen zu sammenstösst, und der durch die Querschlitze 2 auf dem überwiegenden Teil seines Um fanges vom Kolbenkopf getrennt ist. Erst an diesen Kolbenmantel sind dann. durch den schmalen Steg 8 die Gleitschuhe 7 ange setzt. An Stelle der Rippen 4 können auch die in Fig. 3 gezeichneten Schrägrippen 9 die Verbindung von Kolbenbolzenaugen und Kolbenkopf übernehmen, welche am Kol benboden in zwei parallele Rippen 10 über gehen.
Diese dargestellten Kolben ermöglichen es, die grössere Temperaturdehnung des Kol benkopfes in Richtung des Kolbenbolzens auf den etwas kälteren Teil des Kolben mantels zu übertragen und diesen in Rich tung des Kolbenbolzens zu dehnen, so dass die Clleitschuhflächen auch bei höheren Betriebs temperaturen den gleichen Abstand behal ten können. Der Kolbenmantel dieser Kol ben selbst ist aber dabei völlig glattschaftig, zeigt keine Schlitze gegen den Zylinderman tel und unterstützt die Gleitschuhe auf nahezu der ganzen Länge.
Die beiden Gleitschuhe der dargestellten Kolben sitzen auf dem Kolbenmantel vielmehr wie auf einer Art federnder Unterlage, so dass sie im Betriebe immer etwas einwärts auswei chen können, sobald die Ausdehnung in der Wärme eine engere Anlagerung an den Zy linder bewirken will. Dieses Federn wird gerade durch die schmale durch die Rippen 8 gebildete Verbindung möglich, während im übrigen die so entstehenden schmalen einge schnittenen Nuten den nötigen Spielraum für die Gleitschuhe abgeben. Diese Nuten können entweder schon im rohen Kolben vor gegossen, noch besser aber durch Einfräsen hergestellt werden.
Die vollständig ge schlossene Form des Kolbenmantels der dar gestellten Kolben schliesst anderseits das Kolbeninnere absolut dicht gegen die Zylin- derlauffläehe ab, so dass der Ölverbrauch klein bleibt. Der besondere Vorteil der dar gestellten Kolben besteht in der Möglichkeit, das Einbauspiel des Kolbens im kalten Zu stand erheblich zu verringern.
Beispiels weise sei erwähnt, dass ein Kolben nach Fig. 1 bis 3 aus einer Aluminiumsilizium.- legierung mit einem Wärmeausdehnungs- koeffizienten von etwa 21 ,X 10-6, für den bei Kolben von etwa 10 cm Durchmesser üblicher Weise ein Einbauspiel von 0.,10 bis 0,15 mm erforderlich war, mit einem Ein bauspiel von nur 0.03 mm ohne Schwierig keit auch einen Dauerbetrieb ausgehalten hat.