WO2021018683A1 - Kolben mit sicherungsringnut in der bolzenbohrung für einen verbrennungsmotor - Google Patents
Kolben mit sicherungsringnut in der bolzenbohrung für einen verbrennungsmotor Download PDFInfo
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- 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
- F16J1/10—Connection to driving members
- F16J1/14—Connection to driving members with connecting-rods, i.e. pivotal connections
- F16J1/16—Connection to driving members with connecting-rods, i.e. pivotal connections with gudgeon-pin; Gudgeon-pins
- F16J1/18—Securing of gudgeon-pins
Definitions
- the completely circumferential locking ring groove lies in an axis with the piston pin.
- the depth of the circlip groove is selected in the piston design process so that all
- a desirable further reduction in the material thickness between the piston crown (or possibly the piston cooling channel) and the pin bore, as well as in the piston pin boss, is consequently limited by the depth of the locking ring groove.
- Circular cylinder surface contour of the piston head deviates, that the groove from the pin bore in the piston head
- EP 2 142 786 B1 describes a piston for a
- Piston crown (or piston cooling channel, if applicable)
- the invention relates to a piston for a
- annular webs can be convex or conical
- the bolt hole can be in the
- Part of the circumference over which the locking ring groove is not formed in the pin bore points in the direction of the piston head and / or (usually correspondingly if the piston has a cooling channel) in the direction of the
- the offset must be selected in such a way that (taking into account all forces, tolerances and safety factors, for example) the axial securing of the piston pin is still guaranteed.
- the material thickness between the piston crown (or, if necessary, the piston cooling channel) and the pin bore, but also in the piston pin boss, for example, can be reduced by reducing or even eliminating the weakening of the structure by the retaining ring groove in this direction - by shifting (off-axis) the center axis of the groove in the opposite direction to the area of the surrounding structure of the hole that is less to be weakened because this construction measure is the groove
- the securing ring groove (and the securing ring for which it is set up) can optionally be round, with rounded edges or angular in cross-section, or also have another geometric shape.
- Figures 2, 4 and 6 each illustrate a piston 2, 2 ', 2 "for an internal combustion engine (not shown), which only differ with regard to the shape of two retaining ring grooves 4,
- Connecting walls 16 each have a bolt hole 22 with an inner or support wall 22 in the form of a Have circular cylinder jacket surfaces which are aligned with one another through the cavity 18.
- the pin bores 22 each have one of the locking ring grooves 4, 4 ', 4 ", which are set up to positively support a locking ring (not shown) inserted into the groove and thus to secure a piston pin (not shown) in the pin bores 22, and although in axial
- the securing ring groove 4, 4 '(according to FIGS. 3 to 6) does not dip into the supporting wall section and the surrounding structure 26 of the pin bore 22 in a partial area of its circumference.
- the locking ring groove depth can in particular in the direction of the
- the piston crown, the piston underside or, if necessary, the cooling channel can be reduced or even set to zero: the circlip groove plunges (in this direction) into one
- Bolt bore 22 formed locking ring groove 4 " is set up in this way to insert a locking ring (not shown) in the groove 4", which has an outer circumference that fits into the groove base of the locking ring groove 4 "and extends over a circumferential angle that
- Bolt hole axis 20 offset.
- the locking ring groove 4, 4 'with the bolt bores 22 is arranged with parallel central axes 20, 32, but not
- the support wall section and the surrounding structure 26 of the bolt bore 22 are less deeply immersed (FIGS. 1 and 2) or not at all (FIGS. 3 and 4), are structurally less weakened. In this way, too, the remaining wall thickness at this critical point 26 around the pin bore 22 is increased in the direction of this partial area of the circumference.
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Abstract
Erfindungsgemäß ist ein Kolben (2, 2', 2"), für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenboden (10) und mit einem Kolbenkopf (12), der sich an den Kolbenboden anschließt, und mit einem bereichsweise hohlen Kolbenschaft (8), der an dem Kolbenkopf auf der dem Kolbenboden abgewandten Seite angeformt ist und der zwei einander gegenüberliegende Schaftwandabschnitte (14) sowie zwei einander gegenüberliegende, die Schaftwandabschnitte verbindende Verbindungswände (16) aufweist, die zusammen den Hohlraum (18) des Kolbenschafts umgeben, wobei die Verbindungswände jeweils eine Bolzenbohrung (22) aufweisen, die durch den Hohlraum hindurch miteinander fluchten und deren Wandung (22) durch mindestens einen Stützwandungsabschnitt in Form von zumindest einem Teilbereich einer Kreiszylindermantelfläche mit zum Radius eines Kolbenbolzens passendem Radius eingerichtet ist, den Kolbenbolzen radial zu lagern, und die mindestens eine Sicherungsringnut (4, 4', 4") aufweisen, die eingerichtet ist, einen Sicherungsring in die Nut (4, 4', 4") einzusetzen und so einen Kolbenbolzen in den Bolzenbohrungen in axialer Richtung zu sichern, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsringnut (4, 4', 4") in einem Teilbereich (α', 26) ihres Umfangs weniger tief in den Stützwandungsabschnitt der Bolzenbohrung (22) eintaucht als in einem anderen Teilbereich (α, 30) ihres Umfangs.
Description
Kolben mit Sicherungsringnut in der Bolzenbohrung für einen
Verbrennungsmotor
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft einen Kolben, für einen
Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenboden und mit einem
Kolbenkopf, der sich an den Kolbenboden anschließt, und mit einem bereichsweise hohlen Kolbenschaft, der an dem
Kolbenkopf auf der dem Kolbenboden abgewandten Seite
angeformt ist und der zwei einander gegenüberliegende
Schaftwandabschnitte sowie zwei einander gegenüberliegende, die Schaftwandabschnitte verbindende Verbindungswände aufweist, die zusammen den Hohlraum des Kolbenschafts umgeben, wobei die Verbindungswände jeweils eine
Bolzenbohrung aufweisen, die durch den Hohlraum hindurch miteinander fluchten und deren Wandung durch mindestens einen Stützwandungsabschnitt in Form von zumindest einem
Teilbereich einer Kreiszylindermantelfläche mit zum Radius eines Kolbenbolzens passendem Radius eingerichtet ist, den Kolbenbolzen radial zu lagern, und die mindestens eine
Sicherungsringnut aufweisen, die eingerichtet ist, einen Sicherungsring in die Nut einzusetzen und so einen
Kolbenbolzen in den Bolzenbohrungen in axialer Richtung zu sichern
STAND DER TECHNIK
Bei einem Kolben für einen Verbrennungsmotor dient die
Sicherungsringnut zur axialen Sicherung des Kolbenbolzens in
der Bolzenbohrung insbesondere während des Motorbetriebs. Insbesondere aus Gründen des Gewichts und aufgrund
geometrischer Anforderungen an den Kolben können die
Materialstärke zwischen Kolbenboden (oder gegebenenfalls Kolbenkühlkanal) und Bolzenbohrung ebenso wie im
Kolbenbolzenauge limitiert sein. Die Sicherungsringnut reduziert diese Materialstärke zusätzlich oder, mit anderen Worten, schwächt deren Struktur, indem die Nut in diesen Materialbereich eintaucht und dort auch zum Beispiel
Kerbwirkung erzeugen kann.
Die bekanntlich vollständig umlaufende Sicherungsringnut liegt in einer Achse mit dem Kolbenbolzen. Die Tiefe der Sicherungsringnut wird dabei im Konstruktionsprozess des Kolbens so gewählt, dass unter Berücksichtigung aller
Toleranzen eine bestimmte Fläche des Sicherungsringes in der Nut liegt. Somit kann sichergestellt werden, dass eventuell auftretende Seitenkräfte auf den Kolbenbolzen vom
Sicherungsring aufgenommen und über die Sicherungsringnut in den Kolben übertragen werden. Eine wie angedeutet
wünschenswerte weitere Reduzierung der Materialstärke zwischen Kolbenboden (oder gegebenenfalls Kolbenkühlkanal) und Bolzenbohrung ebenso wie im Kolbenbolzenauge ist folglich durch die Sicherungsringnuttiefe limitiert.
Die DE 10 2013 215 538 Al zeigt einen Kolben für einen
Verbrennungsmotor, der zur Abstützung eines Kolbenbolzens diskrete, nämlich in Form nur von Teilbereichen einer
Kreiszylindermantelfläche ausgebildete Abstützflächen oder Stützwandungsabschnitte aufweist, zwischen denen eine
Aussparung bestimmter Tiefe vorgesehen ist. Daraus ergibt sich dort, dass die Sicherungsringnuten in den
Bolzenbohrungen des Kolbens nicht vollständig umlaufen, weil die Aussparungen tiefer sind als die Nuten oder weil, wie dort in Figur 2 abgebildet, im Kolbenschaftbereich der
Außenrand der Bolzenbohrungen so stark von der
Kreiszylindermantelflächenkontur des Kolbenkopfes abweicht,
dass die Nut aus der Bolzenbohrung in vom Kolbenkopf
abgewandter Richtung aus der Bolzenbohrung hinausgeht.
