Techniklexikon

Kolben

Zylindrisches Maschinenteil, das in Zylindern gleitet und in diesen Arbeitsräumen, in denen Gase (Pneumatik) oder Flüssigkeiten (Hydraulik) Druck ausüben oder auf die über den Kolben Druck ausgeübt wird, beweglich verschließt. Sonderformen des K. sind Dreh- und Kreisk. (Wankelmotor), die drehend das Volumen von Arbeitsräumen verändern und diese untereinander und gegen das Gehäuse, in den sie sich bewegen, abdichten. In der Fahrzeugtechnik: In einem Zylinder hin- und herbewegtes oder in einem Gehäuse umlaufendes Maschinenteil. Dient zum Umsetzen der Druckenergie flüssiger oder gasförmiger Arbeitsmittel in Bewegungsenergie oder umgekehrt. Im konventionellen Verbrennungsmotor hat der Kolben die Aufgabe, als hin- und hergehendes Bauteil den Druck der Verbrennungsgase aufzunehmen und auf das Pleuel zu übertragen, den Verbrennungsraum abzudichten und einen Teil der Verbrennungswärme abzuleiten. Verbundgußkolben Leichtmetallkolben, bei dem der Kolbenboden aus einer mehr warmfesten und der übrige Kolben aus einer mehr verschleißfesten Legierung hergestellt ist. Zweimetallkolben Kplben, bei dem der Boden aus Leichtmetall und der Schaft aus Grauguß hergestellt wurde. Vollschaftkolben Kolben, bei dem der Kraft- und Wärmefluß nicht durch Schlitze unterbrochen ist. Die Wärmedehnung am Schaft wird durch besondere Formen der Feinbearbeitung beherrscht. Papierkolben Vollschaftkolben mit besonders geringer Schaftwanddicke. Röhrenkolben Kolben, bei denen der Verbrennungsdruck nicht vom Rand des Bodens, sondern weiter innen abgenommen wird und auch weiter innen dem Auge zugeführt wird. Durch eine solche Bauform wird das deformierende Biegemoment Thermovalkolben Kolben, der oval gearbeitet wurde, um die örtlichen Dehnungsverhältnisse zu berücksichtigen. Kolben mit einer auf dem Kolbenboden unsymmetrisch angeordneten Ablenknase, die bei Zweitaktmotoren den Spülstrom in eine bestimmte Richtung ablenkt. Stufenkolben Nicht gebräuchliche Konstruktionsform für Zweitaktmotoren mit Gleichstrom-spülung zur Bildung eines ringförmigen Arbeitsraumes. Profilkolben Kolben mit besonders profiliertem Kolbenboden, z.B. der Nasenkolben. Invarstreifenkolben Kolben, bei denen Bleche aus Invarstahl, der bei 36 % Mckelgehaltüber einen großen Temperaturbereich nahezu keine Wärmedehnung hat, die Bolzenaugen mit dem Schaft verbinden. Die Invarstreifen vermindern die Wärmeausdehnung in der Druckrichtung so weit, daß das Schaftlaufspiel im kalten und betriebswarmen Zustand nahezu gleichbleibt. Wird auch Nel-son-Bohnalite-Kolben genannt. Autothermikkolben Kolben mit Streifen aus Stahlblech als dehnungshemmendes Glied. Die Streifen sind zwischen den Naben und dem Schaft des Kolbens eingegossen und bilden zusammen mit außenliegenden Leichtmetall-Stützarmen oder Wandteilen Bimetall-Elemente, die sich bei Erwärmung krümmen und durch die damit verbundene Verformung des Kolbenschaftes die Wärmeausdehnung in der Druckrichtung ausgleichen. Durch Querschlitze zwischen Kolbenboden und Schaft wird dafür gesorgt, daß sich der Bimetalleffekt ungehindert auswirken kann. Autothermik- Vollschaftkolben Weiterentwicklung des Autothermikkolbens. Die eingegossenen Stahlstreifen umgreifen meistens die Bolzenaugen oben und unten. In bestimmten Fällen haben sich auch Streifenformen, die die Nabennur oben oder unten umschließen, bewährt (Tiefstreifen- und Hochstreifenkolben). Der geschlossene Schaft mit seiner hohen Gestaltsfestigkeit erlaubt die Anwendung des A. in Viertakt- und Zweitakt-Ottomotoren sowie in Dieselmotoren. Autothermatikkolben Vollschaftkolben mit eingegossenen Stahlstreifen (a), ähnlich den Autothermikkolben. Der Übergang vom Kopf zum Schaft ist nicht geschlitzt. Übergangsquerschnitte sind so gewählt, daß einerseits der Wärmefluß vom Kolbenboden zum Schaft ungehindert bleibt, andererseits die Wirkung der Stahlstreifen durch die Verbindung des Schaftes mit dem starren Kopfteil nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Hierdurch bleibt der Kolbenboden kühler. Es tritt eine spürbare thermische Entlastung der Ringzone auf. Bauart vereint die Vorzüge der ungeschützten- Vollschaftkolben mit denen der Autothermikkolben. Ringstreifenkolben Kolben mit einem horizontal zwischen Ringpartie und Auge eingegossenen schmalen Stahlblechring. Stahlblechring verhindert die Dehnung in dem Bereich, in dem das Fressen häufig seinen Ausgang nimmt, und gestattet dort eine Verkleinerung der Einbauspiele. Ringträgerkolben Kolben, bei dem für den obersten oder die beiden obersten Kolbenringe ein Ringträger (a) aus einer nickel- und kupferreichen Legierung (Niresit) eingegossen ist. Niresit hat nahezu die gleiche Wärmeausdehnung wie Leichtmetall. Der Ringträger verhindert das Ausschlagen der Ringnuten, bildet aber zugleich eine Wärmesperre. Kolben, bei dem ein Teil der Wärmedehnung durch Federung des Schaftes ausgeglichen wird. Man unterscheidet T-Schlitzkolben, U-Schlitzkolben und Querschlitzkolben. Isostatikkolben Kolben für hochbeanspruchte Zweitaktmotoren. Bolzenaugen und unterer Schaftteil werden durch Stützrippen verbunden. Zwischen Kolbenboden und Bolzenaugen ist keine Verrippung vorgenommen. Erhöhte Gestaltsfestigkeit, auch bei durch Kolbenfenster geschwächtem Schaft, gleichmäßige Wärmeabfuhr und Wärmeverteilung, wirksame Schmierung des Kolbenbolzens und laufruhige Spielbemessung. Sintalkolben Aus Sinterwerkstoffen mit verschiedenen Legierungsvarianten. Hervorragende Warmhärte und Warmfestigkeit, besonders geringe Wärmedehnung und ausgezeichnete Lauf- und Verschleißeigenschaften.