DE2439227B1

DE2439227B1 - MULTIPLE-PIECE PISTON WITH A PISTON HEAD MOVING IN FRONT OF THE PISTON SHAFT

Info

Publication number: DE2439227B1
Application number: DE19742439227
Authority: DE
Inventors: F Kolar
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1974-08-16
Filing date: 1974-08-16
Publication date: 1976-02-12
Also published as: DE2439227C2; FR2282049B3; JPS5142815A; GB1512047A; BR7505220A; IT1041197B; FR2282049A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für Brennkraftmaschinen, der über einen Kolbenbolzen mit der Pleuelstange schwenkbar verbunden und so geteilt ist, daß Kopf und Schaft in einer zur Kolbenlängsachse normalen Ebene frei gegeneinander beweglich sind.The invention relates to a piston for internal combustion engines that has a piston pin with the The connecting rod is pivotally connected and divided so that the head and shaft are in one to the piston longitudinal axis normal level are freely movable against each other.

Ein solcher Kolben ist aus der GB-PS 3 84 801 bekannt. Such a piston is known from GB-PS 3 84 801.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen derart aufgebauten Kolben als Schaltkolben auszubilden. The object of the present invention is to design a piston constructed in this way as a switching piston.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Kolbenbolzen im Kolbenschaft gelagert und mit dem Pleuel verbunden ist und daß der Kolben einen durch die Schwenkbewegung des Pleuels betätigten, am Kolbenschaft angelenkten Schaltmechanismus aufweist, der in Wirkverbindung mit dem Kolbenkopf steht.This object is achieved according to the invention in that the piston pin is mounted in the piston skirt and is connected to the connecting rod and that the piston is actuated by the pivoting movement of the connecting rod, has articulated switching mechanism on the piston shaft, which is in operative connection with the piston head stands.

Bei bisher bekannten Schaltkolben wird jeweils der gesamte Kolben gedreht, d.h. Kopf und Schaft des Kolbens sind fest miteinander verbunden und können nur gemeinsam verdreht werden. Dies wird als Nachteil angesehen, der erfindungsgemäß vermieden werden soll. Bei der Schaffung des erfindungsgemäßen Schaltkolbens hat man deshalb versucht, gleichzeitig zu den Vorteilen eines Schaltkolbens an sich noch die bekannten Vorteile des sogenannten Pendelschaftkolbens mit ebenfalls voneinander getrenntem Kopf- und Schaftteil zu realisieren. Die Vorteile des Pendelschaftkolbens werden dabei in erster Linie darin gesehen, daß bei diesen gegenüber einer einteiligen Kolbenkonstruktion jedes Element (also Kopf und Schaft) die Freiheit hat, sich soweit um den Kolbenbolzen herumzudrehen, wie es der Spielraum zwischen Zylinderbohrung und dem Außenumfang eines jeden Elementes erlaubt. Hierdurch läßt sich nämlich die Fehlfluchtigkeit der Ringpartie des Kolbenkopfes, wie sie bei üblichen einteiligen Kolben infolge der durch die Winkellage der Pleuelstange bedingten Seitenschublasten relativ stark auftreten kann, durch die Zweiteilung des Kolbens und eine gegenüber dem Kolbenkopf engere Fassung des Schaftes bereits erheblich vermindern. Bei Kolben nach der Pendelschaftbauweise sind jedoch der Bewegungsfreiheit zwischen beiden Kolbenteilen noch relativ enge Grenzen gesetzt. So ist insbesondere in der Ebene senkrecht zu der Kolbenlängsachse eine Bewegung des Kopfteiles gegenüber dem Schaft nur in Längsrichtung des Kolbenbolzens und nicht senkrecht hierzu möglich.In the case of switching pistons known so far, the entire piston is rotated, i.e. the head and shaft of the Pistons are firmly connected to each other and can only be turned together. This is considered a disadvantage viewed, which is to be avoided according to the invention. In creating the switching piston according to the invention one has therefore tried at the same time to the advantages of a switching piston per se still the known Advantages of the so-called pendulum piston with separate head and shaft sections to realize. The advantages of the pendulum piston are primarily seen in the fact that these compared to a one-piece piston design, each element (i.e. head and shaft) has the freedom to to turn around the piston pin as much as the clearance between the cylinder bore and the External circumference of each element allowed. In this way, namely, the lack of moisture in the ring belt of the piston head, as is the case with conventional one-piece pistons due to the angular position of the Side thrust loads caused by connecting rod can occur relatively strong, due to the division of the piston and a narrower version of the shaft compared to the piston head already considerably reduce it. At piston after the pendulum shaft design, however, the freedom of movement between the two piston parts is still relatively narrow Limits. In particular, there is a movement of the piston in the plane perpendicular to the longitudinal axis of the piston Head part opposite the shaft only possible in the longitudinal direction of the piston pin and not perpendicular to it.

jo Eine solche Bewegung erlaubt jedoch die erfindungsgemäße Ausführung eines Schaltkolbens.jo Such a movement, however, allows the inventive Execution of a switching piston.

Gegenüber den bisher bekannten Schaltkolben (z. B. aus DT-AS 10 00 650 und DT-AS 22 01 299) besteht darüber hinaus der wesentliche Vorteil darin, daß nicht der gesamte Kolbenmantel, sondern lediglich der Kopf mit der Ringpartie gedreht zu werden braucht. Denn in der Praxis ist ja nur eine Rotation der Ringpartie von Nutzen. Der Schaft bleibt dagegen am besten in einer zur Längsachse unverdrehten Lage. Ein derart rotationsfrei gelagerter Kolbenschaft läßt sich mit erheblich engeren Toleranzen in der Zylinderbohrung einpassen. Compared to the previously known switching piston (e.g. from DT-AS 10 00 650 and DT-AS 22 01 299) In addition, the main advantage is that not the entire piston skirt, but only the head needs to be rotated with the ring belt. Because in practice there is only one rotation of the ring belt To use. The shaft, on the other hand, is best left in a position that is not rotated relative to the longitudinal axis. Such a rotation-free one The piston skirt on the bearing can be fitted into the cylinder bore with considerably narrower tolerances.

Ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Anspruch 1 beschrieben. Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand der Zeichnung erläutert werden, die zeigt inA useful embodiment of the invention is described in claim 1. more details the invention will be explained with reference to the drawing, which shows in

F i g. 1 einen Schaltkolben mit voneinander getrenntem Kopf- und Schaftteil im Schnitt,
F i g. 2 eine Teilansicht des Kolbens,F i g. 1 shows a switching piston with head and shaft parts separated from one another in section,
F i g. 2 a partial view of the piston,

Fig.3 den Kolben im Schnitt nach Linie III-III in F i g. 1,3 shows the piston in section along line III-III in F i g. 1,

F i g. 4 den Kolben im Schnitt nach Linie IV-IV in F i g. 1.
Als Ausführungsbeispiel ist ein Schaltkolben dargestellt, bei dem der Kolbenkopf 1 beweglich gegenüber dem den Schaltmechanismus 2 aufnehmenden Kolbenschaft 3 gelagert ist. Der Kolbenschaft selbst ist der Länge nach zweigeteilt. Die erfindungsgemäße Lagerung zwischen Kopf und Schaft erfolgt hier in der Art eines Bajonettverschlusses. Das Klauenteil, welches hier eine über den gesamten Umfang geschlossene Ringklaue 4 ist, ist an dem Schaft 3 des Kolbens angeformt. Es umgreift eine an dem Kopf 1 unterhalb des Mittelbereichs des Kolbenbodens angeordnete und gegenüber diesem verstrebte geschlossene Ringplatte 5. Die Lagerung zwischen Ringklaue 4 und Ringplatte 5 kann auch unter Beaufschlagung von Drucköl erfolgen. Bei der Übertragung der Gaskräfte von dem Kolbenkopf 1 auf den Kolbenschaft 3 kann sich der Kolbenkopf noch über die untere Ringpartie 20 auf einem von dem Kolbenschaft ausgehenden Stützring 30 abstützen.F i g. 4 shows the piston in section along line IV-IV in F i g. 1.
As an exemplary embodiment, a switching piston is shown in which the piston head 1 is movably mounted with respect to the piston shaft 3 which receives the switching mechanism 2. The piston skirt itself is divided in two lengthways. The storage according to the invention between head and shaft takes place here in the manner of a bayonet lock. The claw part, which here is an annular claw 4 closed over the entire circumference, is molded onto the shaft 3 of the piston. It encompasses a closed ring plate 5 arranged on the head 1 below the central region of the piston head and braced opposite it. The bearing between the ring claw 4 and the ring plate 5 can also take place with the application of pressurized oil. When the gas forces are transmitted from the piston head 1 to the piston skirt 3, the piston head can still be supported via the lower ring belt 20 on a support ring 30 extending from the piston skirt.

Die Montage der Ringklaue 4 an die Ringplatte 5The assembly of the ring claw 4 on the ring plate 5

wird durch die Längsteilung des Schaftes 3 ermöglicht.is made possible by the longitudinal division of the shaft 3.

Zur Verbindung der beiden Hälften des Schaftes 3 untereinander dienen Schrauben 6. Der Schaltmechanismus 2 ist nur von seinem Prinzip her in der Zeichnung dargestellt. Im wesentlichen setzt er sich zusammen aus einem am Schaft 3 angelenkten Schalthebel 7, der über eine Ratsche 8 an seinem einen Ende an einem am KoI-.Screws 6 are used to connect the two halves of the shaft 3 to one another. The switching mechanism 2 is only shown in terms of its principle in the drawing. Essentially, it is made up of a shift lever 7 articulated on the shaft 3, which via a ratchet 8 at its one end to a on the KoI-.

benkopf befindlichen Zahnkranz 9 den Kolbenkopf 1 schrittweise in Drehung versetzt. Den Drehpunkt des Schalthebels bildet der Wellenstumpf 10, der über einen Steg 11 und Schrauben 12 mit dem Schaft 3 fest verbunden ist. Über den an dem Kolbenbolzen 13 befestigten Stift 14 wird die Schwenkbewegung der Pleuelstange, die an dem Kolbenbolzen 13 angeschraubt ist, auf den Schalthebel 7 übertragen.Benkopf located ring gear 9 the piston head 1 gradually rotated. The pivot point of the The shift lever is formed by the stub shaft 10, which is fixed to the shaft 3 via a web 11 and screws 12 connected is. The pivoting movement of the connecting rod, which is screwed to the piston pin 13, transferred to the shift lever 7.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Piston for internal combustion engines that can be pivoted to the connecting rod via a piston pin is connected and divided so that the head and shaft in a normal to the piston longitudinal axis Level are freely movable against each other, characterized in that the piston pin (13) is mounted in the piston skirt (3) and connected to the connecting rod and that the piston has a Switching mechanism linked to the piston shaft, actuated by the pivoting movement of the connecting rod (2) which is in operative connection with the piston head (1).

2. Piston according to claim 1, characterized in that the one acting on the piston head (1) Switching mechanism (2) primarily consists of a switching lever (7) which is located in part of the piston shaft (3) hinged above the piston pin (13) bearing and the one in a longitudinal groove engaging in the piston pin (13) fixed pin (14) the pivoting movements of the non-rotatably connected to the piston pin connecting rod can be exposed.