Nichtsdestoweniger taucht auch diese Sicherungsringnut in den jeweiligen Stützwandungsabschnitt der Bolzenbohrung
vollumfänglich gleich tief ein.
Die EP 2 142 786 Bl beschreibt einen Kolben für einen
Verbrennungsmotor mit desachsierten Schmiernuten.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Kolben zu schaffen, dessen mechanische Eigenschaften insbesondere zwischen
Kolbenboden (oder gegebenenfalls Kolbenkühlkanal) und
Bolzenbohrung ebenso wie im Kolbenbolzenauge gegenüber herkömmlichen Kolben, insbesondere bei gleichem
Gesamtgewicht, verbessert sind.
Diese Aufgabe wird von einem Kolben mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung betrifft einen Kolben für einen
Verbrennungsmotor. Der Kolben hat einen Kolbenboden und einen vorzugsweise im Wesentlichen zylindrischen Kolbenkopf
(allerdings nicht unbedingt einen kreiszylindrischen, sondern mit möglicherweise zum Beispiel ovalem statt kreisförmigem Zylinderprofil - zudem können zum Beispiel die Ringstege ballig oder konisch ausgeführt sein) , der sich an den
Kolbenboden anschließt - sowie einen Kolbenschaft, der an dem Kolbenkopf an der dem Kolbenboden abgewandten Seite angeformt ist. Der Kolben weist vorzugsweise zudem, insbesondere im Bereich seines Kopfes und besonders bevorzugt ringförmig, vorzugsweise um eine sogenannte Mulde im Kolbenboden und/oder koaxial mit dem Kolben, insbesondere mindestens einen
Kühlkanal auf. Es ist jedoch zu betonen, dass die Erfindung auch auf Kolben ohne Kühlkanal anwendbar ist.
Der Kolbenschaft ist bereichsweise sozusagen becherförmig hohl, indem er zwei einander gegenüberliegende
Schaftwandabschnitte sowie zwei einander gegenüberliegende, die Schaftwandabschnitte verbindende Verbindungswände
aufweist, auch Schaftanbindungen genannt, die zusammen den Hohlraum des Kolbenschafts umgeben. Die Verbindungswände weisen jeweils eine Bolzenbohrung auf, die durch den Hohlraum hindurch miteinander fluchten und deren Wandung durch
mindestens einen Stützwandungsabschnitt in Form von zumindest einem Teilbereich einer Kreiszylindermantelfläche mit zum Radius eines Kolbenbolzens passendem Radius eingerichtet ist, den Kolbenbolzen radial zu lagern. Die Bolzenbohrungen weisen mindestens eine Sicherungsringnut auf, die eingerichtet ist, einen in die Nut eingesetzten Sicherungsring formschlüssig zu lagern und so einen Kolbenbolzen in den Bolzenbohrungen in axialer Richtung zu sichern.
Erfindungsgemäß nun taucht die Sicherungsringnut in einem Teilbereich ihres Umfangs weniger tief in einen in dem
Teilbereich befindlichen Stützwandungsabschnitt der
Bolzenbohrung ein als in einen in einem anderen Teilbereich befindlichen Stützwandungsabschnitt ihres Umfangs.
Vorzugsweise taucht sie in einem Teilbereich ihres Umfangs in den Stützwandungsabschnitt der Bolzenbohrung gar nicht ein.
Insbesondere durch eine nicht umlaufende und/oder durch eine „desachsierte" Sicherungsringnut kann die
Sicherungsringnuttiefe insbesondere in Richtung zum
Kolbenboden, zur Kolbenunterseite oder gegebenenfalls zum Kühlkanal reduziert oder sogar zu Null gesetzt werden: die Sicherungsringnut taucht (insbesondere in dieser Richtung) in einem Teilbereich ihres Umfangs zum Beispiel durch diese beiden Maßnahmen weniger tief in den (jeweiligen)
Stützwandungsabschnitt der Bolzenbohrung ein als in einen anderen Stützwandungsabschnitt - oder sogar überhaupt nicht.
