DE19705488B4

DE19705488B4 - Pilzbolzensicherung

Info

Publication number: DE19705488B4
Application number: DE19705488.9A
Authority: DE
Inventors: Peter Kemnitz; Klaus Keller
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 2014-01-23
Anticipated expiration: 2017-02-14
Also published as: US6048126A; DE19705488A1

Abstract

Eine Pilzbolzensicherung für einen Kolbenbolzen eines Verbrennungsmotors soll auch bei Herstellung durch ein unpräzises Fertigungsverfahren wie z. B. Spritzgießen noch gut montierbar sein. Hierzu erstreckt sich der den maximalen Durchmesser aufweisende Schaftbereich des Pilzes nur über eine Länge von maximal 2 mm.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pilzbolzensicherung für einen Bolzen, der Kolben und Pleuel eines Verbrennungsmotors miteinander verbindet nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Genauigkeitsanforderungen an eine derartige Pilzbolzensicherung sind relativ hoch, da das Assembly in dem Zylinder montierbar sein muss. Hierzu ist es erforderlich, dass der Außenrand des Pilzkopfs an der Fläche, gegen die er sich abstützt, d. h. an der Stirnfläche des Bolzens bündig auf seinem gesamten Umfang anliegt, damit ausreichend Spiel zur Zylinderbohrung besteht. Die bisher z. B. aus der OE-OS 43 14 892 bzw. der US-PS 1,923,717 und der DE-PS 657 010 bekannten Pilzbolzensicherungen sind allerdings so konstruiert, daß schon bei kleinsten Winkeldifferenzen bzw. Fluchtfehlern zwischen der Schaftachse des Pilzes und der Achse des Pilzkopfes eine umlaufende Anlage des Pilzkopfes an seiner Anlagefläche nicht möglich ist, was unter Umständen dazu führt, dass das Assembly nicht in der Zylinderbohrung montiert werden kann oder ein übermäßig großes Spiel zwischen den Pilzen und der Zylinderbohrung vorgehalten werden muss. Vorgesagte Nachteile gelten ebenso für die gemäß DE 699 345 , DE 481 715 und DE 430 514 angegebenen Pilzbolzensicherungen sowie denen aus der US 1,236,592 , US 1,573,848 und der US 2,295,199 .
Die Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, eine Pilzbolzensicherung so zu gestalten, dass das Assembly auch bei ungenau gefertigten Pilzbolzensicherungen – z. B. im Spritzgussverfahren hergestellten Kunststoffteilen – montierbar ist.
Diese Aufgabe wird bei Pilzbolzensicherungen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Da der Bereich mit dem größten Schaftdurchmesser in axialer Richtung relativ schmal ist, ist eine gewisse Kippbarkeit der Pilzbolzensicherung in der Bohrung gewährleistet. Unter bestimmten Umständen kann eine linienförmige oder quasi linienförmige Anlage des Bereichs größten Schaftdurchmessers an der Bohrung des Bolzens genügen, um die Pilzbolzensicherung in der Bohrung des Bolzens zu fixieren.
Der Schaft ist dann mit einer begrenzten Winkelauslenkung um einen beliebigen Punkt auf seiner Kontaktfläche in der Bohrung schwenkbar und gleicht dadurch Winkelabweichungen des Pilzkopfes aus. Dadurch ist eine gute Anlage des Pilzkopfes an der Stirnfläche des Bolzens auch bei Fluchtfehlern zwischen Pilzschaft und Pilzkopf gewährleistet. Hierfür ist die Breite des Bereichs maximalen Durchmessers vor der Montage kleiner als 2 mm und in besonders bevorzugter Weise kleiner 1 mm.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine besonders vorteilhafte Konstruktion ergibt sich für den Fall, dass der Pilzkopf einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser des Kolbenbolzens, da dann der Pilz auch schon vor der Montage des Kolbens im Zylinder als Sicherung gegen Verlieren des Bolzens wirkt.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Pilzbolzensicherung ist in der Tatsache zu sehen, daß diese ohne die aus der DE-OS 43 14 892 bekannten Längsschlitze im Schaft auskommt. Gegenüber Bolzensicherungen, die nach Art einer Preßpassung in der Bohrung verankert sind, besteht andererseits der Vorteil, daß das in diesem Fall erforderliche Honen entfällt, da für die erfindungsgemäße Ausführung eine Genauigkeit von 0,2–0,3 mm genügt. Auch die Demontage der Pilzbolzensicherung ist infolge der quasi linienförmigen bzw. unterbrochen linienförmigen Anlage an den Kontaktflächen wesentlich einfacher als bei einem zylindrischen Presssitz des Pilzes in der Bohrung.
Das Schaftende der Pilzbolzensicherung ist gemäß Anspruch 9 vorzugsweise angefast.
Der größte Schaftdurchmesser der Pilzbolzensicherung liegt etwa 0,1–0,3 mm über dem Nenndurchmesser der Bohrung des Bolzens.
Als Material für die Pilzbolzensicherung kommen sowohl eine Aluminiumlegierung als auch Kunststoff in Betracht.
Die Montage der Pilzbolzensicherung erfolgt durch Einpressen oder Eindrücken in die Bohrung des Bolzens.
Bei der Montage wird ein gewisser Anteil der Überdeckung zwischen dem Pilzschaft und der Bohrung des Bolzens durch plastische Deformation und Abrieb am Pilzschaft abgebaut. Dadurch verbreitert sich der ursprünglich schmale linienförmige Bereich größten Durchmessers etwas.
Die danach verbleibende Überdeckung bewirkt eine elastische Deformation und somit eine Vorspannung der Pilzsicherung in der Bohrung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
1 erfindungsgemäße Pilzbolzensicherungen
(im Einbauzustand)
2 eine Pilzbolzensicherung mit außen profiliertem Schaft
3 eine Untersicht der Pilzbolzensicherung.
Ein Kolben 1 eines Verbrennungsmotors ist über einen Bolzen 2 mit einem Pleuel 3 verbunden. Der Bolzen 2 ist mit zwei Pilzbolzensicherungen 4 gegen axiales Verschieben in der ihn aufnehmenden Nabenbohrung 5 geschützt.
Die Pilzbolzensicherungen 4 weisen einen Schaft 6, der im montierten Zustand in einer Bohrung 7 des Bolzens liegt, und einen Pilzkopf 8 auf. Der Schaftdurchmesser erweitert sich hohlkegelförmig zum Ende des Schafts hin. Das Schaftende ist angefast.
Zwischen dem hohlkegelförmigen Schaftbereich und dem Schaftende liegt ein schmaler zylindrischer Bereich 9, der den größten Durchmesser aufweist. Die Breite des zylindrischen Bereichs 9 ist vor der Montage kleiner als 2 mm, also beispielsweise 1,5 mm.
Die Außenfläche des Pilzschafts 6 kann auch wie in 2 dargestellt profiliert sein, wodurch die zum Einpressen erforderlichen Kräfte verringert werden und wobei die Profilierung durch axial verlaufende Vertiefungen erfolgt.
Wie in 3 gezeigt kann der Pilzkopf innen in radialer Richtung mit Lamellen 10 verrippt sein.

