DE3426238A1 - Gebauter kolben - Google Patents
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Description
MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION
FRIEDRICHSHAPEN GMBH
FRIEDRICHSHAPEN GMBH
Friedrichshafen
Gebauter Kolben
Die Erfindung betrifft einen gebauten Kolben für eine Brennkraftmaschine
mit einem Kolbenunterteil aus Leichtmetall und einem Kolbenboden mit Kolbenringen, der mit Dehnschrauben am
Kolbenunterteil befestigt ist, wobei zum einfachen Abbau des Kolbenbodens die Köpfe der Dehnschrauben im Kolbenboden angeordnet
sind, mit einem Ölabstreifring und mit einem durch Kolbenboden und Kolbenunterteil gebildeten Ktihlölringraum.
Mit derartigen gebauten Kolben kann das Gewicht des Kolbens niedrig gehalten werden, bei gleichzeitig hoher Hitzebeständigkeit
gegenüber den Brenngasen durch Verwendung von entsprechendem Material für den Kolbenboden.
Die Verbindung zwischen Kolbenboden und Kolbenunterteil muß die bei der Verbrennung im Brennraum entstehenden Druckkräfte
vom Kolbenboden über das Kolbenunterteil auf den Kolbenbolzen übertragen, die Massenkräfte des Kolbenbodens in den beiden
Totpunkten des Kolbenweges aufnehmen und dabei die Abdichtung zwischen Kolbenboden und Kolbenunterteil gegenüber der Kühlflüssigkeit
des Kühlölringraumes gewährleisten. Hierzu sind
Schrauben bekannt, deren Gewinde im Kolbenunterteil direkt eingeschraubt ist. Durch die durch das Gewinde zu übertragenden
Druck- und Massenkräfte treten im Bereich der Gewindebohrungen Dauerbrüche auf, die auch durch die Anordnung von Stahlgewindebuchsen
im Leichtmetall des Kolbenunterteiles nicht vermieden werden können. Um diese Dauerbrüche zu vermeiden und um
die Dichtheit zwischen Kolbenboden und Kolbenunterteil zu erhöhen, ist es bekannt, eine große Anzahl von Dehnschrauben für
die Verbindung anzuordnen. Damit wird jedoch die Kolbenmasse
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in unerwünschter und oftmals nicht zulässiger Weise erhöht, wobei die vollkommene Dichtheit trotzdem nicht zu erreichen
ist und weiterhin in den vom Zünddruck belasteten Zonen des Kolbenunterteiles vom Gewindegrund ausgehende Dauerbrüche die
Lebensdauer des Kolbens stark einschränken. Bei dauerfester Gestaltung der Gewindeverbindungen mit einer größeren Schraubenlänge
wird das Kolbenunterteil wesentlich länger und damit zusätzlich schwerer.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Teile des eingangs erwähnten, gebauten Kolbens so auszubilden und anzuordnen, daß die
im Betrieb auftretenden Kräfte ohne Dauerbrüche im Bereich der Gewindeverbindung aufgenommen und übertragen werden können.
Dabei soll der Übertritt von Kühlöl in den Brennraum unterbunden werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß für die Verbindung von Kolbenunterteil und Kolbenboden zwei Dehnschrauben vorgesehen
sind, die in einer zur Kolbenbolzenachse senkrechten Mittelebene symmetrisch und parallel zueinander angeordnet
sind, daß zum Zusammenspannen von Kolbenboden und Kolbenunterteil mit den Dehnschrauben zusammenwirkende Muttern eine
rohrförmige Verlängerung mit einem Außengewinde aufweisen, mit dem die Muttern in entsprechende Innengewinde des Kolbenunterteiles
eingeschraubt sind und daß der Ölabstreifring zwischen Kolbenboden und Kolbenunterteil angeordnet ist, wobei
eine Flanke seiner Ringnut dem Kolbenboden und die andere Planke dem Kolbenunterteil zugeordnet ist.
Durch diese Maßnahmen sind die Dehnschrauben nur in Zonen geringer
Druckbeanspruchung des Kolbenunterteiles angeordnet, weil die übertragung der Zündkräfte vorwiegend in der Zone
zwischen Kolbenboden und Kolbenbolzen erfolgt. Damit wird
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die Druck-Komponente der Dauerwechselbeanspruchung der Schraubenverbindung
und des umgebenden Materials verringert.
Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Muttern weist das Kolbenunterteil
keine hochbeanspruchte Gewindeverbindung auf und die Muttern sind bei Montage und Demontage des Kolbenbodens im
Kolbenunterteil fest verankert. Die auftretenden, massebedingten Zugkräfte können ohne nennenswerte Beanspruchung der Gewindeverbindungen
des Kolbenunterteiles übertragen werden. Aufgrund der geringen Schraubenanzahl ist das Kolbengewicht
entscheidend verringert.
