DE933000C

DE933000C - Screw connection for multi-part pistons of internal combustion engines, especially in motor vehicles

Info

Publication number: DE933000C
Application number: DEM9889A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr-Ing E H Maybach
Original assignee: Maybach Motorenbau GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1951-06-16
Filing date: 1951-06-16
Publication date: 1955-09-15

Description

Schraubenverbindung für mehrteilige Kolben von Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen Die Erfindung liegt auf dem Gebiete der Schraubenverbindungen für mehrteilige Kolben in Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei die Köpfe der Verbindungsschrauben in Bohrungen im Kolbenbodenteil eingelassen und durch in diese Bohrungen eingeschraubte Kapseln geschützt sind. Eine über dieses Gebiet hinausgehende Bedeutung hat die Erfindung nicht. Bei dieser bekannten Bauart kommt der Boden dieser Kapsel mit seiner ganzen Fläche zum Aufliegen auf dem Verbindungsschraubenkopf. Infolgedessen wird die Wärme, die auch die Kapsel aufnimmt, unmittelbar auf die Verbindungsschraube übertragen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Bauart ist der, daß das Kapselgewinde schutzlos den Brenngasen ausgesetzt ist. Das Gewinde brennt daher mindestens in den oberen Gängen mit der Zeit fest, und die Kapsel kann dann bei Überholungen meist nur durch völliges Zerstören entfernt werden, wobei die oberen Gänge des Gewindes Schaden nehmen können.Screw connection for multi-part pistons of internal combustion engines, in particular in motor vehicles. The invention is in the field of screw connections for multi-part pistons in internal combustion engines, especially for motor vehicles, the heads of the connecting screws being embedded in bores in the piston crown part and are protected by capsules screwed into these holes. One about this The invention does not have any significance beyond the area. In this known type the bottom of this capsule comes to rest on the connecting screw head with its entire surface. As a result, the heat, which the capsule also absorbs, is directly applied to the Transfer connecting screw. Another disadvantage of the known design is that that the capsule thread is exposed to the combustion gases without protection. The thread burns therefore at least in the upper aisles stuck over time, and the capsule can then when overhauls are usually only removed by completely destroying them, with the upper ones Threads of the thread can be damaged.

Durch die Erfindung soll nun eine Schraubenverbindung (für mehrteilige Kolben von Brennkraftmaschinen) der einleitend genannten Art geschaffen werden, bei welcher die Kapsel die genannten beiden Nachteile nicht mehr besitzt.The invention is now intended to provide a screw connection (for multi-part Pistons of internal combustion engines) of the aforementioned type are created, in which the capsule no longer has the two disadvantages mentioned.

Bei der erfindungsgemäßen Schraubenverbindung für mehrteilige Kolben von Brennkraftmaschinen besitzt die Kapsel das Merkmal, daß sie den Schraubenkopf frei umgibt. Sie besitzt ferner das von dem erstgenannten Merkmal nicht zu trennende weitere Merkmal, daß oberhalb des Kapselgewindes ein Schutzring angeordnet ist, der an einem gewindelosen äußeren Teil der Bohrung (zur Aufnahme der Kapsel) schlüssig anliegt. Damit wird nicht nur vermieden, daß die Wärme auf den Schraubenkopf übergeleitet wird, sondern es wird auch durch den Schutzring das Kapselgewinde vor den-Einwirkungen der Brenngase geschützt. Wenn gemäß dem erstgenannten Merkmal der neuen Schraubenverbindung für mehrteilige Kolben von Brennkraftmaschinen gesagt wurde, daß die. Kapsel den Schraubenkopf frei umgibt, so schließt dies nicht aus, daß die Kapsel möglicherweise mit einer geringen Fläche an dem Schraubenkopf zur Anlage kommt. Doch ist es dabei wesentlich, daß diese Anlagefläche so klein ist, daß Wärme nur in unbedeutender Menge übertreten kann. Ist diese Voraussetzung nicht erfüllt, so ist die Erfindung nicht vollendet.In the screw connection according to the invention for multi-part pistons of internal combustion engines, the capsule has the feature that it has the screw head freely surrounds. It also has the feature that cannot be separated from the first-mentioned feature Another feature is that above the capsule thread a guard ring is arranged, which is on a threadless outer part of the bore (for receiving the capsule) fits snugly. This not only avoids the heat on the screw head is passed over, but it is also through the protective ring that Capsule thread protected from the effects of the combustion gases. If according to the former Feature of the new screw connection for multi-part pistons in internal combustion engines it was said that the. If the capsule freely surrounds the screw head, this does not close from that the capsule may have a small area on the screw head comes to the plant. But it is essential that this contact surface is so small is that heat can only pass in insignificant amounts. Is this requirement not satisfied, the invention is not completed.

