JP3065361B2 - 内燃機関のためのピストン - Google Patents
内燃機関のためのピストンInfo
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- JP3065361B2 JP3065361B2 JP3001560A JP156091A JP3065361B2 JP 3065361 B2 JP3065361 B2 JP 3065361B2 JP 3001560 A JP3001560 A JP 3001560A JP 156091 A JP156091 A JP 156091A JP 3065361 B2 JP3065361 B2 JP 3065361B2
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- Japan
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- piston
- expansion sleeve
- radius
- contact
- internal combustion
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/0015—Multi-part pistons
- F02F3/0023—Multi-part pistons the parts being bolted or screwed together
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/02—Pistons having means for accommodating or controlling heat expansion
- F02F3/04—Pistons having means for accommodating or controlling heat expansion having expansion-controlling inserts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/005—Pistons; Trunk pistons; Plungers obtained by assembling several pieces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
- F05C2201/0448—Steel
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は請求項１の上位概念
部に記載した内燃機関のためのピストンに関する。
部に記載した内燃機関のためのピストンに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のピストンにあっては、膨脹スリ
ーブとピストンとが接触し合う接触面は、ピストン長手
軸線に対し直角に延びる平面に対しわずかにしか傾斜さ
せられていない。この場合、ピストン側の接触面の傾斜
は加工技術的な利点しか有しておらず、良好な加工を達
成するために必要な大きさしか有していない。この傾斜
はそれぞれリング状の球面区分によって達成される。こ
の場合、前記球面区分は別の移行半径で、各膨脹スリー
ブのために設けられている受容孔の内周面に移行してい
る。それぞれ所属する膨脹スリーブ側の接触面は、ピス
トン側の接触面が凹面として構成されているこの場合に
は、対応して凸面として構成されている。両接触面の曲
率は、冷えた状態で、外に向かって拡大するリングギャ
ップが両接触面間に生じるように互いに異なっている。
リングギャップの大きさは、ピストンと膨脹スリーブと
が互いに緊締された状態で、つまり応力がかかった状態
ではリングギャップが存在せず、接触力が半径方向でほ
ぼ等しい大きさになるように設定されている。
ーブとピストンとが接触し合う接触面は、ピストン長手
軸線に対し直角に延びる平面に対しわずかにしか傾斜さ
せられていない。この場合、ピストン側の接触面の傾斜
は加工技術的な利点しか有しておらず、良好な加工を達
成するために必要な大きさしか有していない。この傾斜
はそれぞれリング状の球面区分によって達成される。こ
の場合、前記球面区分は別の移行半径で、各膨脹スリー
ブのために設けられている受容孔の内周面に移行してい
る。それぞれ所属する膨脹スリーブ側の接触面は、ピス
トン側の接触面が凹面として構成されているこの場合に
は、対応して凸面として構成されている。両接触面の曲
率は、冷えた状態で、外に向かって拡大するリングギャ
ップが両接触面間に生じるように互いに異なっている。
リングギャップの大きさは、ピストンと膨脹スリーブと
が互いに緊締された状態で、つまり応力がかかった状態
ではリングギャップが存在せず、接触力が半径方向でほ
ぼ等しい大きさになるように設定されている。
【０００３】膨脹スリーブ側とピストン側との互いに接
触し合う接触面をこのように構成すること自体は公知で
あり、例えば西ドイツ国特許第２６４７２５０号明細書
に開示されている。この明細書に開示された接触領域の
