EP0166109A2 - Mehrteiliger Tauchkolben für Verbrennungsmotoren - Google Patents

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EP0166109A2
EP0166109A2 EP85105072A EP85105072A EP0166109A2 EP 0166109 A2 EP0166109 A2 EP 0166109A2 EP 85105072 A EP85105072 A EP 85105072A EP 85105072 A EP85105072 A EP 85105072A EP 0166109 A2 EP0166109 A2 EP 0166109A2
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EP
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piston
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ring surfaces
ring
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EP0166109A3 (en
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Alois Barth
Lothar Wiemann
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Mahle GmbH
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Mahle GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/0015—Multi-part pistons
    • F02F3/0023—Multi-part pistons the parts being bolted or screwed together

Definitions

  • the invention relates to a multi-part plunger for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • a piston of the generic type is known from DE-OS 28 21 176.
  • the upper and lower parts of the piston are connected with relatively few screws, e.g. B. with four screws with a piston diameter above 200 mm.
  • the ring surfaces stand out slightly from each other under the thermal and mechanical stresses prevailing in engine operation. This then leads to increased pressures in the areas which are only in contact with one another, with the result that the materially permissible maximum loads are exceeded there.
  • cavitation can occur in the areas in which the ring surfaces stand out slightly from one another.
  • the piston consists of an upper part 1 and a lower part 2, which are connected by screws 3.
  • the illustration of the piston shows this with assembled but not yet tightened screws 3.
  • these are slightly curved in the lower part 2 in the circumferential direction of the ring surface with the zenith of the curvature 6 exactly in one area in the Middle of two adjacent screws 3-.
  • the screw hole 7 itself is additionally arranged in a depression 5 in the annular surface 4 of the lower part 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

Bei einem mehrteiligen Tauchkolben für Verbrennungsmotoren, bei dem Ober- (1) und Unterteil (2) des Kolbens über sich deckende Ringflächen (4) aufeinanderliegen und dort durch die Ringflächen (4) durchstoßende Schrauben (3) miteinander verbunden sind, wird zumindest eine der Ringflächen (4) in Umfangsrichtung derart gewölbt, daß die Ringflächen in dem Bereich zwischen den Schrauben im fertigmontierten Kolben stärker elastisch verspannt sind, als in den Bereichen um die Schrauben (3). Durch eine solche elastische Vorspannung der Ringflächen (4)-Bereiche zwischen den Schrauben (3) soll ein Abheben der Ringflächen in diesen Bereichen während des Motorbetriebes sicher vermieden werden. Im Kaltzustand der fertigmontierten Kolben liegen die Ringflächen (4) über den gesamten Umfang gleichmäßig aneinander an, allerdings mit bereichsweise unterschiedlicher Vorspannung.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Tauchkolben für Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ein Kolben der gattungsmäßigen Art ist aus der DE-OS 28 21 176 bekannt. In Fällen, in denen Kolbenober-und unterteil nur mit relativ wenigen Schrauben verbunden sind, wie z. B. mit vier Schrauben bei einem Kolbendurchmesser oberhalb 200 mm, kann es in der Praxis vorkommen, daß sich die Ringflächen unter den im Motorbetrieb herrschenden thermischen und mechanischen Beanspruchungen leicht voneinander abheben. Dies führt dann zu erhöhten Pressungen in den Bereichen, die nur noch aufeinander aufliegen, mit der Folge, daß dort die materialmäßig zulässigen Höchstbelastungen überschritten werden. Desweiteren kann es in den Bereichen, in denen sich die Ringflächen leicht voneinander abheben, zu Kavitationsbildung kommen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Kolben so weiterzubilden, daß bei allen Betriebszuständen des Verbrennungsmotors eine sichere Anlage der gegeneinander verspannten Kolbenober- und Kolbenunterteile gewährleistet ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
  • Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt einen mehrteiligen Kolben im Schnitt.
  • Der Kolben besteht aus einem Oberteil 1 und einem Unterteil 2, die über Schrauben 3 miteinander verbunden sind. Die Darstellung des Kolbens zeigt diesen mit montierten, aber noch nicht fest angezogenen Schrauben 3. In den Bereichen der Ringflächen 4 zwischen den Schrauben sind diese bei dem Unterteil 2 leicht in Umfangsrichtung der Ringfläche gewölbt mit dem Zenit der Wölbung 6 genau in einem Bereich in der Mitte zweier benachbarter Schrauben 3-. Die Schrauben - Bohrung 7 selbst ist in der Ringfläche 4 des Unterteils 2 zusätzlich noch in einer Senke 5 angeordnet.
  • Bei dem fertig montierten Kolben sind Ober- und Unterteil 1, 2 derart über die Schrauben miteinander verspannt, daß die Ringflächen 4 der beiden Teile 1, 2 auf dem gesamten Umfang spaltlos aufeinanderliegen. In den gewölbten Abschnitten der Ringflächen steht das Material dadurch unter einer entsprechenden Vorspannung, die eine sichere Anlage für alle Betriebszustände garantiert.

Claims (4)

1. Mehrteiliger Tauchkolben für Verbrennungsmotoren mit einem den Kolbenbolzen aufnehmenden Kolbenunterteil (2) und einem Kolbenoberteil (1), wobei diese Teile (1, 2) über eine an jedem Teil (1, 2) angeformte Ringrippe mit im wesentlichen quer zur Kolbenachse liegender Ringfläche (4) aneinanderliegenden und mittels durch diese Ringflächen geführte Schrauben (3) gegeneinander verspannbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß im unverspannten Zustand zumindest eine der aufeinanderliegenden Ringflächen (4) in den zwischen den Schrauben (3) verlaufenden Bereichen derart gegenüber der axial engrenzenden anderen Ringflächen (4) in Umfangsrichtung gewölbt verläuft, daß sich die Ringflächen (4) lediglich in Bereichen berühren.
2. Mehrteiliger Tauchkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß im unverspannten Zustand der axiale Abstand zwischen den gegenüberliegenden Ringflächen (4) von dem in der Mitte zwischen zwei Schrauben (3) liegenden Bereichen zu den Schrauben (3) hin kontinuierlich abnimmt.
3. Tauchkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung verlaufende Wölbung (6) über die Radialerstreckung der Ringflächen (4) gleich ist.
4. Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (7) der Schrauben (3) in je einer bis zu den radialen Rändern der Ringflächen (4) sich erstreckenden Senke (5) ausgebildet sind.
EP85105072A 1984-06-27 1985-04-26 Mehrteiliger Tauchkolben für Verbrennungsmotoren Expired EP0166109B1 (de)

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EP0166109A3 EP0166109A3 (en) 1986-12-30
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EP0166109A3 (en) 1986-12-30
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