CH663989A5

CH663989A5 - Gebauter kolben fuer eine brennkraftmaschine.

Info

Publication number: CH663989A5
Application number: CH4907/84A
Authority: CH
Inventors: Herbert Deutschmann
Original assignee: Mtu Friedrichshafen Gmbh
Priority date: 1984-07-17
Filing date: 1984-10-12
Publication date: 1988-01-29
Also published as: GB2161896A; US4614150A; IT1177226B; IT8423613A0; IT8423613A1; DE3426238A1; FR2567963A1; JPS6138145A; ES8506857A1; GB2161896B; ES537035A0; GB8514567D0

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen gebauten Kolben für eine Brennkraftmaschine mit einem Kolbenunterteil aus Leichtmetall und einem Kolbenboden mit Kolbenringen, der mit Dehnschrauben am Kolbenunterteil befestigt ist, wobei zum einfachen Abbau des Kolbenbodens die Köpfe der Dehnschrauben im Kolbenboden angeordnet sind, mit einem Ölabstreifring und mit einem durch Kolbenboden und Kolbenunterteil gebildeten Kühlölringraum.

Mit derartigen gebauten Kolben kann das Gewicht des Kolbens niedrig gehalten werden, bei gleichzeitig hoher Hitzebeständigkeit gegenüber den Brenngasen durch Verwendung von entsprechendem Material für den Kolbenboden.

Die Verbindung zwischen Kolbenboden und Kolbenunterteil muss die bei der Verbrennung im Brennraum entstehenden Druckkräfte vom Kolbenboden über das Kolbenunterteil auf den Kolbenbolzen übertragen, die Massenkräfte des Kolbenbodens in den beiden Totpunkten des Kolbenweges aufnehmen und dabei die Abdichtung zwischen Kolbenboden und Kolbenunterteil gegenüber der Kühlflüssigkeit des Kühlölringraumes gewährleisten. Hierzu sind Schrauben bekannt, deren Gewinde im Kolbenunterteil direkt eingeschraubt ist. Durch die durch das Gewinde zu übertragenden Druck- und Massenkräfte treten im Bereich der Gewindebohrungen Dauerbrüche auf, die auch durch die Anordnung von Stahlgewindebuchsen im Leichtmetall des Kolbenunterteiles nicht vermieden werden können. Um diese Dauerbrüche zu vermeiden und um die Dichtheit zwischen Kolbenboden und Kolbenunterteil zu erhöhen, ist es bekannt, eine grosse Anzahl von Dehnschrauben für die Verbindung anzuordnen. Damit wird jedoch die Kolbenmasse in unerwünschter und oftmals nicht zulässiger Weise erhöht, wobei die vollkommene Dichtheit trotzdem nicht zu erreichen ist und weiterhin in den vom Zünddruck belasteten Zonen des Kolbenunterteiles vom Gewindegrund ausgehende Dauerbrüche die Lebensdauer des Kolbens stark einschränken. Bei dauerfester Gestaltung der Gewindeverbindungen mit einer grösseren

Schraubenlänge wird das Kolbenunterteil wesentlich länger und damit zusätzlich schwerer.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Teile des eingangs erwähnten, gebauten Kolbens so auszubilden und anzuordnen, dass die im Betrieb auftretenden Kräfte ohne Dauerbrüche im Bereich der Gewindeverbindung aufgenommen und übertragen werden können. Dabei soll der Übertritt von Kühlöl in den Brennraum unterbunden werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass für die Verbindung von Kolbenunterteil und Kolbenboden zwei Dehnschrauben vorgesehen sind, die in einer zur Kolbenbolzenachse senkrechten Mittelebene symmetrisch und parallel zueinander angeordnet sind, dass zum Zusammenspannen von Kolbenboden und Kolbenunterteil mit den Dehnschrauben zusammenwirkende Muttern eine rohrförmige Verlängerung mit einem Aussengewinde aufweisen, mit dem die Muttern in entsprechende Innengewinde des Kolbenunterteiles eingeschraubt sind und dass der Ölabstreifring zwischen Kolbenboden und Kolbenunterteil angeordnet ist, wobei eine Flanke seiner Ringnut dem Kolbenboden und die andere Flanke dem Kolbenunterteil zugeordnet ist.

Durch diese Massnahmen sind die Dehnschrauben nur in Zonen geringer Druckbeanspruchung des Kolbenunterteiles angeordnet, weil die Übertragung der Zündkräfte vorwiegend in der Zone zwischen Kolbenboden und Kolbenbolzen erfolgt. Damit wird die Druckkomponente der Dauerwechselbeanspruchung der Schraubenverbindung und des umgebenden Materials verringert.

Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Muttern weist das Kolbenunterteil keine hochbeanspruchte Gewindeverbindung auf und die Muttern sind bei Montage und Demontage des Kolbenbodens im Kolbenunterteil fest verankert. Die auftretenden, massebedingten Zugkräfte können ohne nennenswerte Beanspruchung der Gewindeverbindungen des Kolbenunterteiles übertragen werden. Aufgrund der geringen Schraubenanzahl ist das Kolbengewicht entscheidend verringert.

