CH622586A5

CH622586A5 -

Info

Publication number: CH622586A5
Application number: CH1261577A
Authority: CH
Inventors: Frantisek Dipl Ing Kolar
Original assignee: Mahle Gmbh
Priority date: 1976-10-20
Filing date: 1977-10-14
Publication date: 1981-04-15
Also published as: US4185544A; BR7706952A; ES331500Y; FR2368613A1; DE2647250A1; ES231500U; DE2660387C2; DE2647250B2; JPS6025620B2; GB1548521A; FR2368613B1; JPS5351324A; ES231500Y; DE2647250C3

Description

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. 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 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 gekennzeichnet, dass die Dehnhülse (4) zur Auflagefläche hin einen lösbaren umfangsmässig teilbaren Kopf (5) aufweist.

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 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 erfindungsge-mäss 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 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 kann 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 noch eine weitere Verbesserung vorgeschlagen.

Diese besteht darin, dass die Dehnhülse an ihrer der Auflagefläche zugewandten Seite mit einem abnehmbaren umfang-mässig 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 sich 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 Dehnhülse 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 Zeichnimg dargestellte Ausführungsbeispiel.

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 Detinhülse 4 ist mit R2 und der Krümmungsradius der konkaven Auflagefläche des Kolbenunterteiles mit R1 bezeichnet. Im Gegensatz zum Mittelpunkt Ml des Radius R1 liegt der Mittelpunkt M2 des Radius R2 neben der Bohrungsachse. 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 5' und 5" einzeln in die Bohrung eingebracht werden und sodann mit der Dehnhülse verbunden werden.

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1 Blatt Zeichnungen