DE1021636B - Sealing for piston pin bores in working pistons of internal combustion engines - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht' sich auf eine Abdichtung für Kolbenbolzenbohrungen in Arbeitskolben von Brennkraftmaschinen durch eine federnde, im eingebauten Zustand nach innen gewölbte und durch ihre Spreizwirkung sich mit ihrem Rand auf der Bohrungswand sowie mit der Wölbung auf der Stirnfläche des Kolbenbolzens abstützende kreisförmige Scheibe.The invention relates to a seal for piston pin bores in working pistons of internal combustion engines due to a resilient, curved inward when installed and due to its spreading effect with its edge on the wall of the bore and with the curvature on the face of the piston pin supporting circular disc.

Durch eine derartige Abdichtung soll verhindert werden, daß das im Kolbeninnern befindliche Schmieröl infolge seines gegenüber dem statischen Spülluftdruck höheren dynamischen Druckes durch den Ringspalt zwischen dem Kolbenbolzen und seiner Lagerung nach außen in den Ringraum zwischen dem Kolben und dem Zylinder eindringt. Die durch diesen Ringraum zu den Auspuffschlitzen strömende Spülluft spült dabei das eingedrungene Schmieröl in die Auspuffschlitze, in denen es unter der Einwirkung der heißen Verbrennungsgase verkokt und hierdurch Ölkohleansätze verursacht, die den Durchtrittsquerschnitt der Auspuffschlitze für die Auspuffgase verkleinern. Die Folge dieser \^rerengung der Auspuffschlitze ist eine Verschlechterung der Arbeitsweise der Brennkraftmaschine und daher auch deren Wirkungsgrades. Such a seal is intended to prevent the lubricating oil inside the piston from penetrating into the annular space between the piston and the cylinder through the annular gap between the piston pin and its bearing due to its higher dynamic pressure than the static scavenging air pressure. The scavenging air flowing through this annular space to the exhaust slots flushes the lubricating oil that has penetrated into the exhaust slots, in which it cokes under the action of the hot combustion gases and thereby causes carbon deposits that reduce the passage cross-section of the exhaust slots for the exhaust gases. The consequence of this \ ^r erengung the exhaust slots is a deterioration in the operation of the internal combustion engine and hence their efficiency.

Die bekannte, zur Vermeidung des Schmierölaustrittes aus den Kolbenbolzenaugen dienende Abdichtscheibe ist im ausgebauten, somit entspannten Zustand eben und weist einen gegenüber der Kolbenbolzenbohrung größeren Durchmesser auf. Um die Scheibe daher in diese Bohrung einführen zu können, ist deren Mündung kegelförmig erweitert und ein Sonderwerkzeug mit einer gewölbten Endfläche vorgesehen, durch das die Scheibe beim Einführen in die Bohrung durchgewölbt werden kann, um hierdurch den Scheibendurchmesser auf den Durchmesser der Bohrung zu verkleinern. Nach dem Anliegen der Scheibe im Be-' reich der inneren Ringkante des hohl ausgebildeten Kolbenbolzens wird das Sonderwerkzeug aus der Bohrung entfernt, worauf sich die Scheibe mit ihrem äußeren Umfang infolge ihrer Spreizwirkung auf der Bohrungswand abstützt und dabei den Ringspalt zwischen dieser und dem Kolbenbolzen abdichtet. Der Ausbau der Scheibe kann nur durch deren Zerstörung erfolgen, es sei denn, daß diese nach einem weiteren bekannten Vorschlag mit einem zentral auf ihr angeordneten und mit Gewinde versehenen Zapfen ausgestattet ist, der in das Sonderwerkzeug einschraubbar ist, wodurch die Scheibe mit dessen Hilfe aus der Bohrung gezogen werden kann.The well-known sealing washer used to prevent lubricating oil from leaking out of the piston pin bosses is flat in the expanded, thus relaxed state and has a hole opposite the piston pin bore larger diameter. In order to be able to introduce the disc into this hole, its Muzzle expanded conically and provided a special tool with a curved end surface through that the disk can be arched when it is inserted into the bore, thereby reducing the disk diameter to reduce the diameter of the hole. After the disc has been placed in the the special tool from the Bore removed, whereupon the disc with its outer periphery due to its expanding effect on the Supports the bore wall and thereby seals the annular gap between this and the piston pin. Of the The disc can only be removed by destroying it, unless this is done after another known proposal equipped with a centrally located on her and threaded pin is, which can be screwed into the special tool, whereby the disc with its help from the Hole can be drawn.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, zur Abdichtung des Kolbenbolzenauges eine ebene Scheibe in einer in der Fläche der Kolbenbolzenbohrung vorgesehenen Nut einzulegen und von dieser zwei durch eine Trennfuge federnd ausgebildete Abdichtringe an-Abdichtung für Kolbenbolzenbohrungen in Arbeitskolben von BrennkraftmaschinenIt has also been suggested for sealing of the piston pin eye to insert a flat washer in a groove provided in the surface of the piston pin bore and two of these through a parting line resiliently formed sealing rings on sealing for piston pin bores in working pistons of internal combustion engines

