DE102006035178A1

DE102006035178A1 - Oscillating piston for a two-stroke internal combustion engine has a drilled pin hole to accept a piston pin to be covered by a sealing element

Info

Publication number: DE102006035178A1
Application number: DE200610035178
Authority: DE
Inventors: Reiner Friede; Hartmut Dr. Kamp
Original assignee: KS Kolbenschmidt GmbH
Current assignee: KS Kolbenschmidt GmbH
Priority date: 2006-07-29
Filing date: 2006-07-29
Publication date: 2007-08-09

Abstract

When a piston pin (3) is inserted, a drilled pin hole is covered by a mushroom-shaped sealing element (5). There are means to fix the sealing element in the drilled pin hole. The sealing element is pressed into the drilled pin hole and/or the piston pin, which has a recess on the front side for retaining the sealing element. This recess has a chamfer (6).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben, der in einem Zylinder einer Zweitakt-Brennkraftmaschine oszillierend bewegbar angeordnet ist, mit einer Bolzenbohrung zur Aufnahme eines Kolbenbolzens, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.The The invention relates to a piston in a cylinder of a two-stroke internal combustion engine Is arranged to oscillate movable, with a pin hole for Recording a piston pin, according to the features of the preamble of claim 1.

Es ist grundsätzlich bekannt, dass Kolben, die in einem Zylinder einer Zweitakt-Brennkraftmaschine oszillierend bewegbar angeordnet sind, eine Bolzenbohrung zur Aufnahme eines Kolbenbolzens aufweisen. Über den Kolbenbolzen ist der Kolben mit einem Pleuel zwecks Kraftübertragung verbunden. Im Regelfall wird der Kolbenbolzen an dem Kolben mittels eines Sicherungsringes befestigt. Beim Gasladungswechsel gelangt bei bekannten Kolben in nachteiliger Weise über die offene Kolbennabe, in der der Kolbenbolzen angeordnet ist, Kraftstoff bzw. ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in den inneren Bereich des Kolbens.It is basically known to be pistons in a cylinder of a two-stroke internal combustion engine are arranged to oscillate movable, a pin bore for receiving having a piston pin. about the piston pin is the piston with a connecting rod for the purpose of power transmission connected. As a rule, the piston pin on the piston by attached to a circlip. At the gas charge change arrives in known pistons disadvantageously over the open piston hub, in which the piston pin is arranged, fuel or a fuel-air mixture in the inner area of the piston.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen derart bekannten Kolben einer Brennkraftmaschine zu verbessern.Of the Invention is based on the object, such a known piston an internal combustion engine to improve.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei dem Kolben der Zweitakt-Brennkraftmaschine die Bolzenbohrung zumindest teilweise, insbesondere vollständig, bei eingesetzten Kolbenbolzen von einem Verschlusselement abgedeckt ist. Dies hat den Vorteil, dass bei Gasladungswechseln kein Kraftstoff bzw. Kraftstoff- Luft-Gemisch oder Verbrennungsgase in den Kolbenbolzen (oder sogar das Innere des Kolbens) eindringen können.According to the invention, it is provided that in the piston of the two-stroke internal combustion engine the bolt bore at least partially, in particular completely, at used piston pin covered by a closure element is. This has the advantage that when gas charge changes no fuel or Fuel-air mixture or combustion gases in the piston pin (or even the interior of the piston) can penetrate.

In Weiterbildung der Erfindung sind Mittel vorgesehen, die das Verschlusselement in der Bolzenbohrung festlegen. So ist es denkbar, das Verschlusselement mit einem weiteren Sicherungsring, wie er zur Befestigung des Kolbenbolzens in der Bolzenbohrung eingesetzt wird, festzulegen. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind diese Mittel zur Festlegung des Verschlusselementes in der Bolzenbohrung derart zum Beispiel in der Form eines Sicherungsringes ausgebildet, das gleichzeitig mit Montage dieser Mittel sowohl der Kolbenbolzen als das Verschlusselement in der Bolzenbohrung festgelegt werden.In Development of the invention means are provided which the closure element in the pin bore. So it is conceivable, the closure element with another circlip, as he used to attach the piston pin is inserted in the pin hole to set. In a special advantageous embodiment, these means are for determining the Closure element in the pin bore such as in the shape of a retaining ring formed simultaneously with mounting this means both the piston pin and the closure element be set in the bolt hole.

