DE2155998C3 - Montagebuchse zum Einführen eines mit Kolbenringen bestickten Kolbens in eine Zylinderbohrung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Montagebuchse zum Einführen eines Kolbens mit radial zusammendrückbaren Kolbenringen in eine Zylinderbohrung mit einem an beiden Seiten offenen, ein Einführungsund ein Auslaßende aufweisenden Ringkörper, dessen Einführungsende das Ende eines Kolbens gleitend aufnimmt und dessen Aui'-aßende eine Lippe aufweist, die sich radial in die Zylinderbohrung einsetzen läßt, wobei der Ringkörper eine im wesentlichen kegelstumpfförmige innere Oberfläche aufweist, die sich zum Auslaßende hin verjüngt.

Bei einer bekannten Montagebuchse dieser Art ist die Handhabung infolge ihres Gewichts recht kompliziert, und auch die Lebensdauer ist begrenzt, da ihr Auslaßende gegen Beschädigungen beispielsweise durch Herabfallen auf den Fußboden nicht geschützt ist. Da außerdem bei der bekannten Montagebuchse die Auslaßkante scharf ist, besteht praktisch ein*: Beschädigungsmöglichkeit der Auslaßkante durch jede Einwirkung. Beschädigungen am Auslaßende der Montagebuchse wirken sich aber besonders nachteilig aus, da an dieser Stelle die Kolbenringe blockiert und beschädigt werden können. Hinzu kommt, daß die bekannte aus Stahl oder Gußeisen hergestellte Montagebuchse besonders wegen der erforderlichen Bearbeitung relativ teuer ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Montagebuchse der angegebenen Bauart zu schaffen, die besonders leicht ist, eine geringe Anfälligkeit gegen Beschädigungen und damit eine größere Lebensdauer aufweist und ein schonendes Einführen der Kolben nebst Kolbenringen in den Zylinder ermöglicht. Außerdem wird angestrebt, die Herstellungskosten zu senken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ringkörper aus einer äußeren Kunststoffhülle und einer inneren Auskleidung aus Metall-

blech besteht, deren radiale Dicke erheblich geringer als die der Kunststoffhülle ist, daß sich die kegelstumpfförmige innere Oberfläche der Auskleidung vom Einführungsende bis zum Auslaßende erstreckt, daß zumindest der größere Teil der axialen Er-Streckung der Auskleidung mit der Kunststaffhülle in Anlage fest verbunden ist, daß die Auskleidung am Auslaßende mit der Kunststoffhülle abschließt oder axial von dieser etwas vorsteht, und daß die Kunststoffhülle im Lippemjereich einen Rand aufweist, dessen radialer Durchmesser erheblich größer ist, als der entsprechende Durchmesser der Auskleidung.

Vorteilhafte Ausstattungen der Erfindung sind mit den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Vorteile der erfmdungsgemäßen Montagebuchse liegen darin, daß sie infolge ihres niedrigen Gewichts sehr einfach zu handhaben ist und daß ihre Lebensdauer durch die Kunststoffbeschichtung, welche Stöße auffängt, erheblich verlängert wird. Die konische Innenfläche erstreckt sich vom Einführungs- bis zum Auslaßende, so daß die Durchmesserverringerung der entspannten Kolbenringe sthr schonend erfolgt. Da für die Montagebuchse nur noch sehr wenig Metall verwendet wird und keinerlei Oberflächenbearbeitung der Innenfläche mehr notwendig ist, weil die Auskleidung aus einem gewalzten Metallband hergestellt sein kann, kann die erfindungsgemäße Montagebuchse relativ billig hergestellt werden. _3u

Die Erfindung ist nachfolgend mit einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung beschrieben; es zeigt

Fig 1 einen vertikalen Schnitt der Montagebuchse,

Fig. 2 eine Vergrößerung des eingekreisten Teils der Fig. 1,

Fig. 3 einen vertikalen Schnitt der Montagebuchse auf einer Zylinderbohrung,

Fig. 4 eine Vergrößerung des eingekreisten Teils der Fig. 3,

Fig. 5 den vertikalen Teilschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der Montagebuchse,

Fig. 6 eine Vergrößerung des eingekreisten Teils der Fig. 5, F i g. 7 eine Modifizierung des Teils der F i g. 6.