Die durch die Verringerung der Schraubenanzahl bedingte größere Leckmenge des Kolbenkühlöls wird durch die vorgeschlagene
Anordnung des Ölabstreifringes zwischen Kolbenboden und Kolbenunterteil
ohne zusätzlichen Aufwand durch die Ölableitkanäle der Ringnut des Ölabstreifringes in das Kurbelgehäuse zurückgeleitet
und kann damit nicht in den Verbrennungsraum gelangen.
Ein Losschrauben der Mutter aus dem Kolbenunterteil bei Montage des Kolbenbodens wird dadurch sicher vermieden, daß die
Gewindeverbindung zwischen den Muttern und dem Kolbenunterteil eine der Gewindesteigung der Dehnschraube entgegengesetzte
Steigung aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Kolben;
Fig. 2 eine Draufsicht auf diesen Kolben.
Fig. 2 eine Draufsicht auf diesen Kolben.
In den Zeichnungen ist ein Kolben für eine Brennkraftmaschine dargestellt mit einem Kolbenboden 11 aus hochwarmfestern Material
mit Kolbenringen 12, einem Kolbenunterteil 13 aus Leichtmetall und einem Ölabstreifring 14. Kolbenboden 11 und Kolben-
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unterteil 13 werden durch zwei Dehnschrauben 15 mit Muttern 16
zusammengespannt. Die beiden Dehnschrauben sind in Zonen geringer Druckbeanspruchung des Kolbenunterteiles in einer zur Achse
eines Kolbenbolzens 17 senkrechten Mittelebene symmetrisch und parallel zueinander angeordnet.
Kolbenboden 11 und Kolbenunterteil 13 bilden gemeinsam einen
Kiihlölringkanal 18, der durch eine ringförmige Auflage 19 und
durch eine Zentrierpassung 20 abgeschlossen wird und in bekannter, nicht dargestellter Weise über Spritzdüse und Fangtrichter
mit Kühlöl versorgt wird.
Die Muttern 16 weisen eine rohrförmige Verlängerung 21 mit
einem Außengewinde 22 auf, dessen Steigung der Gewindesteigung der Dehnschraube 15 entgegengesetzt ist. Mit diesem Außengewinde
22 sind die Muttern in entsprechende Innengewinde des Kolbenunterteiles 13 eingeschraubt.
Der Ölabstreifring 14 ist zwischen Kolbenboden 11 und Kolbenunterteil
13 angeordnet. Eine Planke 24 seiner Ringnut 23 ist dabei dem Kolbenboden 11, die andere Planke 25 dem Kolbenunterteil
13 zugeordnet. Von der Ringnut 23 leiten mehrere Ölableitkanäle
26 das von der Zylinderwand durch die Ölabstreifringe
14 abgestreifte Öl und das Lecköl des Kühlkanals 18, das die
Zentrierpassung 20 passieren konnte, in das Kurbelgehäuse zurück.
Zur Kühlung der Dehnschrauben sind in der ringförmigen Auflage
19 noch Nuten 27 eingearbeitet, die einen Teil des Kühlöls aus dem Kühlölringraum 18 an den Schäften der Dehnschrauben 15
vorbeileiten. Von einem Sammelraum 28 wird das Kühlöl über Bohrungen 29 in das Kurbelgehäuse zurückgeleitet.
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Claims (1)
- MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION 3 Λ 2 6 ? 3 8PRIEDRICHSHAFEN GMBHFriedrichshafenPatentansprücheGebauter Kolben für eine Brennkraftmaschine mit einem Kolbenunterteil aus Leichtmetall und einem Kolbenboden mit Kolbenringen, der mit Dehnschrauben am Kolbenunterteil befestigt ist, wobei zum einfachen Abbau des Kolbenbodens die Köpfe der Dehnschrauben im Kolbenboden angeordnet sind, mit einem Ölabstreifring und mit einem durch Kolbenboden und Kolbenunterteil gebildeten Kühlölringraum, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verbindung von Kolbenunterteil (13) und Kolbenboden (Ii) zwei Dehnschrauben (15) vorgesehen sind, die in einer zur Kolbenbolzenachse senkrechten Mittelebene symmetrisch und parallel zueinander angeordnet sind, daß zum Zusammenspannen von Kolbenboden (11) und Kolbenunterteil (13) mit den Dehnschrauben (15) zusammenwirkende Muttern (16) eine rohrförmige Verlängerung (21) mit einem Außengewinde (22) aufweisen, mit dem die Muttern (l6) in entsprechende Innengewinde des Kolbenunterteiles (13) eingeschraubt sind und daß der Ölabstreifring (14) zwischen Kolbenboden (11) und Kolbenunterteil (13) angeordnet ist, wobei eine Flanke (24) seiner Ringnut (23) dem Kolbenboden(H) und die andere Flanke (25) dem Kolbenunterteil (13) zugeordnet ist.2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeverbindung zwischen den Muttern (16) und dem Kolbenunterteil (13) eine der Gewindesteigung der Dehnschrauben (15) entgegengesetzte Steigung aufweist.13.07.84
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Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |