DE2647250A1

DE2647250A1 - Verschraubter kolben fuer verbrennungsmotore

Info

Publication number: DE2647250A1
Application number: DE19762647250
Authority: DE
Inventors: Frantisek Dipl Ing Kolar
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1976-10-20
Filing date: 1976-10-20
Publication date: 1978-04-27
Also published as: DE2660387C2; ES331500Y; DE2647250C3; US4185544A; CH622586A5; GB1548521A; JPS5351324A; ES231500Y; FR2368613A1; JPS6025620B2; FR2368613B1; ES231500U; BR7706952A; DE2647250B2

Description

AHLE GMBHj Pragstrasse 26-46, 7000 STUTTGART 50

Verschraubter Kolben für Verbrennungsmotore

Die Erfindung betrifft einen Kolben für Verbrennungsmotore mit einem den Schaftbereich umfassenden Unterteil und einem mit diesem über Dehnschrauben verbundenen den Boden und Ringbereich bildenden Kolbenoberteil, bei dem die Dehnschrauben im Kolbenunterteil auf in jeweilige Bohrungen im Kolbenunterteil eingreifenden Dehnhülsen aufliegen und bei denen die jeweilige Auflage zwischen Dehnhülse und Kolbenunterteil über eine konvexe Fläche an der Dehnhülse und eine entsprechend konkave Fläche an dem Kolbenunterteil erfolgt, wobei der Radius der konvexen Fläche kleiner als derjenige der entsprechenden konkaven Fläche ist.

Die Dehnhülsen verwendet man, um den Schrauben eine bestimmte Vorspannung aufgeben zu können, die erforderlich ist, um im Betrieb eine sichere Verbindung zwischen Kolbenober- und Unterteil zu gewährleisten.

Bei den bisherigen Ausführungen lagen die Mittelpunkte der Radien der konvexen und konkaven Auflageflächen jeweils beide auf der Achse der Schraubenbohrungen im Kolbenunterteil. Die unterschiedlich großen Radien in der erwähnten Art werden

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gewählt, um beim Anziehen der Schrauben im Außenbereich der Auflagefläche des Kolbenunterteils für die Dehnhülse keine Überbelastung zu erhalten. Denn in der Praxis hat sich gezeigt, daß dieser Bereich in manchen Fällen rißgefährdet sein kann. Zu solchen Überbelastungen ist es früher besonders leicht gekommen, als man die Auflageflächen an Dehnhülse und Kolbenunterteil noch eben ausführte. Bei einer ebenen Ausführung der Auflageflächen läßt es sich nämlich aus Gründen der Herstellungsgenauigkeit nicht gewährleisten, daß eine gleichmäßige Auflage über die gesamte Fläche erfolgt. Es ist vielmehr unbestimmt, an welchen Bereichen der Auflageflächen eine starke Belastung auftritt. Durch die Wahl konvex-konkaver Auflageflächen, bei denen der Krümmungsradius für die Dehnhülsenauflage geringer ist als derjenige für das Kolbenunterteil wird bewirkt, daß die Dehnhülse zunächst im inneren Randbereich der Bohrung aufliegt und ein Kontakt über die gesamte Fläche sich erst beim Anziehen der Schraube einstellt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß im rißgefährdeten Außenbereich der Unterteilauflagefläche keine solche Risse begünstigende Überbelastung erfolgt.

Bei dieser Ausführungsform ist es jedoch möglich, daß es in bestimmten Fällen zu einer Überbeanspruchung des Innenbereichs der Bohrung, d.h. konkret der inneren Kante der Auflagefläche für die Dehnhülse, im Kolbenunterteil kommen kann.

Um diese Gefahr sicher auszuschließen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Mittelpunkt des Krümmungsradius der kreisringförmigen konvexen Auflagefläche der Dehnhülse im Unterschied zu demjenigen der konkaven Gegenfläche des Kolbenunterteiles neben die Längsachse der Dehnungshülse zu legen.

Auf diese Weise erfolgt die erste Berührung zwischen Dehnungshülse und Kolbenunterteil radial gesehen im Mittelbereich der Auflagefläche zwischen Dehnhülse und Kolbenunterteil. Beim

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Anziehen der Schraube erhalten die gegeneinander liegenden Auflageflächen dann von einer mittleren ersten Berührungslinie aus vollen Kontakt. Bei dieser Ausführungsform ist gewährleistet, daß weder der Auflageaußen- noch Innenbereich überbelastet werden. Insbesondere wird eine nach der bisherigen Ausführung der Auflage mögliche plastische Verformung oder Abschiebung der Bohrungsinnenkante sicher vermieden.

