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Axial selbstführender Kolbenbolzen.
Zur axialen Fixierung von Kolbenbolzen gibt es eine Reihe von Einrichtungen, wie Sicherung- ringe, sogenannte Kolbenbolzenpilze und Fixierungen mittels Schrauben oder Stiften, teils im Kolben, teils in der Kolbenstange ; auch Festklemmen des Bolzens in geschlitzten Kolbenstangenaugen werden vielfach in der Praxis angewendet. In diesen Fällen muss der Kolbenbolzen wesentlich kürzer ausgeführt sein als die Bohrung des Zylinders bzw. der Aussendurchmesser des Kolbens ist, um für die Fixierungen entsprechend Raum zu belassen.
In der amerikanischen Patentschrift Nr. 1441729 ist bereits ein Kolbenbolzen beschrieben, welcher eine Länge gleich der Zylinderbohrung aufweist und kugelig bearbeitete Stirnflächen besitzt, die zur axialen Führung des Kolbenbolzens in der Zylinderbohrung dienen. Dieser Kolbenbolzen ist jedoch massiv und bei den heutigen schnellaufenden Motoren, die mit spezifisch hohen Drücken arbeiten, sind die Lagerbelastungen so gross, dass grössere Bolzendurchmesser erforderlich sind und massive Bolzen für die hohe Drehzahl der Maschinen zu schwer wären.
Vorliegende Erfindung bezweckt nun, Kolbenbolzen von sehr geringem Gewicht zu ermöglichen und solche hohle Kolbenbolzen entsprechend kräftig und mit Rändern, die kugelige Stirnflächen zur Selbstführung des Kolbenbolzens im Zylinder aufweisen, auszubilden. Ein solcher Kolbenbolzen hat Wandstärken, die ungefähr ein Zehntel seines Durchmessers betragen und kann daher für schnellaufende Maschinen als einer der leichtesten Kolbenbolzen gelten. Um den Bolzen gegen Ovaldrücken infolge der auftretenden Belastungen genügend kräftig zu halten, sind ringartige Versteifungen vorgesehen. Solche Randversteifungen dienen gleichzeitig als axiale Führungen für den Kolbenbolzen in der Zylinderbohrung.
Die Bohrungen der Randversteifungen des Kolbenbolzens dienen zur Aufnahme des Bolzens beim Schleifen des Aussendurchmessers und es können ausserdem Aussenkungen in einem Winkel von 60 vorgesehen sein, die zur Aufnahme des Kolbenbolzens in Schleifmaschinen zum Schleifen seines Aussendurchmessers dienen. Die Stirnflächen des Kolbenbolzens werden nur um das Laufspiel kleiner als die Zylinderbohrung kugelig gedreht oder geschliffen und die Kanten etwas gebrochen, wodurch sich eine genügende Anlagefläche in der Zylinderbohrung ergibt und der Kolbenbolzen axial gut geführt ist. Gleichzeitig wird eine grössere Lagerauflage des Kolbenbolzens erzielt, da keine Sicherungen notwendig sind, die zwischen den Enden des Kolbenbolzens und der Zylinderbohrung im Kolbenaugewie sonst üblich-vorgesehen werden.
Es ist daher klar, dass der Kolbenbolzen nach vorliegender Erfindung die grösstmöglichste Länge aufweist und niedrigere Lagerbelastungen besitzt. Die Randversteifungen bzw. axialen Stützwände können im Kolbenbolzen auch separat eingesetzt, eingewalzt oder eingepresst werden. Jedenfalls sind auch diese gesondert eingesetzten Randversteifungen bzw. Führungen mit den Kolbenbolzenenden zu Kugelflächen bearbeitet, die nur um das Laufspiel kleiner als die Zylinderbohrung dimensioniert sind.
Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Zylinder, Kolben und Kolbenbolzen gemäss der Erfindung. Fig. 2 zeigt einen Querschitt durch Zylinder und Kolben samt dem Längsschnitt durch den Kolbenbolzen. Fig. 3 zeigt einen Kolbenbolzen mit einer mittleren Ringrippe und zwei eingewalzten Randführungen. Schliesslich zeigt die Fig. 4 eine Variante mit mehreren Ringversteifungen und eingepressten Randführungen.
Der Kolbenbolzen 1 hat kugelig bearbeitete Stirnflächen 1', die nur um das Laufspiel kleiner sind als die Zylinderbohrung 10. Die Randversteifungen 2 weisen Bohrungen 3 auf, die unter 60 ausgeführte Einsenkungen 4 enthalten zur Aufnahme des Kolbenbolzens zwischen Körnerspitzen beim
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Bearbeiten des Aussendurchmessers des Kolbenbolzens. Eine Mittelrippe 5 dient zur Versteifung des
Kolbenbolzens, um denselben in seinen Wandstärken möglichst dünnwandig und für hochtourige Maschinen möglichst leicht zu halten. Eine Bohrung 6 ist in der Ringrippe 5 vorgesehen. Zwecks Austrittes des im Kolbenbolzeninnern sich sammelnden Öles können Bohrungen 7 vorgesehen sein. Der Kolben ist mit 8, der Zylinder mit 9 bezeichnet.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Zylinder 9 und den Kolben 8 und es ist der Kolbenbolzen 1 in seinem Längsschnitt ersichtlich : Bei dieser Ausbildung ist deutlich zu ersehen, wie die Stirnflächen l'in der Bohrung 10 des Zylinders anliegen.
Fig. 3 zeigt einen Kolbenbolzen 1, in welchem Randführungen 11 eingewalzt sind. Mit 12 sind die konischen Aussendurchmesser der Randführungen 11 bezeichnet. Die kugeligen Stirnflächen des Kolbenbolzens sind mit l'bezeichnet.
In der Fig. 4 ist eine Variante eines Kolbenbolzens 1 dargestellt, welcher mehrere Ringrippen 5 mit Bohrungen 6 aufweist. An den Enden des Kolbenbolzens sind Randführungen 13, die aus Blech gepresst sein können, eingepresst und mit den Stirnflächen des Kolbenbolzens 1 kugelig bearbeitet. Die Aussenkungen unter 600 zwecks Aufspannens des Kolbenbolzens zum Schleifen des Aussendurchmessers sind mit 14 bezeichnet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Axial selbstführender Kolbenbolzen, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zur Erzielung geringen Eigengewichtes auf eine dünne Wandstärke ausgespart ist und zur Versteifung Ringrippen besitzt, wobei die Randrippen zu kugeligen Flächen zur Führung des Kolbenbolzens im Zylinder ausgebildet sind.