Diese Varianten, der nicht umlaufenden und der desachsierten Sicherungsringnut, werden im Folgenden beschrieben:
Die erfindungsgemäß mögliche nicht umlaufende
Sicherungsringnut wird in der Bolzenbohrung weniger als vollumfänglich, also über einen Winkel von kleiner als 360° gefertigt. Dabei wird der Kolbenbolzen dann zum Beispiel mit einer einseitig offenen Sicherungsscheibe oder einem
einseitig offenen Sicherungsring darin gesichert.
Die nur über einen Umfangswinkel <360° in der Bolzenbohrung ausgebildete Sicherungsringnut ist auf diese Weise also eingerichtet, einen Sicherungsring in die Nut einzusetzen, der einen in den Nutgrund der Sicherungsringnut passenden Außenumfang hat, welcher sich über einen Umfangswinkel erstreckt, der (ebenfalls kleiner als 360° und) kleiner oder gleich dem Umfangswinkel der Sicherungsringnut ist.
Dies hat den Vorteil, dass der Teilbereich des Umfangs, über den die Sicherungsringnut in der Bolzenbohrung weniger tief oder gar nicht ausgebildet ist, strukturell weniger
geschwächt ist. So kann die Restwandstärke an kritischen Stellen um die Bolzenbohrung herum in die Richtung dieses Teilbereichs (des Umfangs, über den die Sicherungsringnut in der Bolzenbohrung weniger tief oder gar nicht ausgebildet ist) erhöht werden. Die Bolzenbohrung kann aber in der
Konstruktion des Kolbens auch in die Richtung dieses
Teilbereichs versetzt werden, weil die umgebende Struktur dort nun weniger geschwächt ist - was insgesamt
möglicherweise vorteilhaft zum Beispiel den Bauraum
verkleinern und/oder Material und so auch Gewicht sparen kann .
Es ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt, dass der
Teilbereich des Umfangs, über den die Sicherungsringnut in der Bolzenbohrung nicht ausgebildet ist, in Richtung des Kolbenbodens weist und/oder (üblicherweise entsprechend, wenn
der Kolben einen Kühlkanal aufweist) in Richtung des
Kühlkanals. Aber der ausgesparte Bereich kann zum Beispiel auch in Richtung der Unterseite der Bolzenbohrung
ausgerichtet sein. Damit können Restwandstärken an der
Unterseite des Kolbenbolzenauges erhöht werden.
Dies hat den Vorteil, dass das einleitend beschriebene
Problem in dieser Richtung behoben oder zumindest verringert werden kann: die Materialstärke zwischen Kolbenboden (oder gegebenenfalls Kolbenkühlkanal) und Bolzenbohrung, aber zum Beispiel auch im Kolbenbolzenauge kann so vermindert werden, indem die Schwächung der Struktur durch die Sicherungsringnut in dieser Richtung reduziert oder sogar aufgehoben wird.
Ähnliches gilt für die andere erwähnte Variante:
Bei der desachsierten Sicherungsringnut ist die
Sicherungsringnutachse zur Bolzenbohrungsachse versetzt. Mit anderen Worten ist die Sicherungsringnut mit den
Bolzenbohrungen zwar mit parallelen Mittenachsen angeordnet, aber nicht koaxial.
Auch dies hat den Vorteil, dass der Teilbereich des Umfangs, über den die Sicherungsringnut durch diese Verschiebung der Nut aus der Bohrungsmitte in den Stützwandungsabschnitt der Bolzenbohrung weniger tief oder gar nicht eintaucht,
strukturell weniger geschwächt ist. So kann auch so die
Restwandstärke an kritischen Stellen um die Bolzenbohrung herum in die Richtung dieses Teilbereichs des Umfangs erhöht werden. Die Bolzenbohrung kann aber in der Konstruktion des Kolbens auch in die Richtung dieses Teilbereichs versetzt werden, weil die umgebende Struktur dort nun weniger
geschwächt ist - was insgesamt möglicherweise vorteilhaft zum Beispiel den Bauraum verkleinern und/oder Material und so auch Gewicht sparen kann.
Die Desachsierung ist insbesondere so zu wählen, dass (etwa unter Berücksichtigung aller wirkenden Kräfte, Toleranzen und Sicherheitsfaktoren) die axiale Sicherung des Kolbenbolzens weiter gewährleistet wird.