特別な構成の特徴は、膨脹スリーブ側の接触面とピスト
ン側の接触面との曲率半径の中心点が膨脹ねじ軸線の上
に一緒には配置されていないことである。しかし、この
特徴は実際にはほとんど実現されていない。両方の曲率
半径の中心点は通常は膨脹ねじ軸線の上にあり、互いに
軸方向にずらされているにすぎない。
触し合う接触面をこのように構成すること自体は公知で
あり、例えば西ドイツ国特許第２６４７２５０号明細書
に開示されている。この明細書に開示された接触領域の
特別な構成の特徴は、膨脹スリーブ側の接触面とピスト
ン側の接触面との曲率半径の中心点が膨脹ねじ軸線の上
に一緒には配置されていないことである。しかし、この
特徴は実際にはほとんど実現されていない。両方の曲率
半径の中心点は通常は膨脹ねじ軸線の上にあり、互いに
軸方向にずらされているにすぎない。
【０００４】膨脹スリーブとピストンとの間の接触面を
前述のように構成する場合には、膨脹ねじを受容するた
めの孔内には半径方向できわめてわずかなスペースしか
与えられないという問題がある。したがってピストン側
の接触面が半径方向外方へそれぞれできるだけ大きく利
用されなければならない。この結果、膨脹スリーブを受
容する孔の凹面状の接触面から、円筒状の内周面への移
行半径を十分に大きくできない場合がしばしばある。こ
のために、特定な場合には、特に高い負荷が作用する
と、前記曲率半径の領域にて、ピストン材料に亀裂が発
生することになる。
前述のように構成する場合には、膨脹ねじを受容するた
めの孔内には半径方向できわめてわずかなスペースしか
与えられないという問題がある。したがってピストン側
の接触面が半径方向外方へそれぞれできるだけ大きく利
用されなければならない。この結果、膨脹スリーブを受
容する孔の凹面状の接触面から、円筒状の内周面への移
行半径を十分に大きくできない場合がしばしばある。こ
のために、特定な場合には、特に高い負荷が作用する
と、前記曲率半径の領域にて、ピストン材料に亀裂が発
生することになる。
【０００５】冒頭に述べた形式のピストンにおいて直径
方向で小さく構成された接触面を支える膨脹スリーブは
西ドイツ国特許出願公開公報第１２７８７号明細書に開
示されている。この構成では当該接触面がねじ軸線に対
して直角である平面に対し、比較的に強く傾斜させられ
ている。膨脹スリーブがピストンに不動に取付けられた
中間部材内に支持されているのではなく、ピストン基材
に直接的に支持されているピストンにおいては、このよ
うな傾斜した接触面と、この接触面に続く、移行半径を
有する面との正確な製作は困難である。なぜならばこれ
らの面はそれぞれ盲孔の端部に位置しているからであ
る。
方向で小さく構成された接触面を支える膨脹スリーブは
西ドイツ国特許出願公開公報第１２７８７号明細書に開
示されている。この構成では当該接触面がねじ軸線に対
して直角である平面に対し、比較的に強く傾斜させられ
ている。膨脹スリーブがピストンに不動に取付けられた
中間部材内に支持されているのではなく、ピストン基材
に直接的に支持されているピストンにおいては、このよ
うな傾斜した接触面と、この接触面に続く、移行半径を
有する面との正確な製作は困難である。なぜならばこれ
らの面はそれぞれ盲孔の端部に位置しているからであ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は西ドイ
ツ国特許第２６４７２５０号明細書に開示されている形
式のピストンをできるだけ簡単な手段で提供し得るよう
にすることである。
ツ国特許第２６４７２５０号明細書に開示されている形
式のピストンをできるだけ簡単な手段で提供し得るよう
にすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は接触面が請求
項１の特徴により解決された。
項１の特徴により解決された。
【０００８】請求項２は本発明の有利な実施態様であ
る。
る。
【０００９】
【発明の効果】本発明の解決策の主要な利点は、膨脹ス
リーブとピストン側の対応支承部との間の接触面全体の
傾斜を大きくすることによって、膨脹スリーブを受容す
る受容孔の直径を変えないで、膨脹スリーブとピストン
側の対応支承部との間で力を伝達する面を大きくできた
ことである。本発明の構成では、傾斜の少ない接触面に
比して、接触面の半径方向の寸法を小さくすることがで
き、これによって、膨脹スリーブを受容する受容孔の円
筒状の内周面へのピストン側の接触面の移行半径を大き
くするためのスペースが得られるようになる。
リーブとピストン側の対応支承部との間の接触面全体の
傾斜を大きくすることによって、膨脹スリーブを受容す
る受容孔の直径を変えないで、膨脹スリーブとピストン
側の対応支承部との間で力を伝達する面を大きくできた
ことである。本発明の構成では、傾斜の少ない接触面に
比して、接触面の半径方向の寸法を小さくすることがで
き、これによって、膨脹スリーブを受容する受容孔の円
筒状の内周面へのピストン側の接触面の移行半径を大き
くするためのスペースが得られるようになる。
【００１０】湾曲した接触面は同時に、前記受容孔の円
筒形の内周面に移行する移行半径を有する移行部を形成
するので、この移行半径を理想的に大きく構成すること
ができる。
筒形の内周面に移行する移行半径を有する移行部を形成
するので、この移行半径を理想的に大きく構成すること
ができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の１実
施例を説明する。
施例を説明する。
【００１２】符号１ではピストンが示され、符号２では
膨脹スリーブが示されている。緊締された状態でのピス
トン１と膨脹スリーブ２との接触は点Ａと点Ｂとの間で
行なわれる。ピストン側の接触面の曲率半径Ｒ1と膨脹
スリーブ側の接触面の曲率半径Ｒ2は異なっており、両
曲率半径Ｒ1とＲ2はピストン１と膨脹スリーブ２とが互
いに緊締された状態で接触力が点Ａと点Ｂとの間の全接
触範囲でほぼ同じ大きさになるように設定されている。
この場合にはもちろん膨脹スリーブ２とピストン１との
互いに異なる材料も考慮される必要がある。点Ａと点Ｂ
との間で半径方向外方に拡大するリングギャップにあっ
ては（ピストン１と膨脹スリーブとは互いに緊締されて
おらず）膨脹スリーブ２の材料がピストン１の材料の弾
性係数よりも大きい弾性係数を有している。この場合に
は例えばピストン１が軽金属から成り、膨脹スリーブ２
が鋼から成っていることができる。
膨脹スリーブが示されている。緊締された状態でのピス
トン１と膨脹スリーブ２との接触は点Ａと点Ｂとの間で
行なわれる。ピストン側の接触面の曲率半径Ｒ1と膨脹
スリーブ側の接触面の曲率半径Ｒ2は異なっており、両
曲率半径Ｒ1とＲ2はピストン１と膨脹スリーブ２とが互
いに緊締された状態で接触力が点Ａと点Ｂとの間の全接
触範囲でほぼ同じ大きさになるように設定されている。
この場合にはもちろん膨脹スリーブ２とピストン１との
互いに異なる材料も考慮される必要がある。点Ａと点Ｂ
との間で半径方向外方に拡大するリングギャップにあっ
ては（ピストン１と膨脹スリーブとは互いに緊締されて
おらず）膨脹スリーブ２の材料がピストン１の材料の弾
性係数よりも大きい弾性係数を有している。この場合に
は例えばピストン１が軽金属から成り、膨脹スリーブ２
が鋼から成っていることができる。
【００１３】湾曲したピストン側の接触面のための曲率
半径Ｒ1の中心と湾曲した膨脹スリーブ側の接触面Ｒ2の
曲率半径との中心は、それぞれ受容孔の孔軸線の横に位
置している。この場合、曲率半径Ｒ1の長さと位置は、
ピストン１の受容孔の円筒領域へピストン側の接触面が
ほぼ接線方向で移行する移行領域が与えられるように設
定されている。
半径Ｒ1の中心と湾曲した膨脹スリーブ側の接触面Ｒ2の
曲率半径との中心は、それぞれ受容孔の孔軸線の横に位
置している。この場合、曲率半径Ｒ1の長さと位置は、
ピストン１の受容孔の円筒領域へピストン側の接触面が
ほぼ接線方向で移行する移行領域が与えられるように設
定されている。
【図１】ピストンの受容孔内に支承された膨脹スリーブ
の部分断面図である。
の部分断面図である。
１ ピストン、 ２ 膨脹スリーブ、 Ｒ1 ピストン
側の接触面の曲率半径、 Ｒ2 膨脹スリーブ側の接触
面の曲率半径
側の接触面の曲率半径、 Ｒ2 膨脹スリーブ側の接触
面の曲率半径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュテファン リップ ドイツ連邦共和国 ノイハウゼン ヴィ ルヘルム−マイバッハ−シュトラーセ 19 (56)参考文献 特開 昭53−51324（ＪＰ，Ａ) 西独国特許出願公開2647250（ＤＥ, Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02F 3/00 301
Claims (2)
- 【請求項１】 シャフト領域を形成するピストン下方部
分と、該ピストン下方部分に複数の膨脹ねじを介して結
合された、ピストン底及びピストンリング領域を形成す
るピストン上方部分とを有する内燃機関のためのピスト
ンであって、前記膨脹ねじがピストン下方部分にて、該
ピストン下方部分における受容孔にそれぞれ係合してい
る膨脹スリーブに支持されるようになっており、該膨脹
スリーブの材料が前記ピストン下方部分の材料に比して
高い弾性係数を有しており、前記膨脹スリーブと前記ピ
ストン下方部分との間の各接触が、ピストンと膨脹スリ
ーブとが緊締されていない状態、つまり応力がかかって
いない状態では、相互に傾斜して延びる接触面を介して
行われるようになっており、この緊締されていない状態
で重なり合って位置している前記接触面の間に、半径方
向外方へ拡がるリングギャップが存在しており、該リン
グギャップの大きさが、緊締された状態で両方の接触面
が同じ力で負荷されてギャップなしで互いに接触し合う
ように設定されている形式のものにおいて、前記膨脹ス
リーブ（２）のためのピストン側の接触面が、前記膨脹
スリーブ（２）を受容するためにピストン（１）に設け
られた受容孔の内周面に、曲率半径Ｒ1でほぼ接線方向
に移行しており、該曲率半径Ｒ1の値が前記ピストン
（１）の受容孔の半径とピストン側の接触面の内周の半
径との差よりも大きいことを特徴とする、内燃機関のた
めのピストン。 - 【請求項２】 ピストン側の接触面が内周側に、ピスト
ン長手方向軸線に対して直角な平面に対し１０゜よりも
大きな傾斜を有している、請求項１記載の内燃機関のた
めのピストン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4000846.0 | 1990-01-13 | ||
| DE19904000846 DE4000846A1 (de) | 1990-01-13 | 1990-01-13 | Verschraubter kolben fuer verbrennungsmotoren |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04292558A JPH04292558A (ja) | 1992-10-16 |
| JP3065361B2 true JP3065361B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=6398028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3001560A Expired - Fee Related JP3065361B2 (ja) | 1990-01-13 | 1991-01-10 | 内燃機関のためのピストン |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3065361B2 (ja) |
| DE (1) | DE4000846A1 (ja) |
| FR (1) | FR2657120B1 (ja) |
| GB (1) | GB2239927B (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10222938A1 (de) * | 2002-05-24 | 2004-02-19 | Mahle Gmbh | Kolben für Verbrennungsmotoren |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2147816A (en) * | 1936-11-02 | 1939-02-21 | Thompson Prod Inc | Joint structure |
| GB518861A (en) * | 1938-10-19 | 1940-03-08 | Thompson Prod Inc | Improvements in and relating to joint structures |
| US2552004A (en) * | 1946-05-29 | 1951-05-08 | Wright Aeronautical Corp | Washer-capscrew combination |
| FR1552796A (ja) * | 1967-01-17 | 1969-01-10 | ||
| GB1467644A (en) * | 1974-12-13 | 1977-03-16 | Wellworthy Ltd | Pistons |
| DE2647250C3 (de) * | 1976-10-20 | 1980-06-12 | Mahle Gmbh, 7000 Stuttgart | Verschraubter Kolben für Verbrennungsmotoren |
-
1990
- 1990-01-13 DE DE19904000846 patent/DE4000846A1/de active Granted
-
1991
- 1991-01-10 JP JP3001560A patent/JP3065361B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-10 GB GB9100541A patent/GB2239927B/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-11 FR FR9100307A patent/FR2657120B1/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2657120B1 (fr) | 1992-06-05 |
| FR2657120A1 (fr) | 1991-07-19 |
| DE4000846A1 (de) | 1991-07-18 |
| GB2239927A (en) | 1991-07-17 |
| GB2239927B (en) | 1993-12-08 |
| DE4000846C2 (ja) | 1991-12-19 |
| GB9100541D0 (en) | 1991-02-20 |
| JPH04292558A (ja) | 1992-10-16 |
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Legal Events
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