DE8421300U1

DE8421300U1 - Gebauter Kolben

Info

Publication number: DE8421300U1
Application number: DE8421300U
Authority: DE
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1984-07-17
Filing date: 1984-07-17
Publication date: 1988-02-25

Description

MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION
FRIEDRICHSHAFEN 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 ange«

ordnet sind, mit einem Ölabstreifring und mit einem durch &igr; &lgr; Kolbenboden und Kolbenunterteil gebildeten Kühlölringraum.

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. H.iersu 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 ?iauerbrüche zu vermeiden und um die Dichtheit zwischen Kolbenboden und Kolbenunterte^.l 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 erhöhtj 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 &ngr; 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 Kolben-V Unterteiles eingeschraubt sind und daß der Ölabstreifring zwischen Kolbenboden und Kolbenunterteil angeordnet ist, wobei eine Flanke seiner Ringnut dem Kolbenboden und die andere Flanke dem Kolbenunterteil zugeordnet ist.

Durch diese Maßnahmen sind die Dehnschrauben nur in Zonen ge-. ringer 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 Däüerwechselbeansprüchüng der Schmaubenverbindüng und des umgebenden Materials verringert.

Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Muttern weist das KoI-benünterteil keine iiöchbeänspruchte 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.

V' 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.

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 zusamnvengespannt* 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 Kühlölringkanal 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 Auflengewinde 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 Flanke 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 aujs 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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MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION
PRIEDRICHSHAPEN GMBH

Friedriehshafen

nsprüche

1. Gebauter 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 dX6 Köpfe der Dehnschrauben im Kolbenboden angeordnet sind,

mit einem Ölabstreifring und mit einem durch Kolbenboden &ngr;/ und Kolbenunterteil gebildeten Kühlölringraum, 'dadurch gekennzeichnet, daß für die Verbindung von Kolbenunterteil (13) und Kolbenboden (ll) zwei Dehnschreuben (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 (l6) eine rohrförniige Verlängerung (21) mit einem

! 15 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 Kolb.anunterteil (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.

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