Alternativ dazu ist es in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Verschlusselement in die Bolzenbohrung und/oder den Kolbenbolzen eingepresst ist. Hierbei ist es zum Beispiel denkbar, dass der Kolben und/oder der Kolbenbolzen erhitzt und das Verschlusselement abgekühlt wird, sodass es sich zwischen den beteiligten Teilen ein deutlicher Temperaturunterschied einstellt. Nach der Montage gleicht sich das Temperaturniveau wieder an und das Verschlusselement ist im Presssitz in der Bolzenbohrung und/oder dem Kolbenbolzen eingepasst.alternative for this purpose it is provided in a further embodiment of the invention, that the closure element in the pin bore and / or the piston pin is pressed. It is conceivable, for example, that the piston and / or the piston pin is heated and the closure element is cooled, so that there is a significant temperature difference between the parts involved established. After installation, the temperature level is equal again and the closure element is press-fitted in the pin bore and / or the piston pin fitted.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Kolbenbolzen stirnseitig eine Ausnehmung zur Aufnahme des Verschlusselementes aufweist. Hierdurch erhöht sich die Festigkeit des Sitzes des Verschlusselementes im Kolbenbolzen. Um das Verschlusselement besser in diese Ausnehmung einsetzen zu können, ist eine radial umlaufende Anfasung um die Ausnehmung herum angeordnet.In A further embodiment provides that the piston pin frontally a recess for receiving the closure element having. This increases the strength of the seat of the closure element in the piston pin. To better insert the closure element in this recess can, a radial circumferential chamfer is arranged around the recess.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die in Richtung einer Wandung des Zylinders weisende Oberfläche des Verschlusselementes gewölbt oder eben ist. Weiterhin ist denkbar, dass die Oberfläche des Verschlusselementes hinter der äußeren Oberfläche des Kolbens zurückgesetzt ist, mit dieser abschließt oder über diese hinaus steht, sodass im letztgenannten Fall die Oberfläche des Verschlusselementes an der Wandung des Zylinders zur Anlage kommt. Für den Fall, dass die Oberfläche des Verschlusselementes an der Wandung des Zylinders zur Anlage kommt und die oszillierende Bewegung des Kolbens im Zylinder der Brennkraftmaschine mitmacht, ist darauf zu achten, dass die Materialpaarung aus Oberfläche des Verschlusselementes und Wandung des Zylinders hinsichtlich ihrer Gleiteigenschaften optimal abgestimmt ist.In a further embodiment is provided that in the direction a wall of the cylinder facing surface of the closure element arched or is just. Furthermore, it is conceivable that the surface of the closure element behind the outer surface of the Piston reset is complete with this or over this is out, so that in the latter case the surface of Closing element on the wall of the cylinder comes to rest. For the Case, that the surface the closure element on the wall of the cylinder to the plant comes and the oscillating movement of the piston in the cylinder Internal combustion engine, it is important to ensure that the material pairing from surface the closure element and wall of the cylinder in terms of their Sliding properties is optimally matched.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Verschlusselement pilzförmig gestaltet, um es so sowohl in der Bolzenbohrung als auch in der Ausnehmung in dem Kolbenbolzen einsetzen zu können. Dabei kann das Verschlusselement, insbesondere das pilzförmige Verschlusselement, in die Ausnehmung im Kolbenbolzen eingeschraubtwerden.In Another embodiment of the invention is the closure element mushroom designed to be so in both the bolt hole as well as in the To be able to use recess in the piston pin. In this case, the closure element, especially the mushroom-shaped Closure element, are screwed into the recess in the piston pin.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Verschlusselement aus dem gleichen Material, aus dem der Kolben und/oder der Kolbenbolzen besteht. Dadurch lassen sich Materialspannungen oder Lockerungen aufgrund der gleichen Ausdehnungskoeffizienten vermeiden. Allerdings ist es nicht ausgeschlossen, Materialpaarungen mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten (also unterschiedliche Materialien) zu verwenden. Dabei ist bei der Materialwahl darauf zu achten, dass sie im Betrieb des Kolbens das Material des Verschlusselementes stärker ausdehnt als das material des Kolbens bzw. des Kolbenbolzens, um Lockerungen zu vermeiden.In Another embodiment of the invention is the closure element made of the same material from which the piston and / or the piston pin consists. This allows material tension or loosening avoid due to the same expansion coefficients. Indeed it is not excluded, material pairings with different Expansion coefficients (ie different materials) too use. When choosing materials, make sure that in the operation of the piston, the material of the closure element stronger expands as the material of the piston or the piston pin to To avoid relaxation.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, auf das diese jedoch nicht beschränkt ist, ist im Folgenden beschrieben und in der Figur gezeigt.An embodiment of the invention, to which this is not limited, is the consequences described and shown in the figure.

Mit der Bezugsziffer 1 ist ausschnittsweise ein Kolben einer Brennkraftmaschine bezeichnet der oszillierend bewegbar in einem Zylinder 2 einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. In einer Bolzenbohrung, vorzugsweise in einem Kolbenschaft oder einer Kolbennabe des Kolben 1, ist ein Kolbenbolzen 3 montiert und vorzugsweise mittels eines Sicherungsringes 4 am Kolben 1 festgelegt. Erfindungsgemäß weist der Kolben 1 ein Verschlusselement 5 auf, mit dem die Bolzenbohrung des Kolbens 1 verschlossen ist. Dieses Verschlusselement 5 ist gemäß der Figur pilzförmig gestaltet. Das bedeutet, dass die in Richtung der Wandung des Zylinders 2 weisende Oberfläche 5 gewölbt ist und im Betrieb des Kolbens in dem Zylinder 2 der Brennkraftmaschine an der Wandung des Zylinders 2 zur Anlage kommt. Außerdem weist das Verschlusselement 5 einen nicht näher bezeichneten umlaufenden Absatz auf, um Raum für den Sicherungsring 4 zu schaffen. Weiterhin reicht das pilzförmig gestaltete Verschlusselement 5 bis in eine Ausnehmung in dem Kolbenbolzen 3 hinein, wobei zwecks einfacher Einführung des Verschlusselementes 5 in dieser Ausnehmung eine Anfasung 6 vorhanden ist. Anstelle der nach außen weisenden Oberfläche 7 des Verschlusselementes 5 ist es auch denkbar, dass die Oberfläche des Verschlusselementes 5 bündig nach der Montage mit der Oberfläche des Kolbens 1 abschließt. Ebenso ist es nicht zwangsweise erforderlich, dass das Verschlusselement 5 über die Stirnseite des Kolbenbolzens 3 in Richtung der Kolbenhubachse hineinreicht, sondern lediglich die Öffnung, die der Kolben 1 nach Außen durch die Bolzenbohrung aufweist, verschlossen wird. Das bedeutet, dass das Verschlusselement 5 nur an dem Kolben 1 befestigt ist oder nur an dem Kolbenbolzen 3 befestigt ist oder sowohl an dem Kolben 1 als auch an dem Kolbenbolzen 3 befestigt ist, wobei die Befestigung durch geeignete Maßnahmen und/oder Mittel durch Kraft- und/oder Formfluss erfolgt.With the reference number 1 is a detail of a piston of an internal combustion engine called the oscillating movable in a cylinder 2 an internal combustion engine is arranged. In a pin bore, preferably in a piston stem or piston hub of the piston 1 , is a piston pin 3 mounted and preferably by means of a retaining ring 4 on the piston 1 established. According to the invention, the piston 1 a closure element 5 on, with which the bolt bore of the piston 1 is closed. This closure element 5 is mushroom-shaped according to the figure. That means that towards the wall of the cylinder 2 pointing surface 5 is curved and in the operation of the piston in the cylinder 2 the internal combustion engine on the wall of the cylinder 2 comes to the plant. In addition, the closure element 5 an unspecified circumferential shoulder on space for the retaining ring 4 to accomplish. Furthermore, the mushroom-shaped closure element extends 5 into a recess in the piston pin 3 in, for ease of insertion of the closure element 5 in this recess a chamfer 6 is available. Instead of the outward facing surface 7 of the closure element 5 It is also conceivable that the surface of the closure element 5 flush with the surface of the piston after assembly 1 concludes. Likewise, it is not necessarily required that the closure element 5 over the front side of the piston pin 3 extends in the direction of the piston stroke axis, but only the opening, which is the piston 1 has to the outside through the pin hole, is closed. This means that the closure element 5 only on the piston 1 is attached or only on the piston pin 3 is attached or both to the piston 1 as well as on the piston pin 3 is fastened, wherein the attachment by suitable measures and / or means by force and / or shape flow takes place.

