DE3527812C2 - Gebauter Kolben mit verschraubtem Ober- und Unterteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen gebauten Kolben nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die vier Schrauben sind überlicherweise, wie beispielsweise nach GB 12 32 990, etwa gleichmäßig auf einem Teilkreis umfangsmäßig verteilt angeordnet. Da­ durch kommt ein Teil der Schrauben im Kolbenunterteil in Kreissektoren zu liegen, die in einer senkrecht durch die Kolbenachse gelegten Ebene jeweils von den Schenkeln eines sich über 90° erstreckenden Winkels begrenzt sind, dessen Scheitelpunkt jeweils in der Kolbenachse liegt und der sich symmetrisch zu beiden Seiten der Kolbenbolzenachse erstreckt. Es ist bekannt, daß diese Bereiche des Kolbenunterteils me­ chanisch am höchsten belastet sind.

Es wäre daher wünschenswert, die Schrauben bzw. die diese im Kolbenunterteil aufnehmenden Bohrungen aus diesen me­ chanisch hoch belasteten Bereichen herauszunehmen. Denn durch die hohen Belastungen kann es in der Praxis in be­ stimmten Fällen zu Anrissen an den Öffnungen der die Schrau­ ben aufnehmenden Bohrungen an den dem Kolbenboden abgewandten Bohrungsenden kommen. Da die Schrauben in der Regel parallel zur Kolbenachse verlaufen, würde dies bei Verwendung von z. B. vier Schrauben jedoch bedeuten, daß die Schrauben auf dem Teilkreis umfangsmäßig unsymmetrisch verteilt wären. Dies kann nicht in Kauf genommen werden, da dann der Kolben­ boden nicht gleichmäßig über den gesamten Umfang an das Unterteil durch die Schrauben angedrückt wäre.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, bei der einerseits der Kolbenboden gleichmäßig über den gesamten Umfang auf das Kolbenunter­ teil aufgedrückt wird und bei der andererseits ein Anrei­ ßen der vom Kolbenboden abgewandt liegenden Enden der die Schrauben aufnehmenden Schrauben-Bohrungen sicher ver­ mieden werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Verteilung der Schrau­ ben-Bohrungen und eine Art der Auflage der Schrauben-Köpfe im Kolbenunterteil nach den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.

Zweckmäßige Ausgestaltungen dieser Ausführungsform sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei dieser Lösung greifen die Schrauben weiterhin über den Umfang etwa gleichmäßig verteilt am Kolbenboden an, wäh­ rend sie im Kolbenunterteil in einem Bereich münden, der mechanisch nicht zu den höchst belasteten Bereichen nahe der Kolbennaben zählt.

Die Verwendung eines gemeinsamen Druckstückes für die Auf­ nahme mehrerer Schraubenköpfe im Kolbenunterteil hat den Vorteil , daß die Auflagefläche, mit der das Druckstück an dem Kolbenunterteil anliegt, eben sein und darüber hinaus in einer senkrecht zur Kolbenachse stehenden Ebene liegen kann.

Die Anordnung der Achsen der von einem Druckstück gemeinsam aufgenommenen Schrauben in einer gemeinsamen Ebene bewirkt eine vorteilhafte gleichmäßige Kräfteverteilung in dem Druckstück.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen gebauten Kolben im Längsschnitt mit einem Ausschnitt nach Linie I-I,

Fig. 2 den Kolben im Schnitt nach Linie II-II,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Kolben nach Linie III-III.

Der gebaute Kolben besteht aus einem Kolben-Unterteil 1 aus Aluminium, auf dem ein Kolben-Boden 2 aus Stahl mit Schrauben 3 befestigt ist. Innerhalb der ringförmigen Auf­ lage zwischen Kolben-Boden 2 und Unterteil 1 liegen die Schraubenbohrungen gleichmäßig auf einem gemeinsamen Teil­ kreis umfangsmäßig verteilt. Die in dieser Ringfläche lie­ genden Achsen der Schrauben-Bohrungsöffnungen 4 liegen je­ weils auf einer 45°-Diagonale zwischen der Kolbenbolzen­ achse und einer hierzu in der Querschnittsebene des Kolbens verlaufenden Senkrechten. Innerhalb des Kolben-Unterteils 1 münden die Bohrungen 5 der Schrauben 3 in Öffnungen 6, de­ ren Achsen in einem Kreissektorbereich, der durch Schenkel eines sich über α = 50° erstreckenden Winkels begrenzt wird, liegen. Der Scheitel des Winkels α liegt in der Kolben­ achse und dessen Schenkel erstrecken sich zu beiden Seiten der Pleuelschwingebene symmetrisch. In dem Winkelbereich ist das Material des Kolbenunterteils 1 mechanisch niedri­ ger belastet als in den außerhalb in der Nähe der Kolben- Naben liegenden Bereichen.

Jeweils zwei Schrauben 3 sind in einer Ebene angeordnet. Die Köpfe 7 dieser Schraubenpaare greifen jeweils an einem ge­ meinsamen Druckstück 8 aus Stahl an. Dieses Druckstück 8 liegt eben an dem Kolbenunterteil an. Die Auflageflächen für die Schraubenköpfe 7 sind jeweils so ausgebildet, daß die Schrauben jeweils eben an dem Druckstück anliegen können.

Claims (4)

1. Gebauter Kolben mit einem Unterteil (1) aus Aluminium und einem Kolben-Boden (2) aus einem festigkeitsmäßig höher belastbaren Material, bei dem der Boden (2) über eine Ringrippe an dem Unterteil (1) aufliegt und mit­ tels vier umfangsmäßig etwa gleichmäßig verteilten in der Ringrippe angreifenden oder diese durchlaufenden Schrauben mit dem Unterteil verschraubt ist, wobei die Achsen der Schrauben (3) bzw. von diese aufnehmenden Bohrungen (5) umfangsmäßig etwa gleichmäßig über dem Teilkreis der Ringrippe des Bodens verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen jeweils zweier der die Schrauben (3) im Unterteil (1) aufnehmenden Bohrungen (5) an deren dem Kolbenboden abgewandten Enden gemeinsam ausschließlich in Bereichen liegen, die in einer senkrecht zur Kolbenachse gelegten Ebene Kreissektoren sind, die jeweils von den Schenkeln eines sich maximal über α = 60 Grad erstreckenden Winkels begrenzt sind, dessen Scheitelpunkt jeweils in der Kolbenachse liegt und der sich symmetrisch zu beiden Seiten der Pleuelschwingebene erstreckt, und daß die Bohrungen (5) für die Schrauben (3) in dem Kolbenboden als Sacklochbohrungen und in dem Unterteil (1) als Durchgangsbohrungen ausgebildet sind, wobei jeweils mindestens zwei Schrauben-Köpfe (7) gemeinsam an einem separaten Druckstück (8) aus gegenüber Aluminium festerem Werkstoff anliegen, das zwischen den betreffenden zwei Schrauben-Köpfen (7) und den zugehö­ rigen aus dem Kolben-Unterteil (1) austretenden Boh­ rungs-Öffnungen (6) angeordnet ist.

2. Gebauter Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel alpha 50 Grad beträgt.

3. Gebauter Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstücke (8) jeweils eben an einer senkrecht zur Kolbenachse verlaufenden Fläche an dem Kolbenunterteil (1) anliegen.

4. Gebauter Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der jeweils zwei von einem Druckstück (8) aufgenommenen Schrauben (3) in einer Ebene liegen.