Claims

Pilzbolzensicherung (4) für einen Bolzen (2), der Kolben (1) und Pleuel (3) eines Verbrennungsmotors miteinander verbindet und der mindestens eine zentrische Bohrung (7) in der Bolzenlängsachse aufweist, in der die Pilzbolzensicherung (4) fixiert ist, wobei die Pilzbolzensicherung aus einem Pilzkopf (8) und einem mit dem Pilzkopf verbundenen Schaft (6) besteht, der einen Bereich mit einem größten Schaftdurchmesser aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der größte Schaftdurchmesser sich vor der Montage in Axialrichtung über einen Bereich (9) von maximal 2 mm Breite erstreckt.
Pilzbolzensicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der größte Schaftdurchmesser sich vor der Montage in Axialrichtung über einen Bereich (9) von maximal 1 mm Breite erstreckt.
Pilzbolzensicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pilzschaft (6) die Form eines Hohlkegelstumpfes aufweist, wobei der Durchmesser sich zum Schaftende hin erweitert.
Pilzbolzensicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pilzschaft (6) an seinem Außenumfang im Bereich der die Bohrung (7) des Bolzens kontaktierenden Fläche mehrere in Richtung seiner Längsachse verlaufende Vertiefungen aufweist.
Pilzbolzensicherung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Pilzschaft (6) die Form eines Hohlkegelstumpfes aufweist, wobei der Schaftdurchmesser sich zum Schaftende hin erweitert.
Pilzbolzensicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Pilzkopfs (8) größer ist als der Durchmesser des Bolzens (2) und dass der überstehende Teil des Pilzkopfes (8) als Sicherung des Bolzens (2) gegen axiale Verschiebung relativ zum Kolben (1) ausgebildet ist.
Pilzbolzensicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pilzkopf (8) innen hohl ist und radial verlaufende Verstärkungslamellen aufweist.
Pilzbolzensicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaftende eine Fase zur Einführung der Pilzbolzensicherung (4) in die Bohrung (7) des Bolzens (2) aufweist.