DE102011085254A1 - Piston for combustion engine, has piston pin retainer for fixing piston pin and provided with circlip and stopper, where stopper and inwardly open circumferential groove are arranged at two ends of hub hole respectively - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor mit einem Kolbenbolzen zur Kopplung mit einem Pleuel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kolbens. The present invention relates to a piston for an internal combustion engine with a piston pin for coupling to a connecting rod according to the preamble of
Aus der
Aus der
Aus der
Schließlich ist aus der
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Kolben der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine vereinfachte Kolbenbolzensicherung auszeichnet. Die Erfindung beschäftigt sich weiter mit dem Problem, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kolbens anzugeben.The present invention is concerned with the problem of providing an improved embodiment for a piston of the generic type, which is characterized in particular by a simplified piston pin safety. The invention further addresses the problem of providing a method of manufacturing such a piston.
Diese Probleme werden erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. These problems are solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Kolbenbolzensicherung für einen Kolbenbolzen an einem Kolben eines Verbrennungsmotors deutlich einfacher auszubilden, indem im Kolben auf einer Seite einer Nabenbohrung ein Anschlag vorgesehen wird, an dem der Kolbenbolzen im montierten Zustand anliegt, wobei auf der dazu abgewandten Seite des Kolbenbolzens dieser durch einen Sicherungsring gesichert wird. Im Vergleich zu bisherigen Kolbenbolzensicherungen, die üblicherweise zwei Sicherungsringe und damit auch zwei entsprechende Nuten am Kolben erforderten, kann die erfindungsgemäße Kolbenbolzensicherung fertigungstechnisch einfach und damit kostengünstig hergestellt werden, wobei insbesondere der zweite Sicherungsring komplett entfallen kann, da dessen Sicherungsaufgabe nunmehr von dem Anschlag in der Bolzennabe übernommen wird. Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Kolbens liegt somit in dem Entfall der Bearbeitung einer Umfangsnut sowie dem Entfall eines Sicherungsrings, wodurch in beiden Fällen eine deutliche Kostenreduzierung erzielt werden kann. Zudem kann auch die Wandstärke an der Nabenbohrung reduziert werden, wodurch eine deutliche Gewichtseinsparung erzielt werden kann. Eingesetzt werden kann die erfindungsgemäße Kolbenbolzensicherung an allen gängigen Kolben, bspw. an Stahl- oder Leichtmetallkolben, wie insbesondere Aluminiumkolben, wobei selbstverständlich auch gebaute oder einteilige Kolben mit der erfindungsgemäßen Kolbenbolzensicherung ausgestattet werden können.The present invention is based on the general idea, a piston pin safety device for a piston pin on a piston of an internal combustion engine much easier form by a stop is provided in the piston on one side of a hub bore on which the piston pin rests in the assembled state, being on the opposite Side of the piston pin this is secured by a locking ring. Compared to previous piston pin fuses, which usually required two retaining rings and thus two corresponding grooves on the piston, the piston pin safety device according to the invention can be manufactured easily and therefore produced inexpensively, in particular, the second locking ring can be completely eliminated since its backup task now from the stop in the Bolzennabe is taken over. The main advantage of the piston according to the invention is thus the elimination of the processing of a circumferential groove and the omission of a securing ring, whereby a significant cost reduction can be achieved in both cases. In addition, the wall thickness at the hub bore can be reduced, whereby a significant weight saving can be achieved. The piston pin safety device according to the invention can be used on all common pistons, for example on steel or light metal pistons, such as, in particular, aluminum pistons, it being understood that built or one-piece pistons can be equipped with the piston pin safety according to the invention.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist der Anschlag als radial nach innen ragender Kragen ausgebildet, an dem der Kolbenbolzen mit seiner ersten axialen Stirnseite anliegt. Der Anschlag kann somit vergleichsweise einfach durch ein Einbringen einer durchgehenden Nabe im Kolben und dem sich daran anschließenden Einbringen einer konzentrisch zur Nabe verlaufenden Nabenbohrung geschaffen werden, wobei der Durchmesser der Nabenbohrung größer ist als der Durchmesser der Nabe, die Tiefe der Nabenbohrung jedoch geringer ist als die der Nabe, sodass nach dem Einbringen der beiden Bohrungen an einer Seite der erfindungsgemäße Anschlag in der Art der Radialstufe verbleibt. Zum Bohren der Nabenbohrung wird dabei ein Bohrer verwendet, der sowohl die Mantelfläche der Nabenbohrung schneidet als auch eine orthogonal dazu stehende Anschlagsfläche am Anschlag herstellt, das heißt, bearbeitet. Derartige Schneidwerkzeuge bzw. Bohrer sind hinlänglich bekannt, sodass deren Einsatz kostengünstig und fertigungstechnisch erprobt ist. Die Nabenbohrung muss dabei keine exakt zylindrische Innenfläche aufweisen, sondern kann in der Art einer Formbohrung, beispielsweise mit ovalem Querschnitt ausgestaltet sein. In an advantageous development of the solution according to the invention, the stop is designed as a radially inwardly projecting collar against which the piston pin rests with its first axial end face. The stop can thus be created comparatively easily by introducing a continuous hub in the piston and the subsequent introduction of concentric with the hub hub bore, wherein the diameter of the hub bore is larger than the diameter of the hub, the depth of the hub bore, however, is less than that of the hub, so that after the introduction of the two holes on one side of the stop according to the invention remains in the manner of the radial stage. For drilling the hub bore while a drill is used, which cuts both the lateral surface of the hub bore as well as an orthogonal standing abutment surface stops at the stop, that is, processed. Such cutting tools or drills are well known, so that their use is tested inexpensively and manufacturing technology. The hub bore does not have to have an exactly cylindrical inner surface, but can in the manner of a Form bore, for example, be designed with an oval cross-section.
Zweckmäßig weist die hergestellte Nabenbohrung an dem dem Anschlag gegenüberliegenden Ende eine nach innen offene Umfangsnut auf, in welche bei montierter Kolbenbolzensicherung ein Sicherungsring, insbesondere ein Spann- oder Sprengring, eingreift. Bei dem erfindungsgemäßen Kolben muss diese nach innen offene Umfangsnut lediglich an einem Längsende der Nabenbohrung eingeschnitten werden, sodass die Herstellung der Kolbenbolzensicherung insgesamt einfacher und damit auch kostengünstiger wird. Appropriately, the hub bore produced at the end opposite the stop on an inwardly open circumferential groove, in which engages with a mounted piston pin safety locking ring, in particular a clamping or snap ring. In the case of the piston according to the invention, this inwardly open circumferential groove only has to be cut in at one longitudinal end of the hub bore, so that the production of the piston pin safety device is generally simpler and thus more cost-effective.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,
Entsprechend den
Der Anschlag
Zum Bohren der Nabenbohrung
Der Kolben
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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