Fig. 1 zeigt eine Montagebuchse 70 mit einem zusammengesetzten Metall-Kunststofi-Körper, der aus dem Metalleinsatz 72 und einer äußeren Kunststoffhülle 76 besteht, welche einstückig gespritzt sein kann. Sie stellt einen zylindrischen Körper dar, der an seinen beiden Enden 78 und 84 offen ist. Die Innenwand bzw. der Metalleinsatz 72 ist im wesentlichen konisch ausgebildet und erstreckt sich vom Einführungsende 84 bis zum Auslaßende 78. Der Innendurchmesser des Einsatzes 72 am Auslaßende 78 entspricht dem Durchmesser einer gegebenen Zylinderbohrung derart, daß die Kolbenringe frei empfangen v/erden, wenn diese mit einem Kolben in ihrem expandierten Zustand in die Buchse eingesetzt werden. !Durch die Verjüngung des Einsatzes 72 auf den Auslaß 78 zu werden die Kolbenringe beim Einschieben in die Montagebuchse auf den Außendurchmesser des Kolbens zusammengedrückt.

Nach einem Herstellungsverfahren wird zuerst die äußere plastische HuHe 76 aus Polyurethan einstückig gegossen und auf einer Drehbank entsprechend abgedreht. Der ir. den Hohlraum der plastischen Hülse 76 einzusetzende Einsatz wird aus einem zähen, verschleißfesten Metall vorzugsweise einem harten rostfreien Austenitstahlblech hergestellt, welches eine Dicke von etwa 0.02 bis 0,03 oder 0,51 bis 0,76 mm aufweisen kann. Das Stahlblech wird entsprechend zugeschnitten und um einen Kern gewickelt, dessen Außenumfang dem konischen Innenumfang der plastischen Hülle 76 entspricht. Das roh auf den Kern aufgewickelte Εία· satzblech wird dann sandgestrahlt, wobei es auf die endgültige Gestalt zubereitet wird und eine aufgerauhte Oberfläche erhellt. Nach der Abnahme vom Kern wird der Einsatz 72 auf der Außenseite mit einer Schicht eines geeigneten Klebstoffes, vorzugsweise aus Polyurethan oder Epoxy-Harz, versehen und in den Hohlraum der Umhüllung hineingeschoben, so daß es die in Fig. 1 gezeigte Lage einnimmt. Es kann auch zweckmäßig sein, beide Kontaktflächen, d. h., den Außenmnfang des Einsatzstückes und die Innenoberfläche der Umhüllung mit Klebstoff zu versehen. Ein schmales Auslaßende 78 des Einsatzes 72, dessen Umfarif.swand nun mit der Umhüllung fest verbunden ist, ragt nach dem Einsetzen um einen bestimmten Betrag D (Fig. 2) aus der Umhüllung heraus. Das Auslaßende 78 der Buchie 70 wird dann auf einer Drehbank durch Abdrehen genau ausgerichtet, so daß es zur Achse 80 der Buchse 70 genau in einer senkrechten Ebene liegt und über die Ebene 82 der Ummantelung 76 vorsteht, wie aus F i g. 2 zu sehen ist. Das axial vorstehende Auslaßende bildet einen Zylinder mit einer Höhe von ungefähr 0,76 bis 2,54 mm.

Die Montagebuchse 70 kann auch durch Massenproduktion hergestellt werden. Der Stahleinsatz 72 wird in diesem Fall aus einem nahtlosen Rohr mittels einer Presse und eines konischen Stempels gebildet. Der konische Einsatz 72 erhält dabei die vorgesehene Hohlform und wird mit e'.ner KunststofT-umhüllung 76 oder 76' umgössen.

Der Öffnungswinkel Γ des in Fig. 1 gezeigten Einsatzes 72 lieg» vorzugsweise im Bereicn von 2,5 bis 4,5 Grad, während die axiale Gesamtllänge B der Buchse 76 unge/ähr 76 bis 100 mm beträgt. Der Innendurchmesser A des Einsätze* 72 am Austrittsende 78 ist um ungefähr 0,07 bis 0,12 mm größer als der Durchmesser der Bohrung des Zylinders. Das obere Ende 84 der Buchse 76 ist mit einer Umfangshülle 86 versehen, welche über den oberen Breitenrand des Einsatzes 72 reicht und dazu dient, den letzteren gegen eine axiale Bewegung innerhalb der Buchse 76 zu verriegeln. Die radiale Durchschnittsdicke der Buchse oder Umhüllung 76 ist um ein Vielfaches größer als die des Einsatzes 72, so daß sie eine Verstärkung gegen die Ausdehnungsbeanspruchungen des Einsatzes 72 bildet, auf den die Kolbenringe einwirken, wenn diese axial durch den Einsatz mit dem Kolben hindurch bewegt werden. Wie aus F i g. 2 ersichilich ist, kann der äußere Umfang 90 der Buchse 76 geriffelt sein und kreisförmige Keilkerben 92 mit einem Winkel E von beispielsweise 60 bis 90 Grad aufweisen, die ein besseres Halten der Buchse 70 mit der Hand ermöglichen.