Weitere Merkmale der neuen Schraubenverbindung für mehrteilige Kolben von Brennkraftmaschinen, die nur in Verbindung mit dem beschriebenen Hauptgedanken der Erfindung unter Schutz stehen, ergeben sich aus nachfolgendem: Die Wirkung des Schutzringes kann noch dadurch verbessert werden, daß er in einem dünnwandigen Ringansatz endet, der einen etwas größeren Durchmesser hat als der Bohrungsteil. Wird schon hierdurch das ungewollte Lösen der Kapsel weitgehend verhindert, -so ist das Lösen nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung völlig ausgeschlossen, wenn am Rande des gewindelosen Bohrungsteiles eine Ausnehmung angeordnet ist, in die der Ringansatz der Kapsel eingestemmt wird.Further features of the new screw connection for multi-part pistons of internal combustion engines, which can only be used in connection with the main idea described the invention are protected, result from the following: The effect of Guard ring can be improved by placing it in a thin-walled ring attachment ends, which has a slightly larger diameter than the bore part. It will this largely prevents the unintentional loosening of the capsule, -that is the loosening according to a further embodiment of the invention completely excluded if on the verge of the unthreaded bore part a recess is arranged into which the ring attachment the capsule is pinched.

Gemäß der Erfindung sind zwei Anlagemöglichkeiten für die Kapsel gezeigt. Nach der einen liegt die Kapsel an einem Sicherungsring an, der auf einem Flansch des. Schraubenkopfes angeordnet ist und einerseits in die Schlüsselangriffsflächen des Schraubenkopfes, andererseits mit einem Lappen in eine Ausnehmung am Grund der Bohrung greift. Hiermit wird nicht nur eine geringe Auflagefläche zwischen der Kapsel und dem Schraubenkopf erzielt, sondern auch eine formschlüssige Sicherung der Verbindungsschraube gegen Lösen. _ Die andere Anlagemöglichkeit besteht darin, daß die Kapsel an einer Erhöhung des Schraubenkopfes anliegt, die Wärme nur in ganz. geringer Menge übertreten läßt. Auch hiermit ist eine gewisse-kraftschlüssige Sicherung der Verbindungsschraube gegen das Lösen erreicht.According to the invention, two possible ways of placing the capsule are shown. According to one, the capsule rests on a locking ring on a flange Des. The screw head is arranged and on the one hand in the key engagement surfaces of the screw head, on the other hand with a rag in a recess at the bottom of the Hole engages. This not only creates a small contact area between the capsule and the screw head achieved, but also a positive locking of the connecting screw against loosening. _ The other investment option is that the capsule is attached to a Raising the screw head is applied, the heat only in the whole. exceed a small amount leaves. This also provides a certain non-positive locking of the connecting screw against loosening.

Besonders raumsparend ist die Schraubenverbindurig, gemäß - der Erfindung dann, wenn die Schlüsselangriffsflächen'an den Köpfen der Verbindungsschrauben nach der bekannten Art einer Verzahnung (Strählung) ausgebildet sind. Da diese fein verzahnten . Schlüsselangriffsflächen ziemlich empfindlich sind, ist die Kapsel- gemäß der Erfindung besonders vorteilhaft.The screw connection according to the invention is particularly space-saving then when the Schlüsselangriffsflächen'an the heads of the connecting screws after the known type of toothing (radiation) are formed. Because these are finely toothed . Key areas of attack are quite sensitive, the capsule is according to the Invention particularly advantageous.

Die Schlüsselangriffsflächen der Kapsel können beliebig gestaltet-sein. Da die Kapsel aber mit verhältnismäßig hohem Drehmoment angezogen werden mug, damit gute Dichtung erzielt wird, ist auch hier die Anordnung von Schlüsselangriffsflächen nach der bekannten Art einer Verzahnung (Strählung) zweckmäßig.The key attack surfaces of the capsule can be designed in any way. Since the capsule must be tightened with a relatively high torque, so A good seal is achieved, is the arrangement of key attack surfaces according to the known type of toothing (radiation) expedient.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Schraubenverbindung gemäß der Erfindung an einem Kolben einer Brennkraftmaschine in zwei Abbildungen im Schnitt dargestellt.In the drawing are two exemplary embodiments of the screw connection according to the invention on a piston of an internal combustion engine in two images shown in section.

