DE2510609C3 - Starre lösbare Kolben-Kolbenstangenverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine starre Kolben-Kolbenstangenverbindung mit einem in die Stirnseite des Kolbens einführbaren und mit der Kolbenstange mittels Gewinde zusammenwirkenden Verbindungsstück, die eine Verstellbarkeit des Kolbens gegenüber der Kolbenstange in Umfangsrichtung gestattet und Mittel gegen Verdrehen des Kolbens gegenüber der Kolbenstange aufweist. so

Die erfindungsgemäße starre lösbare Kolben-Kolbenstangenverbindung ist insbesondere für Motoren, Einrichtungen und Maschinen, vorzugsweise für Verdichter, verwendbar.

Es ist bekannt die Lage des Kolbens gegenüber der Kolbenstange mittels Federn einzustellen. Eine derartige bauliche Gestaltung fixiert die Lage des Kolbens gegenüber der Kolbenstange eindeutig, begrenzt jedoch gleichzeitig eine eventuell in manchen Fällen erforderliche Änderung der gegenseitigen Lage der Kolbenstan- &o ge zum Kolben. Ein weiterer Nachteil einer derartigen Einstellung des Kolbens gegenüber der Kolbenstange, insbesondere bei der bekannten Verwendung von Aluminiumlegierungen für die Verbindung, besteht darin, daß während des Betriebes eine Beschädigung der ⁽'⁵ im Kolben befindlichen für den Keil vorgesehenen Nut infolge einer plastischen Verformung dieser Nut hervorgerufen werden kann. Auch ist es nachteilig, daß hierbei die im Kolben und in der Kolbenstange angeordneten Nuten die Festigkeit der Verbindungselemente im Bereich dieser Verbindung schwächen und somit das Auftreten von eventuellen Störungen begünstigen.

Aus der BE-PS 5 29965 ist eine Verbindung des Kolbens mit der Kolbenstange mit Hilfe von Schraubenelementen bekannt, die meist durch den Einbau eines Umschlagbleches gegen ein willkürliches Lösen gesichert wird. Die Sicherung mittels eines derartigen Umschlagebleches hat jedoch den Nachteil, daß es grundsätzlich nur dort verwendet werden kann, wo die Muttern bzw. die Befestigungsschrauben über die Kolbenfläche hinausragen. Eine derartige bauliche Gestaltung wirkt sich ungünstig auf die Gestaltung des Zylinderdeckels des Verdichtungsraumes aus.

Die US-PS 1811737 zeigt eine Verbindung des Kolbens mit der Kolbenstange, bei der in den Kolben eingesenkte Schrauben verwendet werden, die mittels Schlitzschrauben gegen Drehung gesichert sind. Eine derartige Verbindung des Kolbens mit der Kolbenstange ist jedoch deshalb ungünstig, weil nach jeder Befestigung und nach jedem Lösen neue Gewindebohrungen geschnitten werden müssen, was zu einer dauerhaften Beschädigung des Kolbens und der Schrauben führt Sind hierbei die Kolben aus Aluminiumlegierung gefertigt so ist eine derartige Sicherung weder dauerhaft noch wirksam. Das jedesmalige Herstellen von neuen Gewindebohrungen für die Sicherungssenkschrauben führt unwiderruflich zum Austausch der beschädigten Befestigungsschrauben. Manchesmal ist dabei sogar der Austausch des ganzen Kolbens oder der ganzen Kolbenstange unvermeidlich.

Schließlich ist eine Verbindung zwischen dem Kolben und der Kolbenstange bekannt (DE-PS 14 25 445), die auch die Möglichkeit bietet den Kolben in Bezug zur Kolbenstange in zwei verschiedenen, um 180° zueinander diametral gegenüberliegenden Lagen anzuordnen, wobei darüber hinaus bei dieser Kolben-Kolbenstangenverbindung auch ein unbeabsichtigtes Drehen des Kolbens gegenüber der Kolbenstange verhindert wird. Bei dieser bekannten Verbindung des Kolbens mit der Kolbenstange weist die Kolbenstange zwei koaxiale Hohlräume auf, einen ersteren mit größerem Durchmesser und einen zweiten mit kleinerem Durchmesser, wobei im Hohlraum mit größerem Durchmesser diametral gegenüberliegend angeordnete Nocken angeordnet sind und in diese Hohlräume ein Anker eingeführt wird, der an entsprechender Stelle zwei diametral gegenüberliegende warzenartige Vorsprünge aufweist wobei dieser Anker mit seinen warzenartigen Vorsprüngen um 90° verdreht zwischen die Nocken eingeführt wird, worauf der Anker dann wieder um 90° gedreht wird, und dann ein hohlgebohrter Kolben mit vorspringenden Zapfen über diesen Anker gestülpt wird und in den Hohlraum der Kolbenstange derart eingeführt wird, daß die Zapfen zwischen die Nocken eingreifen, worauf auf den mit Außengewinde versehenen Anker eine Mutter aufgeschraubt wird.

