DE2147551A1 - Kolben fuer hubkolbenmaschinen - Google Patents

Description

• Kolben für Hubkolbenmaschinen Die Erfindung betrifft einen Kolben für Hubkolbenmaschinen, insbesondere fttr Brennkraftmaschinen, der durch einen Kolbenbolzen mit der pleuelstange verbunden ist An Hubkolbenmaschinen werden immer wieder Reparaturen erforderlich, die sich auf die Kolbenringe, den Kolbenbolzen, die Pleuelstange bzw. -Lager, die Zylinderbüchse oder gar auf den Kolben selbst beziehen. Zur Durchfahrung dieser Arbeiten muß immer die ölwanne und die Pleuelstange demontiert werden, da es insbesondere im Motorenbau durch die Blockbauweise nur selten möglich ist, den Zylinder abzuheben. Flir diese Vorarbeiten wird nicht nur ein erheblicher Zeitaufwand benötigt, hauptsächlich störend ist vielmehr, daß die eigentlichen Reparaturarbeiten dann von unten her durchgeftihrt werden müssen, so daß der Monteur einem dauernden Öltropfen ausgesetzt ißt und zudem meist noch schlechte Lichtverhältnisse in Kauf nehmen muß.
• Durch die deutsche PS 595 337 ist in dieser Hinsicht bereits ein mehrteiliger Kolben bekanntgeworden, bei dem der die Kolbenring. tragende Kolbenkopf durch in die Kolbenbolzenaugen eingegossene Blattschrauben und im Kolbenboden angeordnete Muttern am Kolbenkörper befestigt ist.
• Der Kolben hat den Vorteil, daß ein leichtes Auswechseln der Kolbenringe von oben her ermöglicht wird. HLerzu muß lediglich der Zylinderkopf abmontiert und die beiden Schraubenmuttern im Kolbenboden gelöst werden, danach erfolgt die Abnahme des Kolbenkopfes. Der kolben hat jedoch die Nachteile, daß er durch die mehrteilige Ausführung genaue Zentrierungen erfordert, teuer in der Herstellung ist und daß etwaige Schäden am Kolbenbolzen, an der Zylinderbüchse, am Kolben selbst oder evtl. an der Pleuelstange immer noch von unten, d.h. durch Abnehmen der Ölwanne behoben werden müssen.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen einfachen, vornehmlich einteiligen Kolben zu schaffen, bei ae die genannten Nachteile vermieden werden, d.h. einen Kolben zu bauen, der unmittelbar nach Abnahme des Zylinderkopfes in seiner Gesamtheit leicht nach oben auszubauen ist, damit such der Kolbenbolzen, die Zylinderbüchse und die Pleuelstange bzw. ihre Lagerung sum Demontieren zugängig ist.
• Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kolbenbolzen von unten in den Kolbenkörper einsetzbar ist, daß am b*w. im Kolbenkörper Anschlagflächen für den Kolbenbolzen vorgesehen sind und daß die Verbindung des Kolbenkörpers mit dem Kolbenbolzen durch vom Koltenboden aue lö- bzw. festzi@hbare Zuganker erfolgt.
• Die Anschlagflächen am Kolbenkörper können dabei als nach unten offene Halbschalen oder als zum Kolbenboden parallele, den Abstand vom Kolbenboden zum Kolbenbolzen featlegende, ebene Flächen ausgebildet sein.
• Bei schalenförmigen Anschlagflächen wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, die Zuganker als Schrauben, vorzugsweise als Dehnschrauben auszubilden, die von oben durch ii Kolbenboden vorgesehene Bohrungen einführbar sind und mit ihrem Gewinde in entsprechende Muttergewinde, die im Kolbenbolzen angebracht sind, eingreifen. Bei röhrenförmigen Kolbenbolzen empfiehlt ss sich, innerhalb derselben Muttern für die Schrauben vorzusehen und im Kolbenbolzen selbst lediglich Durchgangslöcher anzubringen. Durch diese Maßnahme wird der Kolbenbolzen festigkeitsmäßig entlastet.
• Je nach der Ausführung eines Kolbens wird erfindungsgemäß wahlweise vorgeschlagen, an Stelle der Schrauben als Zuganker U-förmig ausgebildete, den Kolbenbolzen umgreifende, von unten in den Kolbenkörper einsetzbare Bügel zu verwenden und dies Bügel mit in Senkbohrungen angeordneten Muttern vom Kolbenboden aus festzuziehen. Hierbei werden die Muttern vorzugsweise als Hutmuttern ausgebildet, um ein Verzundern des Gewindes und damit ein schweres Auswechseln zu vermeiden. Bei Verwendung von U-förmigen Bügeln wird noch vorgeschlagen, im Kolbenbolzen ringförmige Ausnehmungen anzubringen und in diese die Bügel einzulegen, wodurch der Kolbenbolzen gleichzeitig in axialer Richtung eine Sicherung erhält.
• Ein weiterer wahlweiser Vorschlag besteht erfindungegemäß darin, die Zuganker aus jeweils zwei vom Kolbenboden aus einführbare Schrauben und einem halbechalenförmigen, den unteren Teil des Kolbenbolzens umgreifenden Lagerbügel aufzubauen. Diese Ausführung wird zweckmäßigerweise insbesondere für kleine Kolben verwendet, um den Kolbenbolzen nicht unnötig zu schwächen.