Die durch die Verringerung der Schraubenanzahl bedingte grössere Leckmenge des Kolbenkühlöls wird durch die vorgeschlagene Anordnung des Ölabstreifringes zwischen Kolbenboden und Kolbenunterteil ohne zusätzlichen Aufwand durch die Ölableitkanäle der Ringnut des Ölabstreifringes in das Kurbelgehäuse zurückgeleitet und kann damit nicht in den Verbrennungsraum gelangen.

Ein Losschrauben der Mutter aus dem Kolbenunterteil bei Montage des Kolbenbodens wird dadurch sicher vermieden, dass die Gewindeverbindung zwischen den Muttern und dem Kolbenunterteil eine der Gewindesteigung der Dehnschraube entgegengesetzte Steigung aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäs-sen Kolben;

Figur 2 eine Draufsicht auf diesen Kolben.

In den Zeichnungen ist ein Kolben für eine Brennkraftmaschine dargestellt mit einem Kolbenboden 11 aus hoch-warmfestem Material mit Kolbenringen 12, einem Kolbenunterteil 13 aus Leichtmetall und einem Ölabstreifring 14. Kolbenboden 11 und Kolbenunterteil 13 werden durch zwei Dehnschrauben 15 mit Muttern 16 zusammengespannt. Die beiden Dehnschrauben sind in Zonen geringer Druckbeanspruchung des Kolbenunterteiles in einer zur Achse eines Kolbenbolzens 17 senkrechten Mittelebene symmetrisch und parallel zueinander angeordnet.

Kolbenboden 11 und Kolbenunterteil 13 bilden gemeinsam einen Kühlölringkanal 18, der durch eine ringförmige Auflage 19 und durch eine Zentrierpassung 20 abgeschlossen

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wird und in bekannter, nicht dargestellter Weise über Spritzdüse und Fangtrichter mit Kühlöl versorgt wird.

Die Muttern 16 weisen eine rohrförmige Verlängerung 21 mit einem Aussengewinde 22 auf, dessen Steigung der Gewindesteigung der Dehnschraube 15 entgegengesetzt ist. Mit diesem Aussengewinde 22 sind die Muttern in entsprechende Innengewinde des Kolbenunterteiles 13 eingeschraubt.

Der Ölabstreifring 14 ist zwischen Kolbenboden 11 und Kolbenunterteil 13 angeordnet. Eine Flanke 24 seiner Ringnut 23 ist dabei dem Kolbenboden 11, die andere Flanke 25 dem Kolbenunterteil 13 zugeordnet. Von der Ringnut 23 leiten mehrere Ölableitkanäle 26 das von der Zylinderwand durch die Ölabstreifringe 14 abgestreifte Öl und das Lecköl des Kühlkanals 18, das die Zentrierpassung 20 passieren konnte, in das Kurbelgehäuse zurück.

5 Zur Kühlung der Dehnschrauben sind in der ringförmigen Auflage 19 noch Nuten 27 eingearbeitét, die einen Teil des Kühlöls aus dem Kühlölringraum 18 an den Schäften der Dehnschrauben 15 vorbeileiten. Von einem Sammelraum 28 wird das Kühlöl über Bohrungen 29 in das Kurbelgehäuse io zurückgeleitet.

Ci

1 Blatt Zeichnungen

Claims

663 989 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Gebauter Kolben für eine Brennkraftmaschine mit einem Kolbenunterteil aus Leichtmetall und einem Kolbenboden mit Kolbenringen, der mit Dehnschrauben am Kolbenunterteil befestigt ist, wobei zum einfachen Abbau des Kolbenbodens die Köpfe der Dehnschrauben im Kolbenboden angeordnet sind, mit einem Ölabstreifring und mit einem durch Kolbenboden und Kolbenunterteil gebildeten Kühlöl-ringraum, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verbindung von Kolbenunterteil (13) und Kolbenboden (11) zwei Dehnschrauben (15) vorgesehen sind, die in einer zur Kolbenbolzenachse senkrechten Mittelebene symmetrisch und parallel zueinander angeordnet sind, dass zum Zusammenspannen von Kolbenboden (11) und Kolbenunterteil (13) mit den Dehnschrauben (15) zusammenwirkende Muttern (16) eine rohrförmige Verlängerung (21) mit einem Aussengewinde (22) aufweisen, mit dem die Muttern (16) in entsprechende Innengewinde des Kolbenunterteiles (13) eingeschraubt sind und dass der Ölabstreifring (14) zwischen Kolbenboden (11) und Kolbenunterteil (13) angeordnet ist, wobei eine Flanke (24) seiner Ringnut (23) dem Kolbenboden (11) und die andere Flanke (25) dem Kolbenunterteil (13) zugeordnet ist.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Gewindeverbindung zwischen den Muttern (16) und dem Kolbenunterteil (13) eine der Gewindesteigung der Dehnschrauben ( 15) entgegengesetzte Steigung aufweist.