Mehrteiliger Kolben für Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen: Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Kolben für Brennkraftmaschinen, insbeson dere von Kraftfahrzeugen, bei welchem der Kolbenboden mit dem Kolbenschaft durch Kopfschrauben verbunden ist, deren Köpfe in den Kolbenboden eingelassen sind.
Bei derartigen Schraubenverbindungen entstehen infolge der starken Erwärmung an den Verbindungsschrauben Verziehungen und Versehmorungen.
Bei den bisher bekanntgewordenen Aus führungen wurde bei einer Überholung des Motors die Schraubenverbindung der Kolben einzelteile nur bei herausgenommenem Kol ben in der \Verbstatt gelöst, weil es dann mög- lielr war, auch verschmorte Schrauben zu lösen und den Kolben auseinanderzunehmen.
Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, einen mehrteiligen Kolben zu schaffen, bei welchem das Lösen der Sehraubenverbindungen bei Kolbenüberholungen vorgenommen werden kann, ohne dass dabei der Kolben ausgebaut werden muss. Dies ist besonders wichtig bei langen Zeitabständen mvischen Generalüber- lrolungen, z. B. bei Diesellokomotiven, um bei entsprechender Teilung des Kolbens in meh rere Einzelteile auch Zwischenüberholungen der Kolben vornehmen zu können, lediglich durch Abheben des Zylinderkopfes, also ohne den Motor aus dem Fahrzeug nehmen und zerlegen zu müssen.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch er reicht, da.ss die Schrauben in den Kolbenschaft eingeschraubt sind und dass ihre Köpfe mit einer Aussenverzahnung zum Aufstecken eines Schlüssels versehen sind.
In der Zeichnung sind schematisch in je einem axialen Teilschnitt zwei Ausführungs beispiele der Erfindung dargestellt. Die beiden Kolben sind für Kraftfahrzeugmaschinen be stimmt.
In Abb.1 bedeuten: 1 den Boden des Kol bens, 2 den Kolbenschaft mit einem an seinem obern Ende angeordneten Innenflansch 3 und @> den mit Augen 6 versehenen Träger des nicht gezeigten Kolbenbolzens. In der Boh rung 7 des geschnittenen Auges 6 ist eine Verbindungsschraube 8 angeordnet, die im untern Teil des Auges in dem Gewinde 24 befestigt ist. Der Kolben weist mehrere sol eher Befestigungsschrauben auf. 9 ist im Flansch 3 die die Schraube 8 aufnehmende Bohrung und 10 eine Bohrung im Kolben boden 1; in welcher der Schraubenschaft pas send angeordnet ist.
An diese Bohrung 10 schliesst im Kolbenboden 1 eine Bohrung 11 an, welche zur Aufnahme des Schraubenkop fes 12 dient. Dieser besitzt einen Bund 13, auf dem der Kopfteil 14 sitzt, der am Umfang eine Aussenverzahnung 15 hat. In genannter Bohrung 11 ist auf einer Teilstrecke ein Ge winde 16 vorgesehen, in welches eine Kapsel 17 als Schutz des Schraubenkopfes einge schraubt ist, deren vertieft liegender Boden mit 18 bezeichnet ist. 19 ist eine Innenverzah nung am obern Kranz 20 der Kapsel 17. An Stelle dieser Innenverzahnung 19 kann auch eine beliebige andere Schlüsselangriffsfläche, z. B. ein Innenvier- oder Innenseehskant, vor handen sein.
Am obern Rand 26 der Bohrung 11 im Kolbenboden 1 ist eine seitliche Aus nehmung 27 vorgesehen. 21 ist ein über den Bund 1.3 des Schraubenkopfes greifender Si- cheiltngsring, der an seinem innern Umfang eine in die Aussenverzahnung 15 passende In nenverzahnung besitzt, und einen äussern Lap pen 22 hat, der in eine Ausnehmung 23 am Grund der Bohrung 11 eingreift. In der In nenverzahnung des Sicherungsringes 21kön- nen Lücken für den Eingriff eines Werkzeu- ges vorgesehen sein, um das Ausbauen des Sicherungsringes zu erleichtern.
Der an der Kapsel 17 vorhandene Kranz 20 endigt in einem dünnen Rand 25, dessen Durchmesser etwas grösser als derjenige des Randes 26 der Bohrung 11 des Kolbenbodens 1 ist, so dass die Kapsel 17 mittels ihres Flan sches 20 mit Vorspannung in genannte Boh rung 11 eingeschraubt ist und elastisch an die Wandung der Bohrung 11 anliegt. Genannter Rand 25 kann auch leicht konisch ausgeführt sein. Ein Teil des obern Randes des Kranzes ist in die erwähnte Ausnehmung 27 einge stemmt, uni ausser einer guten Abdichtung zum Schutz der Kapselverschraubung auch eine einwandfreie Sicherung der Kapsel 17 gegen ungewolltes Lösen derselben zu errei chen.
Die Schraube selbst wird durch den Ring 21 gegen ungewolltes Lösen gesichert, wozu letzterer mit seiner Innenverzahnung in die Aussenverzahnung 15 des Schraubenkopfes eingreift. Der Sicherungsring 21 ist infolge seines Eingriffes in die Bohrung 23 am Kol benboden 1 gegen Drehung gesichert. Durch den Druck der in den Kolbenboden 1 einge schraubten Kapsel 17 wird der Sicherungs ring 21 in seiner Höhenlage gehalten.
In der Abb. 2, in welcher die der Abb.1. entsprechenden Teile dieselben Bezugszeichen haben, ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem der Schraubenkopf 12 mit der Kap sel 17 in einer Einsatzbüchse 28 sitzt. Diese Büchse 28 ist in den Kolben 1 eingepresst und besitzt das Gewinde 16 für die Kapsel 17 so wie die Ausnehmung 27 zur Sicherung der Kapsel. Zur Sicherung der Sehraube dient. der Schraubenkopf 12 als Auflage für die Kapsel 17. Dabei ist, wie gezeigt, der Kopf mit einem obern Vorsprung 29 versehen, an welchem die Kapsel 17 mit ihrem Boden 18 anliegt.
In der Einsatzbuchse 28 ist ein konischer Sitz 30 für den Schraubenkopf vorgesehen. Die. Anlageflä.ehe des Ansatzes 29 ist mög lichst klein gehalten, um den Wärmeübergang an dieser Stelle zu drosseln.
Die Bleiehe Ausbildung zur Sicherung der Schraube kann auch bei der Ausführung ge mäss Abb.1. angewandt. werden an Stelle des Sicherungsringes 21. Ebenso kann auch, wie in Abb. 2, ein konischer Sitz 30 für einen ent sprechend ausgebildeten Schraubenkopf vor gesehen sein.
Die Ausführung nach Abb. 2 kommt vor teilhafterweise bei solchen Kolben zur An wendung, bei denen der Kolbenboden aus wei- eherem Material, z. B. Aluminium, besteht, das für eine Gewindeverbindung der Kapsel 17 mit dem Kolbenboden 1 ungeeignet ist und eine vergrösserte Auflage des Schraubenkopfes erfordert. Die Büchse 28 wird ans härterem Material als der Kolbenboden, z. B. aus Stahl, hergestellt. Sie ergibt eine ausreichende Auf- lagefläebe für die Schraubenverbindung ohne Vergrösserung des Bundes 13 der Schraube.
Ausserdem kann die Kapsel 17 beim Ausweeh- sel.n einzelner Kolbenteile beliebig oft heraus geschraubt und eingeschraubt werden, ohne dass dadurch das Gewinde 16 abgenützt wird, wie dies bekanntlich bei einem in weiches Ma terial eingeschnittenen Gewinde der Fall ist.
Multi-part piston for internal combustion engines, in particular for motor vehicles: The invention relates to a multi-part piston for internal combustion engines, in particular for motor vehicles, in which the piston head is connected to the piston skirt by cap screws, the heads of which are let into the piston head.
In screw connections of this type, distortions and provisioning occur as a result of the strong heating at the connecting screws.
In the previously known designs, when the engine was overhauled, the screw connection of the individual piston parts was only loosened with the piston removed, because it was then possible to loosen even scorched screws and take the piston apart.
