DE3218320A1

DE3218320A1 - Vorrichtung zum loesbaren befestigen der kolben an den kolbenstangen einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3218320A1
Application number: DE19823218320
Authority: DE
Inventors: Reinhold 8011 Kirchseeon Ficht; Manfred Markt Schwaben Schindler; Horst 8018 Grafing Schleicher
Original assignee: Ficht GmbH
Current assignee: Ficht GmbH
Priority date: 1982-05-14
Filing date: 1982-05-14
Publication date: 1983-11-17
Also published as: DE3218320C2

Description

Vorrichtung zum lösbaren Befestigen der Kolben an den
Kolbenstanqen einer ibrennkraftmaschine Die Erfindunq betrifft eine Vorrichtung zun. lösbaren Befestigen der Kolben an den Kolbenstangen einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs @, wie z.B. aus der DE-PS 409 919 bekannt ist Bei der bekannten Brennkraftmaschine ist jeder Kolben mit seiner Kolbenstange, mittels eines Schrumpfsitzes verbunden. Flierzu weist jede Kolbenstange an ihrem Ende einen abgesetzten Zapfen auf, der in eine entsprechende Bohrung innerhalb eines nach innen qerichteten Fortsatz des zugeordneten Kolbens einqreift.
Abgesehen davon, das scharfkantige Zapfen an der Ansatzstelle bei Lastwechseln bruchgefährdet sind und eine Schrumpfverbindung infolge des qroßen Betrie)stemleraturbereiches solcher Brennkraftmaschinen nie sicher@alte@d ausgebildet werden kann, muß bei einem eventuellen Austausch der Kolben der gesamte Motor zerleqt werden, da zum Lösen einer Schrumpfverbindung bzw. zum Herstellen einer neuen Schrumpfverbindung Kolben und Kolbenstange aus ihrer Montagelage entfernt werden müssen.
Es ist ferner bekannt, Kolben an einer Pleuelstange mit Hilfe von Kolbenbolzen zu befestigen. Dies bedingt jedoch eine Materialanhäutung im Bereich der Kolbenbolzenlager. Ein solcher Kölben muß daher aus thermischen Gründen im Querschnitt oval ausgebildet werd, damit er im erwärmten Zustand rund ist und dichtend an der Zylinderinnenwandung anliegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Vorrichtung zum lösbaren Befestigen der Kolben an den Kolbenstanqen einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter Aufrechterhaltung der Betriebssicherheit einfacher als bisher ausgebildet ist und mit deren Hilfe die Kolben mit der jeweils zugeordneten Kolbenstange derart lösbar verbindbar sind, daß ein Kolbenwechsel stattfinden kann, ohne daß Zylinder auszubauen sind oder die Brennkraftmaschine vollständiq zu zerlegen ist.
Diese Aufgabe ist tür eine Brennkraftmaschine der eingangs qenannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentansnruches 1 qelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den L*nteranspriichen.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung einer an sich bekannten Dehnschraube als Mittel zum lösbaren Befestigen eines Kolbens mit seiner Kolbenstange wird die Möntage des Kolbens wesentlich einfacher als bei allen herkömmlichen Kolben. Der Kolben wird auf die Kolbenstange gesteckt und durch den Sicherungsstift bzw. durch den Bund in seiner Lage fixiert. Anschließend werden Kolben und Kolbenstange mittels der Dehnschraube miteinander lösbar verbunden, wobei der Sicherungsstift den Kolben qeqen Verdrehung sichert. Durch den Sicherungsstift wird zusätzlich auch die Lage des Kolbenringstoßes bestimmt. Ein Wechsel des Kolbens kann einfach durch Lösen der Dehnschraube erfolqen, nachdem der Zylinderköpf entfernt ist. Line Demontage der Zylinder oder gar eine Demontage der Brennkraftmaschine für das Auswechseln von Kolben ist also nicht mehr notwendig. Schließlich ist der Kolben in seinem konstruktiven Aufbau einfacher und vom Gewicht her wesentlich leichter als herkömmliche Kolben ausqebildet, so daß geringere Beschleunigungskr@fte auftreten. Hierzu trägt seine absolute Rotationssymmetrie wesentlich bei. Infolae dieser Rotationssymmetrie ist der Kolben in seiner Ausdehnunqscharakteristik einfacher als herkömnliche Kolben zu berechnen und herzustellen. Außerdem kann das Einbauspiel zwischen Kolben und Zylinder kleiner gestaltet werden, wodurch ein qeringerer Gasschlunf zwischen Kolben und Zylinderwandung eintritt.
Die Erfindung ist anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigern: Figur 1 einen teilweise im Schnitt dargestellten Zweizylinder-Zweitakt-Vergasermotor in der Ansicht von vorn, Figur 2 einen Schnitt durch einen Kolben gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung für einen weizylinder-Zweitakt-Verasermotor gemäß Fiq. 1 und Fiqur is einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Kolbens gemäß Fig. 2.
Der mechanische Aufbau des in Fig. 1 dargestellten, nach Art eines sogenannten Boxer-Motors ausgepildeten Zweitakt-Motors besteht im wesentlichen aus zwei gegenüberliegenden, qleichachsiq anqeordneten Zylindern 1 und 1' ,-in denen sich Arbeitskolben 2 geradlinig hin- und herbexeqen. Die Arbeitskolben sind mit jeweils ihren Kolbenstangen verbunden, die ebenfalls nur geradlinige @in- und Herbewegungen ausführen. Die Kolbenstangen 3 sind mit ihren inneren Enden an einem mittig gelegenen, umlaufenden Kurbelschleifentrieb 4 angelenkt, der die geradlinigen Bewegungen der Kolbenstangen in eine Drehbewegung umwandelt. Der Kurbelschleifentrieb befindet sich in einem Kurbelschleifengehäuse KG, an dem über lrennwäncie 15 die Zylinder 1 und 1' befestigt sind.
Jeder Kolben 2 ist, wie Fig. 2 zeiqt, rotationssymmetrisch ausgebildet und weist an seinem oberen nde eine Kolbenrinqzone 9 auf, die nahe des Kolbenbodens 10, auch als Feuersteg bezeichnet, lieqt. Line Dehnschraube 60 durchsetzt symmetrisch den Kolbenboden LO und verbindet den Kolben 2 lösbar mit der Kolbenstange 3. tlierzu ist der Kolbenboden 10 mit einer abqesetzten Durchgangsbohrung 61 und die hohl ausgebildete Kolbenstange 3 mit einem angeschweißten Gewindestück 62 versehen, das den gleichen Außendurchmesser wie die Kolbenstanqe aufweist und mittig von einer abgesetzten Gewindebohrung durchsetzt ist.
Der Kolben 2 ist an der ciie Durchgangsbohrung aufweisenden Steile mit einem nach innen gerichteten Fortsatz 64 versehen. Die einander zugewandten ebenen Stirnflächen von Fortsatz 64 und Gewindestück 62 liegen bei 63 satt aufeinander. lin Sicherungsstift 65 durchsetzt zwei miteinander fluchtende außermittig angeordnete Bohrungen 66, 67, von denen die bohrung 66 im F fortsatz 64 und die Bohrung 67 in dem Gewindestück 62 angeordnet ist und verhindert ein relatives Ver@rehen von Kolbenstange und Kolben und fixiert gleichzeitig die Lage des hier nicht dargestellten Kolbenringstoßes.
Es kann aber auch, wie das zweite in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, der Fortsatz 64 des Kolbens 2 mit einem Bund 69 versehen sein, der die äußere Zylindermantelfläche der Kolbenstange im Bereiche i.hrer stirnseite umfasst. fiierdurch wird das Aufstecken des Kolbens auf die Kolbenstange bei der Montage bzw. beim Folbenwechsel erleichtert. Alle übrigen Positionen des in Figur 3 dargestellten Ausführun @beispieles sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeich@@t, wie sie in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 benutzt worden sind.
Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, weist @ie zentrale den Feuerste@ des Folbens mittig durchsetzende in der Symmetrieachse liegende Befestigung an der jeweils zugehörigen Kolbenstange eine Keihe von Vorteilen auf. ao kann ier Kolben erstmals symmetrisch ausgebildet erden, sodaß unsymmetrische Material anhäufungen inFolae zu beherrschender Wärmeausdehnungen fehlen. Bruchgefährdete Absetzungen fehlen ebenfalls. Da die Dehhschraube von der den Feuersteg bildenden Stirnseite her den Kolben durchsetzt, ist bei Reparaturarbeiten lediglich der Zylinderdeckel zu entfernen, um den Kolben von der Kolbenstange durch Entfernen der Dehnschraube zu lö en. Darüber hinaus ist der beschriebene Kolben leichter als dLe bekannten Ilolben, so daß die bewegten Massen und damit die Beschleunigungskräfte geringer werden. Durch seine Bausymmetrie ist der Kolben auc h leichter und billiger herstellbar alu bekannte Kolben. Diese riausymmetrie beeinflusst auch seine Ausdehnungscharakteristik günstig, so daß das @inbauspiel zwischen Zylinder und Kolben geringer sein kann. Das führt zu einem geringeren Casschlunf zwischen Kolben und Zylinderwandungen. Schließlich ist aus all diesen Gründen auch der Verschleiß geringer u @@ damit die Lebensdauer qrößer.
L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n .s p r ü c h e 1. Vorrichtung zum lösbaren Befestigen der Kolben an den Kolbenstangen einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei aeqenüberliecjenden Zylindern, deren die Kolben traqenden Kolbenstangen über eine mittige kur@elschleife gekoppelt sind, dadurch q e k e n n z e i c h n e t , daß jeder Kolben (2) über eine seinen Kolbenboden (Feuersteg iU) mittiq durchsetzende längs seiner Symmetrieachse sich erstreckende Dehnschraube (60) mit der zugeordneten Kolbenstanqe (3) verbunden und durch einen Fixierstift (65) in seiner relativen Laqe zur Kolbenstane definiert ist.
2. Vorrichtunq nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß jeder Kolben (2) rotationssymmetrisch ausgebildet und auf einem mittiq nach innen ragenden Vorsprung (64) eine ebene Stoßfläche (63) aufweist, der eine ebene Stoßfläche (63) an der Stirnseite der zuqeordneten Kolbenstanqen (3) zuqeordnet ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen und 2, dadurch q e k e n n z e i c h n e t , daß dtr Kolben (2) an dem der Stirnseite der Kolbenstanqen (3 zugewandten Stirnseite des Vorsprunges (64) einen die Zylindermantelfläche der Kolbenstange im stirnseitiqen Bereich umfassenden Bund (69) aufweist.
4. Vorrichtung nach den Patentanspruchen 1 bis 3, dadurch q e k e n n z e i c h n e t , daß jede Kolbenstange (3) hohl ausgebildet ist und an ihrer dem Kolben (2) zugewandten Stirnseite mit einem Gewindestück (62) verschweißt ist, das eine abgesetzte mittige Gewindebohrunq aufweist.