Anmelder:
Krauss-Maffei Aktiengesellschaft,Applicant:
Krauss-Maffei Aktiengesellschaft,

München -AllachMunich -Allach

Ludwig Laubender, Kassel,
ist als Erfinder genannt wordenLudwig Laubender, Kassel,
has been named as the inventor

zuordnen. Zwar ist bei dieser bekannten Abdichtung zum Einbau der Scheibe kein Sonderwerkzeug erforderlich, indessen wird mit ihr nur dann eine wirksame Abdichtung des Kolbenbolzenauges erzielt, wenn beim Einbau sorgfältig auf eine Versetzung der Trennfugen geachtet wird.assign. Although this known seal does not require any special tools to install the pane, however, an effective sealing of the piston pin eye is only achieved with it when When installing, care should be taken to offset the joints.

Es ist auch schon bekannt, zur Abdichtung der Kolbenbolzenaugen je einen Flansch auf jedem mit einem Gewinde versehenen Ende eines durch den hohlen Kolbenbolzen geführten Rohres aufzuschrauben, der mit seiner Stirnfläche das Kolbenbolzenauge abdeckt bzw. abdichtet. Zwischen dem Flansch und dem Kolbenbolzen ist noch ein Ölabstreifring angeordnet und der diesen Ring aufnehmende Raum durch einen Ölabflußkanal mit dem Kolbeninnern verbunden. Diese Abdichtung beansprucht jedoch eine größere Anzahl Bauteile und daher hohe Herstellungskosten sowie gleichfalls Sonderwerkzeuge zum Festziehen der Flansche auf den Rohrenden.It is also already known to have a flange on each to seal the piston pin bosses to screw on a threaded end of a tube guided through the hollow piston pin, which covers or seals the piston pin boss with its end face. Between the flange and An oil control ring is also arranged on the piston pin and the space accommodating this ring passes through an oil drain channel connected to the interior of the piston. However, this seal claims one larger number of components and therefore high manufacturing costs as well as special tools for tightening the flanges on the pipe ends.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Abdichtung für schwimmend gelagerte Kolbenbolzen zu schaffen, die nicht nur einen Öldurchtritt durch den Ringspalt zwischen dem Kolbenbolzen und seiner Lagerung mit Sicherheit verhindert (was bei den bekannten ebenen Scheiben nicht erzielbar ist), sondern auch eine geringstmögliche Anzahl Bauteile aufweist sowie für ihren Ein- und Ausbau keine Sonderwerkzeuge erfordert und beliebig oft wiederverwendbar ist.The object of the invention is to provide a seal for floating piston pins create that not only allows oil to pass through the annular gap between the piston pin and his Storage prevented with security (which is not achievable with the known flat panes), but also has the smallest possible number of components and no special tools for their installation and removal and can be reused as often as required.

Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch herbeigeführt, daß die Scheibe im entspannten Zustand eine Wölbung mit einem kleineren Wölbungsradius als die konkav ausgebildete Stirnfläche des Kolbenbolzens sowie höchstens dessenThis object is achieved according to the invention in that the disc is relaxed State a curvature with a smaller curvature radius than the concave face of the piston pin and at most that

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Außendurchmesser aufweist und daß die durch Eindrücken ihrer Wölbung in die konkave Stirnfläche des Kolbenbolzens sich verspannende Scheibe durch einen in einer Ringnut der Kolbenbolzenbohrung eingesetzten Sprengring gesichert ist.Has outer diameter and that by pressing its curvature into the concave face of the Piston pin tightening disc by an inserted in an annular groove of the piston pin bore Snap ring is secured.