Bei der Benutzung wird, wie aus F i g. 3 und 4 ersichtlich, die Buchse 70 auf den Motorblock aufgesetzt. Dabei liegt die ebene Erdoberfläche 82 der Buchse 76 auf der Randfläche 58 der Zylinderbohrung des Motorblocks 54 auf, und das vorstehende

Ende 78 des Einsatzes 72 ragt aus der Fläche 58 vor und steht in Kontakt mit der Schrägfläche oder Fase 56 der Zylinderbohrung 52. Auf diese Weise wird die Übefgangszone zwischen dem Rand 78 und der .Verbindungszone 94 der Schrägkante 56 der Zylinderführung 52 auf ein Minimum reduziert und der radiale Ausdehnungsraum eingeschränkt, in welchen der Ring eingreifen könnte, wenn er das untere Ende 78 des Einsatzes 72 auf seinem Weg in die Bohrung 52 verläßt. Das Herausspringen der Ringe aus den Kolbennuten wird auf diese Weise sicher verhindert.

Mit F i g. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer aus Metall und Kunststoff zusammengesetzten Buchse 100 dargestellt, die in ähnlicher Weise wie die Buchse 70 hergestellt ist. Der metallische Einsatz 72 entspricht dem der Buchse 70. Der äußere Kunststoffmantel 76' der Buchse 100 entspricht dem Mantel 76, mit Ausnahme der Gestaltung seiner Oberfläche. Die äußere Oberfläche des Mantels 76' hat bei 102 und 104 einen kleineren Durchmesser, so daß ein schmaler Steg 106 und ein breiterer Steg 108 geschaffen wird, welche das manuelle Eingreifen der Buchse erleichtern. Die Stege 106 und 108 können mit Rifflungen der in F i g. 2 dargestellten Art versehen sein. Zusätzlich ist das untere Ende des Mantels 76', wie aus F i g. 6 zu ersehen, abgedreht, um eine Eintrittslippe zu schaffen. Das untere Ende des Mantels 76' weist deshalb eine schmale kreisförmige ebene Oberfläche 110 auf, über welche das Ende 78 des Einsatzes hervorragt, und ist mit einer kegelstumpfförmigen Oberfläche 112 und einer radialen Oberfläche 114 versehen. Die Oberfläche 112 erstreckt sich von der Oberfläche 110 nach oben und öffnet sich nach außen mit einem Winkel von ungefähr 30 Grad zur Buchsenachse 100. Die radiale Oberfläche 114 erstreckt sich zwischen der Fläche 112 und der äußeren, zylindrischen Oberfläche 104 des Mantels 76'. Die Oberfläche 114 ist mit einem axialen Abstand von etwa 4,76 mm vom Ende 78 des Einsatzes 72 entfernt.

Nach einer Modifikation, wie sie mit F i g. 7 dargestellt ist, kann das lippenförmige Ende der Buchse 100' so ausgebildet sein, daß die Oberfläche 110' mit dem unteren Ende 78 des Einsatzes 72 fluchtet. Auf diese Weise arbeitet eine Kunststoffoberfläche mit der Schrägfläche 56 zusammen, so daß diese und das Ende 78 des Einsatzes 72 weniger zerkratzt werden.

Die nachfolgend angeführte Tafel enthält die Abmessungen von Montagebuchsen für Zylinderbohrungen mit einem Durchmesser von 95,25 bis 106,172 mm.

In der Tafel sind in der Spalte A die Zylinderbohrung, in der Spalte B der Durchmesser der Kreisfläche 112, 112' an der Außenkante 114, 114', in

»5 der Spalte C der Innendurchmesser des Einsatzes 72 am Einführungsende 84 und in der Spalte D die Außendurchmesser 90 der Umhüllung 76 angeführt.

A (mm) 0.127 0,0762	B (mm)	C (mm)	D (mm)
95,25	100,76	101,60	104,65
W,425	103,93	104,78	107,82
99,314	106,09	105,66	108,71
101,60	107,11	107,95	110,99
102,87	108,38	109.22	112,27
103,17	108,69	109,98	113,03
103,99	109,73	110,34	113,39
104,90	110,41	111,25	114,30
106,35	111,86	112,70	115,75
107,95	113.46	114,30	117,35
109,22	114,73	115,57	118,62
109,73	115,24	116,08	119,13
110,24	115,75	116,59	119,63
110,74	116,26	117,09	120,14

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Montagebuchse zum Einführen eine* Kolbens mit radial zusammendrückbaren Kolbenringen in eine Zylinderbohrung mit einem an beiden Seiten offenen, ein Einführungs- und ein Auslaßende aufweisenden Ringkörper, dessen Einfuhrungsende das Ende eines Kolbens gleitend aufnimmt und dessen Auslaßende eine to Lippe aufweist, die sich axial in die Zylinderbohrung einsetzen läßt, wobei der Ringkörper eine im wesentlichen kegelsrumpfförmige innere Oberfläche aufweist, die sich zum Auslaßende hie verjüngt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (70) aus einer äußeren Kunststoffhülle (76) und einer inneren Auskleidung (72) aus Metallblech besteht, deren radiale Dicke erheblich geringer als die der Kunststoffhülle ist, daß -,ich die kegelstumpfförmige innere Oberfläche der Auskleidung vorn Einführungsende bis zum Auslaßende erstreckt, daß zumindest der größere Teil der axialen Erstreckung ilcr Auskleidung mit der Kunststoffhülle in Anlage fest verbunden ist, daß die Auskleidung am Auslaßende (78) mit der Kanststoffhülle abschließt oder axial von dieser etwas vorsteht und daß die Kunststoffteile im Lippenbereich einen Rand aufweist, dessen radialer Durchmesser erheblich größe: ist als der entsprechende Durchmesser der Auskleidung.

2. Montagebuchse nach Ai.jpruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß dit Aus' leidung (72) aus vollem, gehärtetem, austenitischem, rostfreiem Stahl und die Kunststoffhülle (76) aus elastomerem Urethan bestehen.

3. Montagebuchse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (72) in der Kunststoffhülle (76) mittels Klebstoffs befestigt ist.

4. Montaeebuchse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (72) einen geraden Kegelwinkel im Bereich von etwa 2¹ 2 bis 4V: Grad aufweist, wobei der kleinere Innendurchmesser der Auskleidung am Auslaßendc des Ringkörpers (70) liegt und etwa 0,076 mm kleiner als der Nenndurchmesser der Zylinderbohrung bis ungefähr 0,127 mm größer als der Nenndurchmesser der Zylinderbohrung ist.

5. Montagebuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe einen kegelstumplförmigen und sich vom Auslaßende zum Einlaßende hin erweiternden Bereich der KunststoiThülie (76) aufweist, um die Montagebuchse (70) in eine Abschrägung der eingangsseitigen Kante der Zylinderbohrung zu führen, sowie eine äußere Schulter (82) an der Kunststoffhülle, deren Außendurcnmesser großer ist als der der Abschrägung, um durch Anlage an der Um" gebung der Abschrägung das Einsetzen der Kunststoffhülle in die Zylinderbohrung zu begrenzen.

6. Montagebuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe einen Teil des Kunststoffmantels aufweist, welcher der abgeschrägten Kante am Kolbenempfangsende der Zylinderbohrung angepaßt ist, um die axiale Einführung des Eintrittsendes des Ringkörpers

(70) zu begrenzen und das Eintrittsende des Einsatzes in einer Stellung anzuordnen, die axial zwischen der Schnittlinie der Abschrägung mit der Zylinderbohrung und der Schnittlinie der abgeschrägten Kante mit der flachen Randoberfläche liegt, die die Abschrägung umgibt und senkrecht auf der Zylinderbohrungsachse steht.

7. Montagebuchse nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe eine Rache, axiale Endoberfläche (82) der Kunststoffhülle \76) aufweist, die sich vom engeren Ende der Ausklei-

^; dung (72) radial nach außen erstreckt, sowie einen axialen Vorsprung (78, 110'), der sich axial geringfügig über die Endoberfläche hinaus erstreckt.

8. Montagebuchse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Vorsprung (78) allein aus dem Rand des engeren Endes der Auskleidung (72) besteht.

9. Montagebuchse nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Vorsprung zusätzlich aus einem Endbereich (110') der Kunststoffhülle (76) besteht, die den Rand (78) des engeren Endes der Auskleidung (72) umgibt und eine Außenfläche aufweist, die zum Auslaßende des Ringkörpers (70) hin konvergiert.