• Ebenfalls hauptsächlich far kleinere Kolben wird nach der Erfindung vorgeschlagen, die Zuganker als ringförmige Lagerstücke mit jeweils einer an ihrem Umfang angearbeiteten paßfläche zum Anlegen an die ebenen Anschlagflächen am Kolbenkörper auszubilden, wobei die zum Kolbenboden führenden Schraubenbolzen mit den lagerstücken aus einem Teil bestehen oder wobei letztere jeweils ein Gewinde zum Aufnehmen von Schrauben aufweist.
• Mit den angeführten Vorschlägen wird nicht nur die gestellte Aufgabe voll gelöst, sie bringen auch noch den Vorteil einer wesentlichen Zeitverkürzung von Reparaturen, welche nunmehr nur noch von einem Mann auegefuhrt werden können. Der Kolben ist einfach in seine!n Aufbau, kann große Druckübertragungsfiächen erhalten und die Schrauben oder Schraubenbolzen werden nur auf Zug beansprucht, eo daß keine Gefahr einee Bruchs besteht. Nachdem der gesamte Kolben ausgebaut iet, wird das pleuellager zugängig und das Pleuel kann abgebaut werden.
• Es wird noch bemerkt, daß es Je nach Wahl der Werkstoffe für Kolbenkörper, Kolbenbolzen und Zuganker durchaus erforderlich werden kann, die Zuganker in Führungsbüchsen zu betten, um ein evtl. Lösen bei wechselnden Temperaturen zu verhindern. Dies fällt natürlich mit unter den Erfindungsgedanken.
• Einzelheiten der Erfindung geben aus der nachfolgenden Beschreibung einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch. einen Kolben nach der Erfindung, Fig. 2 den Kolben nach Fig. 1 entsprechend einem Schnitt 1-1, Fig. 3 die Anwendung der Erfindung bei einem hohlen Kolbenbolzen, Fig. 4 weitere Ausführungsmöglichkeiten für die Zuganker, und 5 Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen andere ausgebildeten Kolben mit zwei angesetzten, jeweils verschiedenen lagerstücken nach der Erfindung, Pig. 7 den Kolben nach Fig. 6 von der Seite gesehen.
• In Fig. 1, ist in einem einteiligen Kolbenkörper (1) von unten ein Kolbenbolzen 2 bis zum Anliegen an halbschalenförmige Anschlagflächen 3 eingeführt. Im Kolbenboden 4 sind mit Senkbohrungen 5 versehene Durchgangsbobruflgen 6 für hier innensechskantschrauben 7 vorgesehen, die rnit ihrem Gewinde 8 in im Kolbenbolzen 2 eingearbeitete Mutter gewinde 9 eingeschraubt sind. Durch Anziehen der Schrauben 7 kommt der Kolbenbolzen 2 fest in den Anschlgflächen 5 zum Anliegen und bildet mit dem Kolbenkörper ein starres Stück. Das Auswechseln des Kolbenkörpere erfolgt lediglich durch Entfernen der Schrauben 7.
• Fig. 2 zeigt den Kolben nach Fig. 1 von der Seite. ao daß die Ausbildung der halbschalenförmigen Anschlagflächen 3 genauer zu erkennen iet.
• In Fig. 3 ist ein hauptsächlich für gröbere Kolben in Frage kömmander hohler Kolbenbolzen 10 dargestellt, der Durchgangslöcher 11 aufweist. Im Kolbenbolzen 10 sind eingepaßte Muttern 12 zum Einschrauben der hier als Sechkantschrauben 13 ausgebildeten zuganker vorgesehen.
• Fig. 4 zeigt einen Kolbenbolzen 2 von der Seite, der von einem als U-förmiger BUgel 14 ausgebildeten Zuganker umgriffen wird. Um ein axiale Verschieben es Kolbenbolzens 2 zu verhindern, liegen die Bügel 14 in ringförmigen Ausnehmungen t5 desselben. Die Befestigung im Kolbenkörper erfolgt wie in den Fig. 1 und 2, wobei daß Anzienen durch Muttern 16 erfolgt.
• In Fig. 5 ist ein aus zwei Sechskantechrauben 13 und einem den Kolbenbolzen 2 von unten umgreifenden schalenförmigen Bügel 17 bestehender Zuganker dargestellt, der in einem Kolben nach Fig. 1 eingebaut werden kann.
• Der gegossene Kolbenkörper 1 entsprechend der Fig. 6 ist für besonders leichte Kolben gedacht. Hier wird der Kolbenbolsen 2 in ringförmigen Lagerstücken 18, 19 gehaiten, die mit Paßflächen 20 an Anschlagflächen 21 des Kolbenkörpers 1 anliegen. In der linken Hälfte der Fig. 6 setzt sich der Zuganker aus dem ringförmigen Lagerstück 18, einem fest mit diesem verbundenen oder an diesem angearbeiteten Schraubenbolzen 22 und einer Mutter 23 @usammen, während er nach der rechten Figurenhälfte aus dem Lagerstück 19 und einer vom Kolbenboden 4 aus eingesetzten, in Gcwindebohrungen 24 des Lagerstückes 19 eingedrehten Schraube 25 besteht. In der Zeichnung ist die Schraube 25 so lang, daß sie zur axialen Sicherung des Kolbenbolzens 2 in diesen hineinragt, dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Der Xin- und Ausbau des Kolbens erfolgt wie beim Kolben nach Fig. 1.
• Aus Fig. 7 schließlich ist die Ausbildung der Lagerstücke 18, 19 entsprechend der Fig. 6 von der Seite zu ersehen.
• Bei den vorstehend beschriebenen Beispielen handelt es sich lediglich ui einige Ausführungsmöglichkeiten, die zeigen sollen, daßces eine große Anzahl von Varianten zur Lösung der gestellten Aufgabe gibt.

