DE4111368A1

DE4111368A1 - Tauchkolben fuer verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE4111368A1
Application number: DE4111368A
Authority: DE
Inventors: Werner Bregler; Wolfgang Dr Schwab; Juergen Dallef
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1990-07-07
Filing date: 1991-04-09
Publication date: 1992-01-09
Anticipated expiration: 2011-04-10
Also published as: DE4111368C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Tauchkolben für Verbren nungsmotoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Kolben ist beispielsweise aus DE-C-32 10 771 bekannt. Der Kolbenbolzen ist bei dieser be kannten Ausführung in buchsenfreien Nabenbohrungen des Kolbens gelagert und an seiner Laufoberfläche ge härtet.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, das aus dem Kolbenbolzen und den Nabenbohrun gen bestehende Bolzen-Naben-Lager einerseits funkti onsmäßig zu verbessern und andererseits bezüglich des Herstellungsaufwandes kostengünstiger auszubilden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausführung des Bolzen-Naben-Lagers nach den kennzeichnenden Merkma len des Anspruchs 1 oder 2.

Zweckmäßige Ausgestaltungen dieser Lösungen sind Ge genstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung darge stellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Kolben mit über den Kolbenbolzen angelenktem Kolbenschaft;

Fig. 2 einen Nabenbohrungsbereich als Aus schnitt aus dem Kolben.

Das Oberteil 1 des Kolbens ist über einen nicht dar gestellten Kolbenbolzen gelenkig mit dem Kolbenschaft 2 verbunden. Das Material des Oberteiles ist Stahl. Der das Oberteil 1 und den Schaft 2 verbindende Kol benbolzen ist in den Bohrungen 3 der Naben 4 des Oberteiles gelagert.

Die Bohrungen 3 der Naben 4 können zylindrisch kreis rund oder zylindrisch mit geringer Ovalität ausgebil det sein. Die geringe Ovalität der Nabenbohrung ist so ausgebildet, daß die kleine Ovalitätsachse in Kol benlängsrichtung verläuft.

Die Endbereiche der Bohrung 3 können radial aufgewei tet sein. Liegt eine zylindrisch kreisrunde Bohrung 3 vor, so weist der aufgeweitete Bohrungsbereich eine konische Mantelfläche auf, wobei diese konische Man telfläche auch konvex gewölbt sein kann. Bei einer leicht ovalen Form der Nabenbohrung 3 gleicht die Aufweitung einer Art umlaufenden Fase mit jeweils gleicher Neigung gegenüber der nicht aufgeweiteten Mantelfläche der Bohrung 3.

Wichtig ist in erster Linie die Aufweitung der Boh rung 3 an ihrem der Kolbenachse zugewandten Ende. Diese Aufweitung ist in der Zeichnung mit B markiert. Der Aufweitungsbereich an dem gegenüberliegenden äu ßeren Ende der Bohrung 3 ist in der Zeichnung mit C angegeben. Die maximale Länge der Bohrung 3 gibt das Maß A an.

In vielen Fällen sind die Naben 4 eines Kolbens so ausgebildet, daß sich ihr gegenseitiger Abstand innen in Richtung zum Kolbenschaftende hin erweitert. Man spricht in diesen Fällen allgemein von Naben mit ei ner Trapezform. Bei derartigen Trapez-Naben gibt das Längenmaß A der Bohrung 3 die Bohrungsbreite im obe ren Zenit der Bohrung an.

In dem dargestellten Beispiel messen die aufgeweite ten Bereiche B = 40% von A und C = 10% von A. Bei dem mit B bezeichneten Aufweitungsbereich gilt das angegebene Maß ausschließlich für den oberen Zenit der Bohrung 3. In den übrigen Umfangsbereichen ver kleinert sich dieser Bereich B entsprechend der Tra pezform der Nabe 4 und kann im Bereich der durch die Trapezform bedingten schmalen Nabenbreite bis auf den Wert Null abnehmen. Ausgehend von dem für den oberen Zenitbereich angegebenen Maß verläuft die Aufweitung über den Umfang der Bohrung 3 derart, daß sie jeweils in derjenigen Ebene endet, die normal zur Bolzenrich tung aufgespannt durch das angegebene Maß B im oberen Bohrungszenit verläuft.

Bei dem für das Kolbenoberteil 1 angegebenen Material hat sich für eine phosphatierte Bohrung 3 eine Ober flächenrauhtiefe R_a = 0,8-1 Mikrometer als beson ders zweckmäßig erwiesen. Die gleichmäßig umlaufende Aufweitung der Bohrungen 3 an ihren der Kolbenachse zugewandten Enden beträgt im vorliegend beschriebenen Fall radial r = 0,03% des Bolzendurchmessers D = 48 mm.

Claims

1. Tauchkolben für Verbrennungsmotoren aus einem Kolbenoberteil aus Stahl oder Eisen und einem über einen Stahl-Kolbenbolzen gelenkig mit dem Kolbenoberteil verbundenen Kolbenschaft, bei dem der Kolbenbolzen in von dem Boden des Kolbenober teiles frei abstehenden Naben gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche innerhalb der Bohrung (3) der Naben (4) jeweils phosphatiert ist und eine Ober flächenrauhigkeit nach DlN 4768 von R_a= 0,5-2,0 Mikrometer besitzt.

2. Tauchkolben nach dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche innerhalb der Bohrung (3) der Naben (4) jeweils verzinnt oder verbleit ist und eine Oberflächenrauhigkeit nach DIN 4768 von R_a = 0,5-1,5 Mikrometer besitzt.

3. Tauchkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der radial innenliegende Bereich der Naben bohrung (3) auf einer Länge von B = 15-45% der im oberen Zenit der Nabenbohrung liegenden Breite A der Nabenbohrung aufgeweitet ist, wobei diese Aufweitung innerhalb der Bohrung (3) in einer Ebene endet, die auf der Bolzenachse normal auf gespannt ist und im Bohrungszenit durch das im Inneren der Bohrung liegende Ende der Aufweitung verläuft.

4. Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die radial außenliegenden Bereiche C der Na benbohrung (3) auf einer Länge von bis zu 20% der Breite A der Nabenbohrung (3) in deren oberen Zenit aufgeweitet sind.

5. Tauchkolben nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweils an den Enden einer Nabenbohrung (3) liegende maximale Maß der Aufweitung gleich mäßig über den gesamten Umfang der Bohrung zwi schen r = 0,02 und 0,05% des Durchmessers der Nabenbohrung (3) liegt.