Je nach Anforderung an den Kolben kann die Desachsierung zum Beispiel zum Kolbenboden oder zur Kolbenunterseite gewählt werden. So ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt, dass die Sicherungsringnut so angeordnet ist, dass ihre
Mittenachse sich auf der dem Kolbenboden gegenüberliegenden Seite der Mittenachse der Bolzenbohrung befindet und/oder (wenn der Kolben einen Kühlkanal aufweist) auf der dem
Kühlkanal gegenüberliegenden Seite.
Dies hat den Vorteil, dass das einleitend beschriebene
Problem in dieser Richtung behoben oder zumindest verringert werden kann: die Materialstärke zwischen Kolbenboden (oder gegebenenfalls Kolbenkühlkanal) und Bolzenbohrung, aber zum Beispiel auch im Kolbenbolzenauge kann so vermindert werden, indem die Schwächung der Struktur durch die Sicherungsringnut in dieser Richtung reduziert oder sogar aufgehoben wird - und zwar durch die Verschiebung (Desachsierung) der Mittenachse der Nut in die entgegengesetzte Richtung zu dem Bereich der umgebenden Struktur der Bohrung, der weniger geschwächt werden soll, weil diese Konstruktionsmaßnahme die Nut
sozusagen aus diesem Bereich herauszieht.
Die Sicherungsringnut (und der Sicherungsring für die sie eingerichtet ist) kann im Querschnitt wahlweise rund, mit verrundeten Kanten oder eckig sein oder auch eine noch andere geometrische Form aufweisen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
ersichtlich. Die dort und oben von den Ausführungsformen
aufgewiesenen Merkmale sind auch getrennt voneinander oder in beliebiger Kombination erfindungsgemäß, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen erfolgt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen:
Fig. 1, 3 und 5 zeigen jeweils einen Querschnitt durch
drei verschiedene Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Kolbens geschnitten durch einen Umfang einer Sicherungsringnut und durch die Mittenachse des Kolbens und
Fig. 2, 4 und 6 zeigen jeweils einen Querschnitt durch
diese drei Ausgestaltungen eines
erfindungsgemäßen Kolbens geschnitten durch die Mittenachse der Bolzenbohrungen und die Mittenachse des Kolbens.
Die Figuren 2, 4 und 6 illustrieren jeweils einen Kolben 2, 2', 2" für einen Verbrennungsmotor (nicht dargestellt), die sich nur betreffend die Form zweier Sicherungsringnuten 4,
4', 4" unterscheidet.
Jeder der Kolben 2, 2', 2" hat einen Kolbenboden 10 und einen zylindrischen Kolbenkopf 12, der sich an den Kolbenboden 10 anschließt - sowie einen bereichsweise hohlen Kolbenschaft 8, der an dem Kolbenkopf 12 auf der dem Kolbenboden 10
abgewandten Seite angeformt ist und der zwei einander
gegenüberliegende Schaftwandabschnitte 14 (eine ist durch den abgebildeten Schnitt durch die Mittenachse 20 von
Bolzenbohrungen 22 der Kolben 2, 2', 2" weggeschnitten) sowie zwei einander gegenüberliegende, die Schaftwandabschnitte verbindende Verbindungswände 16 aufweist. Diese umgeben dann zusammen den Hohlraum 18 des Kolbenschafts 8, wobei die
Verbindungswände 16 jeweils eine Bolzenbohrung 22 mit einer Innen- oder Stützwandung 22 in Form einer
Kreiszylindermantelfläche aufweisen, die durch den Hohlraum 18 hindurch miteinander fluchten.
Auch hat der Kolben 2, 2', 2" drei Kolbenringnuten 6 in seiner Mantelfläche im Bereich des Kopfes 12. Die Kolben 2, 2', 2" weisen zudem konzentrisch, koaxial im Bereich ihres Kopfes 12, ringförmig um die sogenannte Mulde 24 im
Kolbenboden 10, einen Kühlkanal 25 auf.
Die Stützwandung 22 der Bolzenbohrungen 22 ist mit zum Radius eines Kolbenbolzens (nicht dargestellt) passendem Radius eingerichtet, den Kolbenbolzen zu lagern, und zwar radial.