i ist der Kolbenbodenteil, 2 das Kolbenhemd mit einem Flansch 3. 5 ist der Kolbenbolzenträger mit einem Auge 6, das eine Bohrung 7 für die Verbindungsschraube 8 hat, die in dem unteren Teil des Auges in ein Gewinde 24 eingeschraubt ist. 9 ist -.eine Bohrung in dem Kolbenhemdflansch 3, io eine Paßbohrung im Kolbenbodenteil i für die Verbindungsschraube B. i i ist eine Bohrung im Kolbenbodenteil i zur Aufnahme eines Kopfes 12 der Verbindungsschraube B. Dieser Schraubenkopf 12 hat einen Flansch 13, auf dem ein Kopfteil 14 sitzt. Der Kopfteil 14 ist mit Schlüsselangriffsflächen nach der bekannten Art einer Verzahnung, und zwar mit der Strählung 15, versehen. In der Bohrung i i ist ein Gewinde 16 angeordnet. In dieses ist eine Schutzkapsel 17 eingeschraubt, die einen Boden 18 hat. Oberhalb des Bodens 18 sind die Schlüsselangriffsflächen der Kapsel 17, ebenfalls nach Art einer Verzahnung, der Strählung i9, in einem Schutzring 2o angeordnet. Am Rand 26 des gewindelosen Teiles der Bohrung i i ist eine Ausnehmung 27 angeordnet.i is the piston crown part, 2 the piston skirt with a flange 3. 5 is the piston pin carrier with an eye 6, which has a hole 7 for the connecting screw 8 which is screwed into a thread 24 in the lower part of the eye. 9 is -.a hole in the piston skirt flange 3, io a fitting hole in the piston crown part i for the connecting screw B. i i is a bore in the piston crown part i for receiving it a head 12 of the connecting screw B. This screw head 12 has a flange 13, on which a head part 14 sits. The head part 14 is provided with key attack surfaces according to the known type of toothing, namely with the radiation 15, provided. A thread 16 is arranged in the bore i i. Inside this is a protective capsule 17 screwed in, which has a bottom 18. Above the bottom 18 are the key attack surfaces of the capsule 17, also in the manner of a toothing, the Strählung i9, in a protective ring 2o arranged. At the edge 26 of the threadless part of the bore i i is a recess 27 arranged.

Der Schutzring 2o an der Kapsel 17 endet in einem dünnwandigen Ringansatz 25, der etwas größeren Durchmesser hat als der äußere Rand 26 des gewindelosen Teiles der Bohrung i i. Die Kapsel 17 muß daher mit Vorspannung eingeschraubt werden, wobei sich ihr Ringansatz 25 federnd an den Rand 26 legt. Dieser Ringansatz 25 kann auch leicht kegelig ausgeführt sein. An einer Stelle wird dieser Ringansatz 25 in die Ausnehmung 27 eingestemmt, wodurch sich eine einwandfreie Sicherung gegen das ungewollte Lösen der Kapsel ergibt.The protective ring 2o on the capsule 17 ends in a thin-walled ring attachment 25, which has a slightly larger diameter than the outer edge 26 of the threadless part the bore i i. The capsule 17 must therefore be screwed in with bias, wherein its ring extension 25 lies resiliently on the edge 26. This ring approach 25 can also be made slightly tapered. At one point this ring approach 25 is in the Recess 27 caulked, whereby a proper protection against the unwanted Loosening the capsule results.

Die als Dehnschraube dargestellte Verbindungsschraube 8 braucht an sich nicht gegen Lösen gesichert zu werden. Eine Sicherung kann aber trotzdem noch vorgesehen sein, und zwar durch einen Sicherungsring 21. Dieser ist auf dem Flansch 13 des Schraubenkopfes 12 angeordnet und greift mit einer Verzahnung an seinem inneren Umfang. in die Verzahnung der Strählung 1s. Der Sicherungsring 21 hat ferner einen Lappen ä2, der in eine Bohrung 23 am Grund der--Bohrung ii ragt: Die Kapsel 17 wird bis zur Anlage auf dem äußeren Rand des Sicherungsringes 21 eingeschraubt. So wird auch formschlüssig das Herausdrehen der Verbindungsschraube 8 verhindert..The connecting screw 8 shown as an expansion screw needs not to be secured against loosening. A backup can still be made be provided, namely by a locking ring 21. This is on the flange 13 of the screw head 12 is arranged and engages with a toothing on its interior Scope. into the teeth of the beam 1s. The locking ring 21 also has a Lobe ä2, which protrudes into a bore 23 at the bottom of the - bore ii: the capsule 17 is screwed in until it rests on the outer edge of the locking ring 21. So will also prevents the screw 8 from being unscrewed in a form-fitting manner.

In Abb. 2 sind -die mit der Abb. i übereinstimmenden Teile mit -- denselben Bezugszeichen versehen. Die Abb.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Schraubenkopf 12, der mit der Kapsel 17 in einer Einsatzbüchse 28 sitzt: Diese Buchse ist in den Kolbenbodenteil i eingepreßt und hat das Gewinde 16 für die Kapsel 17 sowie die Ausnehmung 27 zur Sicherung der Kapsel. In bekannter Weise kann der Schraubenkopf i2 als Anlage für die Kapsel dienen. Zu diesem Zweck ist jedoch die Ausführung hier so getroffen, daß eine Erhöhung 29 des Schraubenkopfes 12 mit möglichst kleiner Anlagefläche gegen den Kapselboden 18 vorgesehen ist, damit der Wärmeübergang in geringen Grenzen gehalten wird. Hiermit wird eine zusätzliche kraftschlüssige Sicherung der Verbindungsschraube 8 erreicht.In Fig. 2 - the parts corresponding to Fig. I are marked with - the same reference numerals. The Fig.2 shows an embodiment with a Screw head 12, which sits with the capsule 17 in an insert sleeve 28: This socket is pressed into the piston crown part i and has the thread 16 for the capsule 17 and the recess 27 for securing the capsule. In a familiar way the screw head i2 can serve as an attachment for the capsule. To that end is However, the execution here made so that an elevation 29 of the screw head 12 is provided with the smallest possible contact surface against the capsule base 18 so that the heat transfer is kept within low limits. This is an additional frictional securing of the connecting screw 8 is achieved.

Diese Art kraftschlüssiger Sicherung kann auch bei der Ausführung nach Abb. i angewendet werden, und zwar an Stelle des Sicherungsringes 21. Auch der kegelige Flansch 3o des Schraubenkopfes 12 ist bei der Ausführung nach Abb. i möglich.This type of frictional locking can also be used during execution can be used according to Fig. i, in place of the retaining ring 21. Also the conical flange 3o of the screw head 12 is in the design according to Fig. i possible.

Die an sich bekannte Einsatzbuchse 28 aus härterem Werkstoff, z. B. Stahl, nach Abb. 2 wird besonders dann angewendet, wenn der Werkstoff des Kolbenbodens z. B. aus Leichtmetall besteht und daher eine vergrößerte Anlage des Schraubenkopfes erfordert.The known insert socket 28 made of a harder material, for. B. Steel, according to Fig. 2, is particularly used when the material of the piston crown z. B. consists of light metal and therefore an enlarged system of the screw head requires.

Die Anwendung der Merkmale der Erfindung ist grundsätzlich auch bei solchen Verbindungsschrauben möglich, die den Kolbenbodenteil nicht mit einem Kopf halten, sondern mit einer Mutter mit Gewinde.The application of the features of the invention is basically also in such connecting screws possible that do not have the piston crown part with a head hold, but with a threaded nut.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Screw connection for multi-part pistons in internal combustion engines, in particular for motor vehicles, in which the heads of the connecting screws are let into bores in the piston crown part and are protected by capsules screwed into these bores, characterized in that on the capsule (i7) freely surrounding the screw head above the capsule thread ( i6) a protective ring (2o) is arranged which rests against a threadless outer part (26) of the bore (ii).

2. Screw connection according to claim i, characterized in that the protective ring (2o) of the capsule (i7) ends in a thin-walled ring attachment (25) which has a slightly larger diameter has as the threadless bore part.

3. Screw connection according to claim i and 2, characterized in that at the edge (26) of the threadless bore part one Recess (27) is arranged, into which the ring extension (25) of the capsule (i7) is wedged will.

4. Screw connection according to claim i to 3, characterized in that the capsule (i7) rests against a locking ring (2i) which is placed on a flange (i3) of the screw head (i2) is arranged and on the one hand in key engagement surfaces (i5) of the screw head (i2), on the other hand with a tab (22) in a recess (23) engages at the bottom of the bore (i i).

5. Screw connection according to claim i to 3, characterized in that the capsule (i7) on an elevation (29) of the screw head (i2) is present.

6. screw connection according to claim i to 5, characterized in that that the key contact surfaces on the heads (i2) of the connecting screw (8) are formed according to the known type of toothing (radiation 15).

7. Screw connection according to claim i to 6, characterized in that the key engagement surfaces on the capsule (i7) are designed in the manner of the toothing (beam i9). Cited publications: German Patent No. 667 003; Swiss Patent No. 211 159; French Patent Nos. 57043 i, 761786, 816 319; U.S. Patent Nos. 1,842,910, 2,234,762.