DE1016062B - Kolben fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben für hoch beanspruchte Brennkraftmaschinen mit zwei auf der Innenseite des Kolbenhemdes angeordneten geschlossenen Kolbenbolzenaugen.

Bei schnell laufenden hoch aufgeladenen Brennkraftmaschinen werden die Kolben besonders stark beansprucht, so daß ihre Herstellung eine besondere Sorgfalt erfordert, um einen einwandfreien Lauf zu gewährleisten. Es wurde beobachtet, daß der dem Kolbenboden zugekehrte Teil der Kolbenbolzenaugen durch die Spaltwirkung des Kolbenbolzens in Umfangsrichtung der Bohrungen stark auf Zug beansprucht wird, so daß leicht Risse am Kolbenbolzenauge auftreten können. Darüber hinaus wird auch durch die Verformung des Kolbenbolzens selbst ein nachteiliger Einfluß auf das Kolbenbolzenauge ausgeübt, insofern nämlich, als die Spaltwirkung durch Vergrößerung des Durchmessers in der Horizontalebene weiter erhöht wird.

Da in den meisten Fällen eine weitere Materialanhäufung an den gefährdeten Stellen nicht möglich ist und auch die zur Verfügung stehenden Werkstoffe bis zum äußersten ausgenutzt sind, wird zur Behebung der vorgenannten Mängel erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Kolbenbolzenaugen mit an sich bekannten, senkrecht zur Kolbenbolzen- und Kolbenachse verlaufenden Zugankern zu versehen. Diese werden dabei knapp oberhalb der Kolbenbolzen angeordnet und bei Raumtemperatur so weit vorgespannt, daß bei Betriebslast und Betriebstemperatur die Streckgrenze derselben nicht überschritten wird. Sie bewirken eine Druckvorspannung im Kolbenbolzenauge.

Es ist zwar ein Kolben bekannt, bei welchem das Lagerauge mit einem Zuganker versehen ist. Diese Zugschraube ist aber nicht wie bei der Erfindung oberhalb der Kolbenbolzen vorgesehen, sondern sie liegt unterhalb der Kolbenzapfenachse. Sie erfaßt die unteren Enden des einzigen in der Mitte liegenden und geschlitzten Auges und hat lediglich den Zweck, den Durchmesser der Lagerbohrung zu verändern. Eine Erhöhung der Festigkeit des Lagerauges und damit des Kolbens selbst ist hierdurch nicht zu erreichen.

Es ist weiterhin zu Zwecken der Regulierung der Wärmedehnung und des Laufspieles eines Kolbens bekannt, oberhalb der Kolbenbolzenaugen senkrecht zur Kolbenbolzen- und Kolbenachse mittels Schrauben verspannte oder auch eingegossene Zuganker vorzusehen. Diese bekannten Zuganker haben indes keinen Einfluß auf die Spannungsverhältnisse im Kolbenbolzenauge.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Anmelder:

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg A. G._r Augsburg, Stadtbachstr. 7

Josef Heurich, Augsburg,

und Dr.-Ing. Fritz Eberle, Stadtbergen,

sind als Erfinder genannt worden

Fig. 1 bis 3 Schnitte durch den erfindungsgemäßen Kolben in den drei zueinander senkrechten Ebenen I-I, H-II und III-III.

Der. Kolben 1 ist in bekannter Weise mit einem schwimmenden Kolbenbolzen 2 versehen, auf welchem das Pleuel 3 drehbar gelagert ist. Der Kolbenbolzen selbst ist durch an beiden Stirnseiten vorgesehene Sicherungen 4 gegen axiales Verschieben gesichert. Die Kolbenbolzenaugen 5 sind in an sich bekannter Weise stufenförmig ausgebildet, derart, daß die Auflagefläche auf der oberen Hälfte des Bolzens wesentlich größer ist als an der unteren Hälfte, entsprechend der während des Betriebes auftretenden Kräfteverteilung.

Durch die Kolbenbolzenaugen hindurch sind senkrecht zur Kolbenbolzen- und Kolbenachse Zuganker 6 in Bohrungen eingepaßt, welche mittels Ringmuttern 7 vorgespannt werden können. Die Ringmuttern selbst sind in geeigneter Weise, beispielsweise durch Madenschrauben 8, gegen Lockern gesichert. Durch entsprechendes Anziehen der Zugschrauben in kaltem Zustand des Kolbens kann eine Druckvorspannung im Kolbenbolzenauge erreicht werden, welche das Aufspalten desselben verhindert. Zweckmäßigerweise wird für die Zugschrauben ein Werkstoff gewählt, der annähernd die gleiche Wärmedehnzahl aufweist wie derjenige des Kolbens. Bei unterschiedlicher Wärmedehnzahl von Kolben- und Zuganker sollen die beiden Werkstoffe so aufeinander abgestimmt sein, daß zufolge der größeren Wärmeausdehnung des Kolbenwerkstoffs bei Betriebslast die Streckgrenze des Dehnschraubenmaterials nicht überschritten wird.

An Stelle der mit Schrauben eingesetzten Zuganker können auch Zuganker, die während des Gießens unter

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Zugspannung gehalten werden, in den Kolben selbst eingegossen werden.

Claims (4)

Patentansprüche: ■

1. Kolben für, hoch, beanspruchte Brennkraft- -... ■ .maschinen mit zwei auf der Innenseite des -, Kolbenhemdes angeordneten geschlossenen Kolbenbolzenaugen und mit oberhalb der Kolbenbolzen senkrecht zur Kolbenbolzen- und Kolbenachse verlaufenden Zugankern, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker (6) in den Kolbenbolzenaugen (5) derart angeordnet sind, daß sie eine Druckvorspannung in denselben erzeugen.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Zuganker bei Raumtemperatur so weit vorgespannt werden, daß bei Betriebslast und Betriebstemperatur die Streckgrenze derselben nicht überschritten wird.

3. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker mittels zu sichernder Ringmuttern vorgespannt werden.

4. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker unter Vorspannung eingegossen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 518 148;
USA.-Patentschriften Nr. 2 044 087, 2 076 822, 110 346.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 697Λ87 9.57