Die Bolzenbohrungen 22 weisen je eine der Sicherungsringnuten 4, 4', 4" auf, die eingerichtet sind, einen in die Nut eingesetzten Sicherungsring (nicht dargestellt) formschlüssig zu lagern und so einen Kolbenbolzen (nicht dargestellt) in den Bolzenbohrungen 22 zu sichern, und zwar in axialer
Richtung .
Erfindungsgemäß nun taucht jede der Sicherungsringnuten 4,
4', 4" in einem Teilbereich ihres Umfangs (in allen Figuren nach oben) weniger tief in einen in dem Teilbereich
befindlichen Stützwandungsabschnitt und die umgebende
Struktur 26 der Bolzenbohrung 22 ein als in einen in einem anderen Teilbereich befindlichen Stützwandungsabschnitt ihres Umfangs. Vorzugsweise taucht die Sicherungsringnut 4, 4' (gemäß Figur 3 bis 6) in einem Teilbereich ihres Umfangs in den Stützwandungsabschnitt und die umgebende Struktur 26 der Bolzenbohrung 22 gar nicht ein.
Gemäß Figur 5 und 6 durch nicht umlaufende oder gemäß Figur 1 bis 4 durch eine „desachsierte" Sicherungsringnuten kann die Sicherungsringnuttiefe insbesondere in Richtung zum
Kolbenboden, zur Kolbenunterseite oder gegebenenfalls zum Kühlkanal reduziert oder sogar zu Null gesetzt werden: die Sicherungsringnut taucht (in dieser Richtung) in einem
Teilbereich ihres Umfangs durch diese beiden Maßnahmen
weniger tief (gemäß Figur 1 und 2) in den
Stützwandungsabschnitt und die umgebende Struktur 26 der Bolzenbohrung 22 ein als in den bezüglich der Bohrungsachse 20 gegenüberliegenden Stützwandungsabschnitt und die
umgebende Struktur 30 - oder sogar überhaupt nicht (gemäß Figur 3 bis 6) .
Diese Varianten, der nicht umlaufenden (Figur 5 und 6) und der desachsierten Sicherungsringnut (Figur 1 bis 4), werden im Folgenden beschrieben:
Die nicht umlaufende Sicherungsringnut 4" ist in der
Bolzenbohrung 22 weniger als vollumfänglich, also über einen Winkel von kleiner als 360°, nämlich = 240° gefertigt.
Die nur über den Umfangswinkel von 240° in der
Bolzenbohrung 22 ausgebildete Sicherungsringnut 4" ist auf diese Weise also eingerichtet, einen Sicherungsring (nicht dargestellt) in die Nut 4" einzusetzen, der einen in den Nutgrund der Sicherungsringnut 4" passenden Außenumfang hat, welcher sich über einen Umfangswinkel erstreckt, der
(ebenfalls kleiner als 360° und) kleiner oder gleich dem Umfangswinkel von 240° der Sicherungsringnut 4" ist.
Dies hat den Vorteil, dass der Teilbereich ' des Umfangs, über den die Sicherungsringnut 4" in der Bolzenbohrung weniger tief oder wie gemäß Figur 5 und 6 abgebildet gar nicht ausgebildet ist, und die umgebende Struktur 26
strukturell weniger geschwächt ist. So ist die Restwandstärke an dieser kritischen Stelle 26 um die Bolzenbohrung 22 herum in die Richtung dieses Teilbereichs erhöht.
Der Teilbereich ' des Umfangs, über den die
Sicherungsringnut 4" in der Bolzenbohrung 22 nicht
ausgebildet ist, weist in Richtung des Kolbenbodens 10 und des Kühlkanals 25.
Bei den desachsierten Sicherungsringnuten 4, 4' gemäß Figur 1 bis 4 ist die Sicherungsringnutachse 32 zur
Bolzenbohrungsachse 20 versetzt. Mit anderen Worten ist die Sicherungsringnut 4, 4' mit den Bolzenbohrungen 22 zwar mit parallelen Mittenachsen 20, 32 angeordnet, aber nicht
koaxial, also nicht mit deckungsgleich liegenden Achsen 20,
32.
Auch dies hat den Vorteil, dass der Teilbereich des Umfangs, über den die Sicherungsringnut 4, 4' durch diese Verschiebung der Nut 4, 4' aus der Bohrungsmitte 20 in den
Stützwandungsabschnitt und die umgebende Struktur 26 der Bolzenbohrung 22 weniger tief (Figur 1 und 2) oder gar nicht eintaucht (Figur 3 und 4), strukturell weniger geschwächt ist. So ist auch auf diese Weise die Restwandstärke an dieser kritischen Stelle 26 um die Bolzenbohrung 22 herum in die Richtung dieses Teilbereichs des Umfangs erhöht.