Claims (12)

Patentansprüche.

1). Kolben für Hubkolbenmaschinen, insbesondere fur Brennkraftmaschinen, der durch einen Kolbenbolzen mit der pleuelstange verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daJ der Kolbenbolzen (2, 10) von unten in den Kolbenkörper (1) einsetzbar ist, daß am bzw. im Kolbenkörper (1) Anschlagflächen (3, 21) für den Kolbenbolzen (2) vorgesehen sind und daß die Verbindung des Kolbenkörpers (1) mit den Kolbenbolzen (2) durch vom Kolbenboden (4) aus lös- bzw. festziehbare Zuganker (7; 13; 14, 16; 13, 17; 18, 22, 23; 19, 24) erfolgt.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen (3) für den Kolbenbolzen (2) ale nach unten offene Haibschalen ausgebildet sind.

3. Kolben nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker als Schrauben (7), vorzu(;sweis als Dehnschrauben, ausgebildet sind, die von oben durch im Kolbenboden (4) vorgeschene Bohrungen (6) einführbar sind und mit Ihrem Gewinde (8) in entsprechende Muttergewinde (9), die im Kolbenbolzen (2) angebracht sind, eingreifen.

4. Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge@ennzeichnet, daß bei rohrförmig ausgebildeten Kolbenbolzen (10) @nnerhalb derselben Muttern (12) für die Schrauben (13) vorgesehen sind, wobei der Kolbenbolzen (10) selbst Durchgangslöcher (11) aufweist.

5. Kolben nach den AnsprUchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zuganker als U-förmig gebogene, den Kolbenbolzen (2) umgreifende und von unten in deri Kolbenkörper (1) einsetzbare Bügel (14) ausgebildet sind, und daß die Bügel (14) durch im Kolbenboden (2) vorgesehene Muttern (16) lös- bzw. festziehbar sind.

6. kolben nach den Ansprüchen 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenbolzen (2) ringförmige Ausnehmungen (15) aufweist und daß die Bügel (14) in diese Ausnehmungen (15) eingreifen.

7. Kolben nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker aus jeweils zwei vom olbenbo@en (4) einführbaren Schrauben (13) und einem halbschalenförmigen, den unteren Teil des Kolbenbolzens (2) umgreifenden Lagerbügel (11) bestehen.

8. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dL die Anschlagflächen (21) am Kolbenkörper (1) als zum.

Kolbenboden (4) parallele, den abstand vom Kolben@oden (4) zum Kolbenbolzen (2) festlegende, ebene Fläche@ ausgebildet sind.

9. Kolben nach den Ansprüchen 1 und Ü, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker als ringförmige Lagerstucke (18) mit Jeweils einem nach oben weisenden, mit einer Mutter (23) versehenen Schraubenbolzen (22) ausgebi@-det sind und am Fuße des Schraubenbolzens (21) eine paßfläche (20) zum Anlegen an ciie Anschlagfläche@ e@ (21) des Kolbenkörpers (1) aufweisen.

10. Kolben nach den Anaprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker als ringförmige Lagerstücke (19) mit jeweils einer an ihrem Umfang angearbeiteten Paßfläche (20) zum Anlegen an die Anschlagflächen (21) des Kolbenkörper. (1) ausgebildet sind, und daß in diesen paßflächen (20) Gewindebohrunpen (24) zur Aufnahme von vom Kolbenboden (2) her eingeführten Schrauben (25) vorgesehen sind.

11. Kolben nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 uis 10, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schraubenköpfe oder Muttern in im Kolbenboden (4) vorgesehenen Senkbohrungen (5) liegen und ihre Oberkante eine Ebene mit dem Kolbenboden (4) bildet.

12. Kolben nach Anspruch 1 und 5 oder 9, dadurch gekernzeichnet, daß die in Kolbenboden (4) versenkt aneordneten Muttern (16, 23) vorzugsweise als Hutmuttern ausgebildet sind.