Durch die Auflagefläche einer bestimmten Größe kanu von dem Material des Kolbenunterteils nur eine bestimmte Auflagekraft aufgenommen werden. Höhere Schraubenkräfte würden im Betrieb des Kolbens an der Auflagefläche zu Schäden führen. Da jedoch in bestimmten Fällen höhere Schraubenkräfte aufgebracht werden müssen als die Auflagefläche einer mit konstantem Durchmesser durchlaufenden Bohrung im Unterteil gestatten würde, wird für die Auflage der Dehnhülse erfindungsgemäß noch eine weitere Verbesserung vorgeschlagen.

Diese besteht darin, daß die Dehnhülse an ihrer der Auflagefläche zugewandten Seite mit einem abnehmbaren umfangmäßig teilbaren Kopf versehen wird. Dadurch ist es möglich, die Bohrung im Unterteil des Kolbens lediglich im Bereich der Dehnhülsenauflagefläche zu erweitern und im übrigen Bereich mit einem kleineren Durchmesser zu versehen. Dies ist insofern von Bedeutung^ als im unteren Bereich des Kolbenunterteils, durch den sieh die Bohrung erstreckt, in vielen Fällen für eine größere Bohrung kein Platz ist. Durch das Vorsehen eines getrennten teilbaren Kopfes im Auflagebereich der Dehnhülse ist es möglich, das Kopfstück im geteilten Zustand durch den engen Bohrungsbereich einzuführen und im Auflagebereich sodann bei der Montage der Dehnhiilse so an diese anzulegen, daß eine im Vergleich zum unteren Bereich der Bohrung größere Auflagefläche erzielt werden kann. Nähere Angaben hierzu enthält das nachstehend angegebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel.

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In dem mit 1 bezeichneten Kolbenunterteil liegt in einer Bohrung 2 eine Dehnschraube 3 über eine Dehnhülse 4 an dieser an. Der Krümmungsradius der konvexgewölbten Auflagefläche der Dehnhülse 4 ist mit R2 und der Krümmungsradius der konkaven Auflagefläche des Kolbenunterteiles mit Rl bezeichnet. Im Gegensatz zum Mittelpunkt Ml des Radius Rl liegt der Mittelpunkt M2 des Radius R2 neben der Bohrungsachse 2. Mit A ist der erste Berührungspunkt zwischen der konvexen Auflagefläche der Dehnhülse und der konkaven Fläche des Kolbenunterteiles angegeben. Von diesem Punkt aus erhält die Auflagefläche beim Anziehen der Dehnschraube 3 zu beiden Seiten hin vollen Flächenkontakt, wodurch beim Anziehen der Schraube eine Überbelastung sowohl des Außen- als auch Innenbereichs der Auflagefläche sicher vermieden wird.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dehnhülse 4 mit einem aus zwei Hälften 5' und 5" bestehenden Kopfstück 5 versehen. Dieses Kopfstück 5 wird von der Dehnhülse 4 in einer zylindrischen Führung gehalten. Die Bohrung im Kolbenunterteil erweitert sich im Auflagebereich der Dehnhülse. Die Montage der Dehnhülse erfolgt in der Weise, daß zunächst die Einzelteile des Kopfstückes 5¹ und 5" einzeln in die Bohrung eingebracht werden und sodann mit der Dehnhülse verbunden werden.

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Leerseite

Claims

A η s ρ r ü c h e

1./ Kolben für Ver br e nnun gsmo tore mit einem den Schaftbereich umfassenden Unterteil und einem mit diesem über Dehnschrauben verbundenen den Boden und Ringbereich bildenden Kolbenoberteil, bei dem die Dehnschrauben im Kolbenunterteil auf in jeweilige Bohrungen im Kolbenunterteil eingreifenden Dehnhülsen aufliegen und bei denen die jeweilige Auflage zwischen Dehnhülse und Kolbenunterteil über eine konvexe Fläche an der Dehnhülse und eine entsprechend konkave Fläche an dem Kolbenunterteil erfolgt, wobei der Radius der konvexen Ringfläche kleiner als derjenige der konkaven Ringfläche ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Mittelpunkt (M2) des Krümmungsradius (R2) der kreisringförmigen konvexen Auflagefläche der Dehnhülse (4) im Unterschied zu demjenigen (Ml) der konkaven Gegenfläche des Kolbenunterteiles (1) neben der Längsachse der Dehnungshülse liegt.

2.Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß die Dehnhülse (4) zur Auflagefläche hin einen lösbaren umfangsmäßig teilbaren Kopf (5) aufweist.

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