Diese Maßnahmen gewährleisten nicht nur eine vorteilhafte Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe, sondern darüber hinaus auch eine mit geringem Kostenaufwand leicht und schnell herzustellende dauerhafte Abdichtung, die für jede schwimmende Lagerung von Kolbenbolzen geeignet ist, da sie keine besondere Ausbildung wie Nuten, kegelförmige Mündung od. dgl. der Kolbenbolzenbohrung erfordert.These measures not only ensure an advantageous solution to the underlying principle of the invention lying task, but also one that can be produced easily and quickly at low cost permanent seal, which is suitable for any floating bearing of piston pins is because it has no special training such as grooves, conical mouth or the like of the piston pin bore requires.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im. Axialschnitt durch das Bolzenauge eines Arbeitskolbens einer Zweitakt-Dieselbrennkraftmaschine schematisch dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is in. Axial section through the bolt eye a working piston of a two-stroke diesel internal combustion engine shown schematically.

Im Bolzenauge 1 des Arbeitskolbens ist der Kolbenbolzen 2 schwimmend gelagert und durch den Sprengring 3 vor der axialen Verschiebung im Bolzenauge 1 geschützt. Während des Betriebes der Brennkraftmaschine wird der Kolbenbolzen 2 durch den Druck der Verbrennungsgase und der Massenkräfte stets nur auf den oberen, dem Kolbenboden zu liegenden Teil des Bolzenauges gedrückt, so daß sich zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem unteren Teil des Bolzenauges 1 ein Spalt 4 bildet, durch den das Schmieröl aus dem Kolbeninnern in den Raum zwischen dem Kolben und der Zylinderlauffläche austritt. Um diesen Ölaustritt aus der Kolbenbolzenlagerung zu vermeiden, sind die Kolbenbolzenaugen 1 vor den Stirnflächen des Kolbenbolzens 2 abgedichtet. Diese Abdichtung besteht aus einer elastischen Scheibe 5, die bereits im entspannten Zustand, also bereits vor dem Einsetzen in die Kolbenbolzenbohrung 6, mit einer vorbestimmten Wölbungshöhe gewölbt und deren Durchmesser gleich oder kleiner als der Außendurchmesser des Kolbenbolzens 2 ist. Die Stirnfläche des Kolbenbolzens 2 ist konkav gewölbt und dessen Wölbungshalbmesser größer als der der entspannten Scheibe 5. In der Mündung der Kolbenbolzenbohrung 6 ist eine Ringnut 7 zur Aufnahme eines Sprengringes 3 vorgesehen, der als Sicherung gegen das Herausgleiten der Scheibe 5 aus der Kolbenbolzenbohrung 6 dient. Durch diese Ausbildung der Abdichtung ist der Ein- bzw. Ausbau der Scheibe 5 in die bzw. aus der Kolbenbolzenbohrung 6 ohne Zuhilfenahme eines Sonderwerkzeuges in kürzester Zeit möglich. Die Scheibe 5 wird zunächst von Hand in die Kolbenbolzenbohrung 6 so eingeführt, daß ihre Wölbung nach außen zeigt. Nach dem Einführen wird auf die Scheibe 5 lediglich ein leichter Schlag, beispielsweise mit einem Hammer ausgeführt, wodurch diese sich nach der entgegengesetzten Seite um ein gegenüber der ursprünglichen Wölbungshöhe geringeres Maß kniehebelartig durchwölbt und sich dabei an die Stirnfläche des Kolbenbolzens 2 anlehnt. Da dessen Krümmungshalbmesser größer als der der Scheibe 5 vor dem Einbau ist, spreizt sich die Scheibe 5In the pin boss 1 of the working piston, the piston pin 2 is floating and supported by the snap ring 3 protected from axial displacement in the bolt eye 1. During the operation of the internal combustion engine the piston pin 2 is always only due to the pressure of the combustion gases and the inertia forces pressed on the upper, the piston head to lying part of the bolt eye, so that between the The piston pin 2 and the lower part of the pin boss 1 form a gap 4 through which the lubricating oil emerges from the inside of the piston into the space between the piston and the cylinder running surface. To this one To avoid oil leakage from the piston pin bearing, the piston pin bosses 1 are in front of the end faces of the piston pin 2 sealed. This seal consists of an elastic disc 5, which already in the relaxed state, that is, before it is inserted into the piston pin bore 6, with a Arched predetermined bulge height and whose diameter is equal to or smaller than the outer diameter of the piston pin 2 is. The end face of the piston pin 2 is concave and its radius of curvature larger than that of the relaxed disk 5. In the mouth of the piston pin bore 6 is an annular groove 7 for receiving a snap ring 3 is provided as a backup against the sliding of the disc 5 out of the piston pin bore 6 is used. Through this training of the Sealing is the installation or removal of the disk 5 into or out of the piston pin bore 6 without assistance a special tool possible in a very short time. The disc 5 is first inserted by hand the piston pin bore 6 inserted so that its curvature points outwards. After being inserted on the disc 5 only a light blow, for example performed with a hammer, whereby this is on the opposite side by a smaller compared to the original arch height Dimension arched like a toggle lever and leaned against the face of the piston pin 2. There the radius of curvature of which is greater than that of the disk 5 before installation, the disk 5 spreads

ίο in radialer Richtung, wobei sich ihre äußere Urnfangskante mit der Bohrungswand verstemmt und hierdurch den Spalt 4 zwischen dieser und dem Kolbenbolzen 2 abdichtet. Hierauf wird der zur Sicherung der Scheibe 5 dienende Sprengring 3 in die Nut 7 eingeführt. ίο in the radial direction, with their outer peripheral edge caulked with the bore wall and thereby the gap 4 between this and the piston pin 2 seals. The snap ring 3, which is used to secure the disk 5, is then inserted into the groove 7.

Das Ausbauen der Scheibe 5 erfolgt auf ebenso einfache Weise. Hierzu wird zunächst der Sprengring 3 aus der Nut 7 entfernt und hierauf auf das der auszubauenden Scheibe 5 gegenüberliegende Ende des KoI-benbolzens 2 ein leichter Schlag ausgeübt. Dabei verschiebt sich die Scheibe 5 in Schlagrichtung, bis ihr Rand in die Nut 7 gerät und hierbei zurückgehalten wird, so daß die Scheibe 5 sich in die Lösestellung durchwölbt und aus der Kolbenbolzenbohrung 6 herausfällt. Die Scheibe 5 wird durch den Ausbau in keiner Weise beschädigt und kann beliebig oft verwendet werden.The dismantling of the disk 5 is just as simple. For this purpose, the snap ring 3 removed from the groove 7 and then onto the end of the KoI-benbolzens opposite the disc 5 to be removed 2 a light blow. The disc 5 moves in the direction of impact until you Edge gets into the groove 7 and is held back, so that the disc 5 is in the release position bulges and falls out of the piston pin bore 6. The disk 5 is expanded in in no way damaged and can be used as often as you like.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH:PATENT CLAIM: Abdichtung der Kolbenbolzenbohrung in Arbeitskolben von Brennkraftmaschinen mittels einer federnden, im eingebauten Zustand nach innen gewölbten und durch ihre Spreizwirkung sich mit ihrem Rand auf der Bohrungswand abstützenden kreisförmigen Scheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (5) im entspannten Zustand eine Wölbung mit einem kleineren Wölbungsradius als die konkav ausgebildete Stirnfläche des Kolbenbolzens (2) sowie höchstens dessen Außendurchmesser aufweist und daß die durch Eindrücken ihrer Wölbung in die konkave Stirnfläche des Kolbenbolzens sich verspannende Scheibe durch einen in einer Ringnut (7) der Kolbenbolzenbohrung (6) eingesetzten Sprengring (3) gesichert ist.Sealing of the piston pin bore in the working piston of internal combustion engines by means of a resilient, curved inward when installed and with their spreading effect Circular disc supporting its edge on the wall of the bore, characterized in that the disc (5) in the relaxed state has a curvature with a smaller radius of curvature than that Concave end face of the piston pin (2) and at most its outer diameter has and that by pressing its curvature into the concave face of the piston pin tightening of the disc through an annular groove (7) in the piston pin bore (6) inserted snap ring (3) is secured. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 829 840;
britische Patentschrift Nr. 356612;
USA.-Patentschriften Nr. 1 415 422, 1 637 247;
»Diesel Engine Catalog«, Bd. 2, herausgegeben von der Diesel Engines Inc., New York, 1937, S. 59.Considered publications:
German Patent No. 829 840;
British Patent No. 356612;
U.S. Patent Nos. 1,415,422, 1,637,247;
"Diesel Engine Catalog", Vol. 2, published by Diesel Engines Inc., New York, 1937, p. 59. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings