DE1143066B

DE1143066B - Piston pin in hollow design, especially for internal combustion engines and compressors

Info

Publication number: DE1143066B
Application number: DESCH26694A
Authority: DE
Inventors: Paul Wittstock
Original assignee: Karl Schmidt GmbH
Current assignee: Karl Schmidt GmbH
Priority date: 1959-09-15
Filing date: 1959-09-15
Publication date: 1963-01-31

Description

Kolbenbolzen in hohler Ausführung, insbesondere für Brennkraftmaschinen und Kompressoren Gegenstand der Anmeldung ist ein Kolbenbolzen. der insbesondere für Kolben in Brennkraf imaschinen und Kompressoren Anwendung findet und hohl ausgebildet ist. Er kann sowohl aus Leicht- als auch aus Schwermetall, vorzugsweise aus Stahl oder sphärolithischem Gußeisen bzw. Temperguß. angefertigt sein, Bekanntlich sind derartige Bolzen vielfach so ausgeführt, daß sie zur Leitung des Schmieröles und/Oder Kühlmittels in den Kolben herangezogen werden. Sie weisen zu diesem Zweck Kanäle auf, durch welche das Öl seinen Weg nimmt. Es kann sich dabei z. B. von der mittleren Lagerstelle nach den beiden Außenlagern bewegen.Piston pins in a hollow design, in particular for internal combustion engines and compressors The subject of the application is a piston pin. the particular for pistons in internal combustion engines and compressors is used and is hollow is. It can be made of either light or heavy metal, preferably steel or spherulitic cast iron or malleable cast iron. be made, are known to be Such bolts are often designed so that they are used to conduct the lubricating oil and / or Coolant can be drawn into the piston. They assign channels for this purpose through which the oil takes its way. It can be, for. B. from the middle Move the bearing point after the two outer bearings.

Bei Kolben in schnellaufenden Dieselmotoren wird häufig ein Teil des Öles. das an sich zur Schmierung des oberen Treibstangenlagers dient, über radiale Bohrungen im Bolzen durch Längskanäle in denselben geleitet, von wo aus es wiederum über radiale Bohrungen im Bolzen und entsprechend ausgebildete Nuten und Öffnungen im Kolben als Kühlmittel in das Kühlsystem des Kolbens überzutreten vermag. Solche Kolbenbolzen weisen in der Regel an ihren Wandungen mehrere Bohrungen auf, die miteinander verbunden sind und den Weg für das Öl bilden. Da Bolzen aus Stahl zumindest außen eingesetzt und gehärtet werden müssen, sind gerade die langen Längsbohrungen sehr gefährlich, weil sie dort, wo die radialen Bohrungen einmünden, wegen der Unzulänglichkeit für spanabhebende Werkzeuge nicht abgerundet werden können und daher Gefahrenbereiche für das Auftreten von Rissen und Brüchen bilden.In the case of pistons in high-speed diesel engines, part of the Oil. which itself is used to lubricate the upper espagnolette bearing, via radial Bores in the bolt through longitudinal channels in the same, from where it in turn Via radial bores in the bolt and appropriately designed grooves and openings able to pass in the piston as coolant into the cooling system of the piston. Such Piston pins usually have several bores on their walls that connect with one another connected and pave the way for the oil. Because bolts made of steel at least on the outside must be used and hardened, especially the long longitudinal holes are very dangerous because they where the radial bores open, because of the inadequacy for cutting tools cannot be rounded and therefore danger areas form for the appearance of cracks and fractures.

Es ist weiterhin auch nicht mehr neu, diese Schwierigkeiten dadurch zu umgehen, daß in die Längsbohrung eines Kolbenbolzens ein Rohrstück eingesetzt wird, so daß zwischen der äußeren Rohrwandung und der inneren Wandung eines hohlen Bolzens ein ringförmiger Hohlraum entsteht, der an beiden Enden verschlossen ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß ein solcher Bolzen für insbesondere schnellaufende Kolben nicht brauchbar ist. Das in dem Bolzen befindliche. nur an beiden Enden eingespannte Rohr unterliegt nämlich in seinem mittleren Bereich der Einwirkung der hin- und hergehenden Massenkräfte, zu denen sich noch hydraulische Schläge aus dem Kühlsystem addieren. Durch diese Überlagerung entstehen häufig Dauerschwingungsbrüche.It is still no longer new, these difficulties because of it to bypass the fact that a piece of pipe is inserted into the longitudinal bore of a piston pin is so that between the outer pipe wall and the inner wall of a hollow Bolt creates an annular cavity that is closed at both ends. However, it has been found that such a bolt for particularly high-speed Piston is not usable. The one in the bolt. only clamped at both ends The pipe is subject to the action of the back and forth in its central area moving inertia forces, to which there are also hydraulic impacts from the cooling system add. This superposition often results in fatigue fractures.

Dieser Mangel wird durch die Erfindung dadurch beseitigt, daß das in die Kolbenbolzenbohrung eingeführte Rohr zur Bildung der Kanäle Längssicken aufweist, während die sickenfreien Bereiche auf der Innenwand der Bolzenbohrung mit Preßsitz aufliegen. Hierdurch wird das Auftreten von Eigenschwingungen ausgeschlossen und durch eine Reduzierung des Volumens der ölführenden Sicken dafür gesorgt, daß auch die hydraulischen Schläge so verkleinert werden können, daß die dadurch hervorgerufene Beanspruchung des Rohres unterhalb seiner Festigkeitswerte liegt.This deficiency is eliminated by the invention in that the tube inserted into the piston pin bore to form the channels has longitudinal beads, while the bead-free areas on the inner wall of the bolt hole with a press fit rest. In this way the occurrence of natural vibrations is excluded and ensured that also by reducing the volume of the oil-carrying beads the hydraulic impacts can be reduced so that the resulting The stress on the pipe is below its strength values.

Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildung eines hohlen Kolbenbolzens die Rohrwand geringer bemessen sein kann als bei einem Rohr, das frei im mittleren Bereich des Bolzens liegt. Auf diese Weise gelingt es, einen verhältnismäßig leichten Bolzen herzustellen.It has also been found that in the inventive Formation of a hollow piston pin, the pipe wall can be dimensioned smaller than in the case of a tube that lies freely in the central area of the bolt. In this way succeeds in producing a relatively light bolt.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kolbenbolzens.The drawing illustrates an embodiment of the invention Piston pin.

Die Abb. 1 ist ein Axialschnitt und die Abb. 2 ein senkrecht dazu verlaufender Querschnitt durch einen Kolbenbolzen.Fig. 1 is an axial section and Fig. 2 is a perpendicular to it running cross section through a piston pin.

In einem aus Leicht- oder Schwermetall bzw. Stahl hergestellten Kolbenbolzen für Brennkraftmaschinen sind radiale Bohrungen 1 vorgesehen. In dem Hohlraum des Bolzens befindet sich ein Rohr 2, das Längssicken 3 aufweist, die mit den radialen Bohrungen 1 in Verbindung stehen. Der übrige Teil der Mantelfläche 4 des Rohres 2 sitzt fest auf der Innenwand des Bolzens. Die Enden 5 des eingeschobenen Rohres 2 werden durch Aufdornen, Umbördeln oder dergleichen Verformungen gegen ein Verschieben und Verdrehen gesichert.Radial bores 1 are provided in a piston pin for internal combustion engines made of light or heavy metal or steel. In the cavity of the bolt there is a tube 2 which has longitudinal beads 3 which are in communication with the radial bores 1. The remaining part of the lateral surface 4 of the tube 2 sits firmly on the inner wall of the bolt. The ends 5 of the inserted tube 2 are secured against shifting and twisting by expanding, flanging or similar deformations.

Das Kühlmittel des Kolbens (Öl) wird dem Kolben durch die hohlgebohrte Treibstange sowie Kanäle im Kolbenbolzen zugeführt. Aus der Treibstange tritt das Kühlmittel über radiale Bohrungen, die in eine sichelförmige radiale Nut im oberen Treibstangenlager münden, in ebenfalls radialen Bohrungen des Kolbenbolzens ein. lm Kolbenbolzen stehen die radialen Bohrungen, durch welche das öl eintritt, mit den von den Sicken gebildeten Längskanälen in Verbindung, so daß das Kühlmittel bis zu den äußeren Enden der Sicken strömen kann. Von hier aus gelangt das Kühlmittel über weitere radiale Bohrungen aus dem Kolbenbolzen heraus und tritt in sichelförmige Nuten ein, die im Kolbenbolzenauge angebracht sind und direkt mit dem Kühlsystem des Kolbens verbunden sind bzw. den Kühlmitteleintritt des Kolbenkühlsystems darstellen.The coolant of the piston (oil) is fed to the piston through the hollow bored Driving rod and channels in the Piston pin supplied. From the connecting rod the coolant enters through radial bores that are inserted into a crescent-shaped radial groove open in the upper drive rod bearing, also in radial bores in the piston pin a. The radial bores through which the oil enters are located in the piston pin, with the longitudinal channels formed by the beads in connection, so that the coolant can flow to the outer ends of the beads. The coolant arrives from here through further radial bores out of the piston pin and enters sickle-shaped Grooves that are made in the piston pin boss and directly with the cooling system of the piston are connected or represent the coolant inlet of the piston cooling system.

Da für die drei erfindungsgemäßen Längssicken die Länge in Umfangsrichtung der an sich bekannten korrespondierenden sichelförmigen Nuten im oberen Pleuelstangenlager und den Kolbenbolzenaugen 120', plus Lochbreite beträgt, muß stets mindestens eine Längssicke - unabhängig von der im Betrieb möglichen, unkontrollierbaren Drehung des Kolbenbolzens - die beiden radialen, sichelförmigen Nuten verbinden. Dementsprechend braucht für z. B. vier Längssicken die Länge der korrespondierenden sichelförmigen Nuten nur 90° plus Lochbreite zu sein. Für die Anordnung und Ausbildung der sichelförmigen Nut im oberen Treibstangenlager wird in dieser Anmeldung kein Schutz begehrt.As for the three longitudinal beads according to the invention, the length in the circumferential direction the known corresponding sickle-shaped grooves in the upper connecting rod bearing and the piston pin bosses are 120 'plus the hole width, there must always be at least one Longitudinal bead - regardless of the uncontrollable rotation that is possible during operation of the piston pin - connect the two radial, sickle-shaped grooves. Accordingly needs for z. B. four longitudinal beads the length of the corresponding sickle-shaped Grooves to be only 90 ° plus hole width. For the arrangement and formation of the sickle-shaped In the groove in the upper espagnolette bearing, no protection is sought in this application.

Claims

1. A piston pin hollow design, in particular for internal combustion engines, or to compressors, which .in the interior carries a tube and its wall has a plurality of radial holes for the movement of oil andlor cooling means for cooling the plunger, marked thereby characterized, that the in the cavity of the bolt seated tube (2) has a number of axially extending longitudinal beads (3) , while the remaining part (4) of the cylindrical casing of the tube (2) is held with a press fit on the inner wall of the hollow piston pin.

2. Piston pin according to claim 1, characterized in that the tube (2) is secured at its two ends (5) in a manner known per se by flaring, flanging or similar measures against displacement and rotation. Documents considered: German Patent No. 492 112; Austrian Patent No. 186461; USA. Pat. No. 1959 279th