DE3609019C1

DE3609019C1 - Method for the production of the hub hole of a trunk piston, particularly for internal combustion engines

Info

Publication number: DE3609019C1
Application number: DE19863609019
Authority: DE
Inventors: Gotthard Stuska; Manfred Bauer; Werner Gessinger
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1986-03-18
Filing date: 1986-03-18
Publication date: 1987-09-10

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Nabenbohrung eines Tauchkolbens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei der Lagerung eines Kolbenbolzens in der Nabenboh rung eines Leichtmetallkolbens sind bei hochbelaste ten Motoren besondere Maßnahmen zu ergreifen, um die Ausbildung von Rissen in der Nabenbohrung im Motorbe trieb zu vermeiden. Nabenrisse treten in der Regel im Zenitbereich der Nabenbohrung auf. Hauptursache für diese Nabenrisse sind Zug-Umfangsspannungen in diesem Bereich der Nabenbohrung, die bei im Motorbetrieb be lastetem Kolben durch Durchbiegung und Ovalisierung des Kolbenbolzens entstehen. Zur Neutralisierung die ser beiden als Hauptursache für die Nabenrisse ange sehenen Störfaktoren wurde im Stand der Technik u. a. vorgeschlagen, in dem zum Kolbeninneren liegenden Be reich der Nabenbohrungen, in dem die Nabenrisse zu erst auftreten, zwischen Nabenbohrung und Kolbenbol zen einen sich im Lastzustand verringernden Spalt vorzusehen. Dieser Spalt kann durch Aufweitung der Nabenbohrung in diesem Bereich oder durch eine in diesem Bereich vorgesehene Einschnürung im Kolbenbol zen oder durch Summierung dieser beiden Maßnahmen er reicht werden.

Im einzelnen sind diese Maßnahmen z. B. in der US-PS 23 87 634 und der DE-AS 26 15 212 beschrieben.

Andere Maßnahmen bestehen darin, der Bolzennabe von vornherein eine derartige Ovalform zu geben, daß die se der sich im Motorbetrieb einstellenden Ovalform des Kolbenbolzens angepaßt ist. Zur Berücksichtigung der Ovalverformung des Kolbenbolzens und der Last wurden darüberhinaus auch sogenannte Taschen in den Seitenwandungen der Nabenbohrungen vorgesehen. Derar tige Maßnahmen sind z. B. bekannt aus DE-AS 21 52 462, DE-OS 22 03 847 und US-PS 29 90 226.

In bestimmten Fällen haben sich vom Kolbeninneren in die Nabenbohrungen verlaufende nur eine Teillänge der Nabenbohrung erfassende taschenartige Ausnehmungen, wie sie z. B. in US-PS 33 57 318 beschrieben sind, als wirksam erwiesen. Derart geformte taschenartige Aus nehmungen werden daher auch bei Kolben vorgesehen, bei denen, wie in DE-OS 32 17 595 beschrieben, durch das Pleuel geführtes Öl von dem Pleuelkopf aus in den durch die taschenartigen Ausnehmungen gebildeten Spalt zwischen Kolbenbolzen und Nabenbohrung einge führt wird. Bei diesen Kolben liegt der obere Pleuel kopf mit seinen planen Seitenflächen vorzugsweise an den Naben des Kolbens an, wodurch das Pleuel in Rich tung zur Kurbelwellen-Längsachse durch den Kolben ge führt werden kann.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, bei Kolben, bei denen die in der Nabenbohrung jeweils vorgesehenen radial im Inneren des Kolbens beginnenden taschenartigen Ausnehmungen nicht über die gesamte Bohrungslänge verlaufen, einen bis nach radial außen durchgehenden Strömungsweg für das in die Taschen eingebrachte Öl zu schaffen. Dabei soll dies auf eine Weise geschehen, in der einerseits die Tragfläche der Bohrung möglichst wenig verringert wird und bei der andererseits eine einfache Herstellung erreichbar ist.

Dieses Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dar gestellt. Es zeigt

Fig. 1 den Längsschnitt einer Kolbenhälfte,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Kolben nach Linie II-II.

In der Nabenbohrung 1 des Kolbens 2 ist eine vom Kol beninneren ausgehende taschenartige Ausnehmung 3 ein geformt. Die taschenartige Ausnehmung 3 erstreckt sich in Richtung der Nabenbohrungsachse etwa bis 65% der sich vom Kolbeninneren bis zur Bolzensicherungs nut 5 erstreckenden Länge der Nabenbohrung 1. Bei ei nem Nabenbohrungsdurchmesser von etwa 26 mm beträgt am kolbeninnenseitigen Ende der Nabenbohrung die ma ximale radiale Tiefe der taschenartigen Ausnehmung 3 etwa 0,8 mm. An dem in Richtung der Nabenbohrungsach se auslaufenden Ende der taschenartigen Ausnehmung geht diese in die im übrigen Bereich vorhandene Ober fläche der Nabenbohrung über. Die Verbindung zwischen der taschenartigen Ausnehmung 3 und dem kolbenaußen seitigen Ende der Nabenbohrung bildet eine in Naben bohrungslängsachse verlaufende Nut 4. Bei einem Kol ben mit dem genannten Nabenbohrungsdurchmesser be trägt die in Umfangsrichtung der Nabenbohrung verlau fende Breite der Nut etwa 6-8 mm. Die radiale Tiefe der Nut mißt an der tiefsten Stelle etwa 0,3 mm. Die Nut 4 läuft über die Bolzensicherungsnut 5 hinaus. Um den Öldurchfluß durch den in die Bolzensicherungsnut einzufügenden Sicherungsring nicht zu stark zu hem men, ist es möglich, die Nut 4 im Bereich der Bolzen sicherungsnut 5 radial über die übrige Tiefe hinaus zu vergrößern, damit das in der Nut 4 befindliche Öl möglichst ungehindert an dem Bolzensicherungsspreng ring 7 vorbeiströmen kann.

Die taschenartige Ausnehmung 3 und die sich daran an schließende Nut 4 werden wie folgt in die Nabenboh rung 1 eingearbeitet.

Ein Fräser mit zylindrischer Oberfläche wird zunächst mit gegenüber der Nabenbohrung geneigter Achse zur Einarbeitung der Ausnehmung 3 an die Innenkante der Nabenbohrung 1 angesetzt. Sobald die taschenartige Ausnehmung 3 ihre an der Innenkante der Nabenbohrung gewünschte radiale Tiefe erhalten hat, wird ohne Un terbrechung des Fräsens die Fräserachse in Richtung auf eine zur Nabenbohrungsachse parallele Lage ge schwenkt und der Fräser sodann parallel zur Nabenboh rungsachse soweit verfahren, bis die Nut 4 über die gesamte Nabenbohrungslänge eingearbeitet ist. Selbst verständlich können die Bearbeitungsschritte auch um gekehrt werden, so daß zunächst die Nut 4 und erst im Anschluß daran die taschenartige Ausnehmung 3 bear beitet wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung der Nabenbohrung eines Tauchkolbens, insbesondere für Verbrennungsmotoren, zur Aufnahme des das Pleuel mit dem Kolben verbinden den Kolbenbolzens mit innerhalb der Nabenbohrungen mindestens einer vom zur Kolbenlängsachse nächstgele genen Ende der Nabenbohrung bis etwa ²/₃ der sich bis zur Sicherungsnut der Nabenbohrung erstreckenden Län ge in diese hineinragenden taschenartigen Ausnehmung, dadurch gekennzeichnet, daß eine in dem von der taschenartigen Ausnehmung (3) nicht erfaßten Längsbereich der Nabenbohrung (1) die se Ausnehmung mit dem zur Kolbenlängsachse radial au ßen liegenden Ende der Nabenbohrung (1) verbindende Nut (14), die in ihrer Breitenerstreckung lediglich eine Teillänge des von der taschenartigen Ausnehmung (3) in der Nabenbohrungsinnenfläche ausgebildeten und in Nabenbohrungsumfangsrichtung weisenden Begrenzungs randes (6) einnimmt, wobei die Nabenbohrungsoberflä che innerhalb der taschenartigen Ausnehmung (3) im wesentlichen Teil der Mantelfläche eines in der Na benbohrungsachse mit der Spitze zum äußeren Nabenboh rungsende liegenden Kegels ist, mit ein- und demglei chen Fräswerkzeug durch lediglich ein Verändern der Lage der Achse des Fräswerkzeuges erzeugt wird, wobei die Lageänderung während des Fräsens erfolgt.