Die Desachsierung der Nuten 4, 4' ist zur Kolbenunterseite gewählt. So ist die Sicherungsringnut 4, 4 ' so angeordnet, dass ihre Mittenachse 32 sich auf der dem Kolbenboden 10 gegenüberliegenden Seite der Mittenachse 20 der Bolzenbohrung 22 befindet und auf der dem Kühlkanal 25 gegenüberliegenden Seite .
Die Sicherungsringnuten 4, 4', 4" (und der Sicherungsring
(nicht dargestellt) für die sie eingerichtet sind) sind im Querschnitt eckig.
BEZUGSZEICHENLISTE
2, 2', 2" Kolben
4, 4', 4" Sicherungsringnuten
6 Kolbenringnut
8 Kolbenschaft
10 Kolbenboden
12 Kolbenkopf
Schaftwand
Verbindungswand
Hohlraum des Kolbenschafts 8
Bolzenbohrungs-Mittenachse
Bolzenbohrung
Mulde
Kühlkanal
, 30 Umgebende Struktur der Bolzenbohrung
Sicherungsringnut-Mittenachse
Sicherungsringnut-Umfangswinkel
' Winkel des Umfangs, über den die Sicherungsringnut 4" in der Bolzenbohrung 22 nicht ausgebildet ist
Claims
1. Kolben (2, 2', 2"), für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenboden (10) und mit einem Kolbenkopf (12), der sich an den Kolbenboden anschließt, und mit einem bereichsweise hohlen Kolbenschaft (8), der an dem Kolbenkopf auf der dem Kolbenboden abgewandten Seite angeformt ist und der zwei einander gegenüberliegende Schaftwandabschnitte (14) sowie zwei einander gegenüberliegende, die Schaftwandabschnitte verbindende Verbindungswände (16) aufweist, die zusammen den Hohlraum (18) des Kolbenschafts umgeben, wobei die Verbindungswände jeweils eine Bolzenbohrung (22)
aufweisen, die durch den Hohlraum hindurch miteinander fluchten und deren Wandung (22) durch mindestens einen Stützwandungsabschnitt in Form von zumindest einem
Teilbereich einer Kreiszylindermantelfläche mit zum Radius eines Kolbenbolzens passendem Radius eingerichtet ist, den Kolbenbolzen radial zu lagern, und die mindestens eine Sicherungsringnut (4, 4', 4") aufweisen, die eingerichtet ist, einen Sicherungsring in die Nut (4, 4', 4")
einzusetzen und so einen Kolbenbolzen in den
Bolzenbohrungen in axialer Richtung zu sichern, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsringnut (4, 4', 4") in einem Teilbereich ( ', 26) ihres Umfangs weniger tief in den Stützwandungsabschnitt der Bolzenbohrung (22)
eintaucht als in einem anderen Teilbereich (ex, 30) ihres Umfangs .
2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsringnut (4', 4") in einem Teilbereich ihres Umfangs nicht in den Stützwandungsabschnitt der
Bolzenbohrung (22) eintaucht.
3. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsringnut (4, 4') mit den Bolzenbohrungen nicht koaxial, aber mit parallelen
Mittenachsen angeordnet ist.
4. Kolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsringnut (4,
4') so angeordnet ist, dass ihre Mittenachse (32) sich auf der dem Kolbenboden (10)
gegenüberliegenden Seite der Mittenachse (20) der
Bolzenbohrung (22) befindet.
5. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsringnut (4") in der Bolzenbohrung (22) nur über einen Umfangswinkel ( ) < 360° ausgebildet ist und so eingerichtet ist, einen
Sicherungsring in die Nut (4") einzusetzen, der einen in den Nutgrund der Sicherungsringnut (4") passenden
Außenumfang hat, welcher sich über einen Umfangswinkel erstreckt, der kleiner oder gleich dem Umfangswinkel (ex) der Sicherungsringnut (4") ist.
6. Kolben nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich (ex') des Umfangs, über den die
Sicherungsringnut (4") in der Bolzenbohrung (22) nicht ausgebildet ist, in Richtung des Kolbenbodens (10) oder vom Kolbenboden weg weist.
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (1)
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