The purpose of the present invention is to create a multi-part piston in which the visual screw connections can be released during piston overhauls without the piston having to be removed. This is particularly important in the case of long intervals between general overruns, e.g. B. diesel locomotives, in order to be able to make intermediate overhauls of the pistons with appropriate division of the piston in several items, just by lifting the cylinder head, so without having to remove the engine from the vehicle and disassemble.
According to the invention, this is achieved in that the screws are screwed into the piston shaft and that their heads are provided with external teeth so that a key can be attached.
In the drawing, two execution examples of the invention are shown schematically in an axial partial section. The two pistons are true for automotive engines.
In Fig.1: 1 the bottom of the piston, 2 the piston skirt with an inner flange 3 arranged at its upper end and @> the carrier of the piston pin, not shown, with eyes 6. In the Boh tion 7 of the cut eye 6, a connecting screw 8 is arranged which is fastened in the thread 24 in the lower part of the eye. The piston has several fastening screws. 9 is in the flange 3 the screw 8 receiving hole and 10 a hole in the piston bottom 1; in which the screw shaft is arranged to fit.
This bore 10 is adjoined in the piston head 1 by a bore 11 which serves to receive the screw head 12. This has a collar 13 on which the head part 14 sits, which has external teeth 15 on the circumference. In said bore 11, a Ge thread 16 is provided on a section, into which a capsule 17 is screwed to protect the screw head, the recessed bottom is denoted by 18. 19 is an internal toothing on the upper rim 20 of the capsule 17. Instead of this internal toothing 19, any other key application surface, for. B. an internal square or hexagon socket, be available.
At the upper edge 26 of the bore 11 in the piston head 1, a lateral recess 27 is provided. 21 is a locking ring which extends over the collar 1.3 of the screw head and which has an internal toothing that fits into the external toothing 15 on its inner circumference, and an outer lug 22 which engages in a recess 23 at the bottom of the bore 11. In the internal teeth of the locking ring 21, gaps can be provided for the engagement of a tool in order to facilitate the removal of the locking ring.
The ring 20 present on the capsule 17 ends in a thin edge 25, the diameter of which is slightly larger than that of the edge 26 of the bore 11 of the piston head 1, so that the capsule 17 is screwed into said borehole 11 by means of its flange 20 with bias and bears elastically against the wall of the bore 11. Said edge 25 can also be made slightly conical. A part of the upper edge of the ring is stamped into the recess 27 mentioned, uni besides a good seal to protect the capsule screw connection also a proper securing of the capsule 17 against accidental loosening of the same to errei.
The screw itself is secured against unintentional loosening by the ring 21, for which purpose the latter engages with its internal teeth in the external teeth 15 of the screw head. The locking ring 21 is secured against rotation as a result of its engagement in the bore 23 on the Kol benboden 1. By the pressure of the screwed into the piston head 1 capsule 17, the locking ring 21 is held in its height position.
In Fig. 2, in which the Fig.1. corresponding parts have the same reference numerals, an embodiment is shown in which the screw head 12 is seated with the cap sel 17 in an insert sleeve 28. This sleeve 28 is pressed into the piston 1 and has the thread 16 for the capsule 17 as well as the recess 27 for securing the capsule. Serves to secure the visual hood. the screw head 12 as a support for the capsule 17. As shown, the head is provided with an upper projection 29 on which the bottom 18 of the capsule 17 rests.
A conical seat 30 for the screw head is provided in the insert socket 28. The. The contact surface of the approach 29 is kept as small as possible in order to throttle the heat transfer at this point.
The lead training to secure the screw can also be used in the execution according to Fig.1. applied. are in place of the locking ring 21. Likewise, as in Fig. 2, a conical seat 30 for an appropriately designed screw head can be seen before.
The embodiment according to Fig. 2 comes before geous enough for those pistons to use in which the piston head is made of a further material, eg. B. aluminum, which is unsuitable for a threaded connection of the capsule 17 with the piston head 1 and requires an enlarged support of the screw head. The sleeve 28 is attached to the harder material than the piston head, e.g. B. made of steel. It provides a sufficient supporting surface for the screw connection without enlarging the collar 13 of the screw.
In addition, when removing individual piston parts, the capsule 17 can be unscrewed and screwed in any number of times without wearing out the thread 16, as is known to be the case with a thread cut into soft material.