Eine derartige Anordnung ermöglicht wohl eine Fixierung der gegenseitigen Lage des Kolbens zur Kolbenstange, jedoch ist hierbei eine Verstellung der gegenseitigen Lage in höchstens zwei Stellungen erzielbar, wobei es nachteilig ist, daß die bauliche Gestaltung dieser bekannten Vorrichtung äußerst kompliziert ist und daß viele Arbeitsschritte erforderlich sind, um die gegenseitige Lage des Kolbens zur Kolbenstange zu ändern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige lösbare Kolben-Kolbenstangenverbindung zu schaffen, mit der auf einfache unkomplizierte Weise eine gegen Drehung gesicherte zuverlässige Verbindung zwischen der Kolbenstange und dem Kolben erzielbar ist und bei der zur Erzielung einer in Umfangsrichtung gleichmäßigen Abnutzung des Kolbens der Kolben in Bezug zur Kolbenstange in Umfangsrichtung in beliebiger Stellung fixierbar ist, wobei diese Verbindung in erforderlichen Zeitabschnitten auf bequeme Weise gelöst und in neuer Umfangsstellung erneut auf bequeme Weise befestigbar sein soll.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verbindungsstück sich durch die im Längsschnitt eine U-förmige Form mit einer öffnung in ihrem Bund aufweisende Einlage hindurch erstreckt und in Axialebene liegende Stützflächen aufweist, die mit Stützflächen der Kolbenstange zusammenwirken und daß die Einlage an der zur Kolbenstirnseite zugekehrten Seite mit einer gegenüber dem Restquerschnitt mittig dünneren, einen Kranz bildenden Wand ausgestattet ist, und Teile dieses Kranzes hin in Richtung zumindest zu einer im Kolben angeordnexen Nut und wenigstens einer im Verbindungsstück angeordneten Nut unter Bildung von Klauen abbiegbar sind

Es ist vorteilhaft, wenn die starre, lösbare Kolben-Kolbenstangenverbindung so gestaltet ist, daß die Breite und die Tiefe der Nuten kleiner sind als die Höhe des Kranzes und daß die Nuten Böden enthalten, die gegenüber der Achse der Einlage unter einem Winkel geneigt sind, der kleiner oder gleich 90° ist

Es ist zweckmäßig, wenn die starre lösbare Kolben-Kolbenstangenverbindung eine solche Gestaltung aufweist, daß das Verbindungsstück die Form einer beispielsweise mit Innensechskant versehenen Mutter aufweist, die mit der Kolbenstange und der Einlage zusammenwirkt, welche Stützflächen mit einer bestimmten Höhe und einer gegenseitigen Entfernung aufweist

Die erfindungsgemäße Kolben-Kolbenstangenverbindung weist eine erhöhte Betriebszuverlässigkeit der Verbindung auf. Das Lösen und Befestigen des Kolbens in Bezug zur Kolbenstange ist hierbei einfach und unkompliziert Erfindungsgemäß wird eine Einstellmöglichkeit des Kolbens in Umfangsrichtung in Bezug zur Kolbenstange in beliebiger Stellung gewährleistet, wodurch eine gleichmäßige Abnutzung des Kolbenstellringes auf seinem ganzen Umfang ermöglicht wird. Auch ermöglicht es die erfindungsgemäße Verbindung des Kolbens mit der Kolbenstange die Verwendung einer nur kurzen Kolbenstange, weil diese auf den zylindrischen Flächen keine flachen Oberflächen, das heißt Flächen für einen Schlüssel, aufweisen muß. Auch ist es vorteilhaft, daß erfindungsgemäß die Gefahr einer Beschädigung der Gasstopfbüchse oder der ölstopfbüchsenringe während der Montage und Demontage ausgeschlossen ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt Es zeigen

F i g. 1 die Kolben-Kolbens langen verbindung mit den einzelnen Verbindungselementen in Seitenansicht, teils im Längsschnitt-,

F ig. 2 die Einlage und die Kolbenstange in Seitenansicht teils im Längsschnitt;

Fig.3 eine Draufsicht auf die Einlage um die Kolbenstange gemäß F i g. 2;

Fig.4 ein anderes Ausführungsbeispiel der Einlage und der Kolbenstange teils in Seitenensicht teils im ■Querschnitt;

Fig.5 einen Schnitt nach der Linie A-A gemäß F ig. 4;

Fig.6 die Kolben-Kolbenstangenverbindung im Zylinder bei Verwendung eines Verbindungsstückes in Gestalt einer Mutter, teils in Seitenansicht teils im Längsschnitt; und

F i g. 7 eine Draufsicht auf den Kolben, das Verbindungselement und die Einlage in Draufsicht gemäß Fig. 6.

Gemäß den Zeichnungen ist der Kolben 1 auf der Druckraumseite mit einer Vertiefung 5 versehen, die eine beliebige Anzahl an eingeschnittenen Nuten 6 mit einer Breite a und einer Höhe b aufweist, deren Boden 7 unter einem Winkel * zur Achse der Einlage 4 geneigt sind, in der ein mit dem Ende der Kolbenstange 2 zusammenwirkendes Verbindungsstück 3 in Form einer Schraube angeordnet ist Im unteren Teil der Einlage 4, die zylindrisch und mit einem Bund 8 abgeschlossen ist in welchem eine öffnung 9 angeordnet ist, befinden sich Ausnehmungen 10 oder Stege 14, die mit in der Kolbenstange 2 befindlichen Stegen 11 oder Ausnehmungen 15 zusammenarbeiten. Dabei wirken Stützflächen 12 an den Ausnehmungen 10 oder an den Stegen 14 der Einlage 4 mit Stützflächen 13 der Stege 11 oder der Ausnehmungen 15 in der Kolbenstange zusammen.

Der obere Teil der Einlage 4 ist wesentlich dünner als ihr unterer Teil, wobei diese Verjüngung einen Kranz 16 darstellt der nach dem Abbiegen hin in Richtung der im Kolben 1 ausgeführten Nuten 6 oder der im Verbindungsstück 3 ausgeführten Nuten 17 Klauen 20 bildet die das Verbindungsstück 3 gegenüber der Kolbenstange 2 und dem Kolben 1 fixieren und dadurch auch das Verbindungsstück 3 gegen Lösen sichern. Die freien, im Kranz 16 gebildeten Räume 18 und 19, und zwar einerseits zwischen dem Kranz und dem Kolben und andererseits zwischen dem Kranz 16 und dem Verbindungsstück 3, ermöglichen die Einführung eines Werkzeuges zum Abbiegen des Kranzes Ki in Richtung zu den Nuten 6 bzw. 17 hin, sowie zum Geraderichten des Kranzes. Sie erleichtern überdies die Montage und Demontage des Verbindungsstückes 3 nach mehrmaliger Anwendung der Einlage 4, wonach der Kranz 16 aufgrund seines Auf- und Abbiegens einer bleibenden Formänderung unterliegen kann.

F i g. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kolben-Kolbenstangenverbindung. Hierbei ist das Verbindungsstück 3 ais Spezialmutter ausgeführt, die mit einem am Ende der Kolbenstange 2 angeordneten Außengewinde zusammenwirkt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Starre lösbare Kolben-Kolbenstangenverbindung mit einem in die Stirnseite des Kolbens einführbaren und mit der Kolbenstange mittels Gewinde zusammenwirkenden Verbindungsstück, die eine Verstellbarkeit des Kolbens gegenüber der Kolbenstange in Umfangsrichtung gestattet und Mittel gegen Verdrehen des Kolbens gegenüber der ι ο Kolbenstange aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (3) sich durch die im Längsschnitt eine U-förmige Form mit einer öffnung in ihrem Boden aufweisende Einlage (4) hindurch erstreckt und in Axialebenen liegende '5 Stützflächen (12) aufweist, die mit Stützflächen (13) der Kolbenstange (2) zusammenwirken, und daß die Einlage an der zur Kolbenstirnseite zugekehrten Seite mit einer gegenüber dem Restquerschnitt mittig dünneren, einen Kranz (16) bildenden Wand ausgestattet ist, und Teile dieses Kranzes hin in Richtung zumindest zu einer im Kolben (1) angeordneten Nut (6) und wenigstens einer im Verbindungsstück (3) angeordneten Nut (17) unter Bildung von Klauen (20) abbiegbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (a) und die Tiefe (b) der Nuten (6, 17) kleiner sind als die Höhe (h) des Kranzes (16) und daß die Nuten Böden (7) enthalten, die gegenüber der Achse der Einlage (4) unter einem Winkel (<x) geneigt sind, der kleiner oder gleich 90° ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (3) die Form einer beispielsweise mit Innensechskant versehenen Mutter aufweist, die mit der Kolbenstange (2) und der Einlage (4) zusammenwirkt, welche Stützflächen mit einer Höhe (H) und einer gegenseitigen Entfernung (c) aufweist

40