Die Montage des erfindungsgemäßen Verschlusselementes 5 erfolgt bei der in der Figur gezeigten Konstruktion beispielsweise wie folgt. Nachdem der Kolbenbolzen 3 in die Bolzenbohrung des Kolbens 1 eingesetzt worden ist, wird er mit dem Sicherungsring 4 in an sich bekannter Weise festgelegt. Anschließend erfolgt der Verschluss der Bolzenbohrung mittels des Verschlusselementes 5, welches mittels Presssitz an dem Kolbenbolzen 3 und der Bolzenbohrung des Kolbens 1 festgelegt ist. Bei der nach außen weisenden (gewölbten) Oberfläche 7 ist deren Scheitelpunkt auf den Durchmesser des Zylinders 2 abgestimmt, wobei der Außendurchmesser des Kolbens im Bereich des Scheitelpunktes auch kleiner sein kann als der Durchmesser des Zylinders 2. Abschließend sei erwähnt, das die nach außen weisende Oberfläche 7 des Verschlusselementes 5 eben (in Form eines Zylinderabschnittes) oder gewölbt (in Form eines Kugelabschnittes) oder in einer sonstigen geeigneten geometrischen Form ausgebildet sein kann.The assembly of the closure element according to the invention 5 takes place in the construction shown in the figure, for example, as follows. After the piston pin 3 into the pin bore of the piston 1 has been used, he is using the circlip 4 determined in a conventional manner. Subsequently, the closure of the pin bore by means of the closure element takes place 5 , which by means of press fit on the piston pin 3 and the bolt bore of the piston 1 is fixed. In the outward facing (curved) surface 7 its vertex is on the diameter of the cylinder 2 matched, wherein the outer diameter of the piston in the region of the vertex may also be smaller than the diameter of the cylinder 2 , Finally, it should be mentioned that the outward-facing surface 7 of the closure element 5 may be flat (in the form of a cylindrical section) or curved (in the form of a spherical section) or in any other suitable geometric shape.

11: Kolbenpiston
22: Zylindercylinder
33: Kolbenbolzenpiston pin
44: Sicherungsringcirclip
55: Verschlußelementclosure element
66: Anfasungchamfer
77: nach außen weisende Oberflächeto Outside pointing surface
88th: Kolbenhubachsepiston stroke

Claims

Piston ( 1 ) in a cylinder ( 2 ) of a two-stroke internal combustion engine is arranged to oscillate, with a pin bore for receiving a piston pin ( 3 ), characterized in that the pin bore used in piston pin ( 3 ) of a closure element ( 5 ) is covered.

Piston ( 1 ) according to claim 1, characterized in that means are provided which connect the closure element ( 5 ) in the pin hole.

Piston ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the closure element ( 5 ) in the pin bore and / or the piston pin ( 3 ) is pressed.

Piston in ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the piston pin ( 3 ) frontally a recess for receiving the closure element ( 5 ) having.

Piston ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the frontal recess in the piston pin ( 3 ) a chamfering ( 6 ) having.

Piston ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the direction of a wall of the cylinder ( 2 ) facing surface ( 7 ) of the closure element ( 5 ) is arched.

Piston ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the direction of a wall of the cylinder ( 2 ) facing surface ( 7 ) of the closure element ( 5 ) is just.

Piston ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the closure element ( 5 ) is mushroom-shaped.

Piston ( 1 ) after one of the preceding ones Claims, characterized in that the closure element ( 5 ) consists of the same material from which the piston ( 1 ) and / or the piston pin ( 3 ) consists.

Piston ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the piston ( 1 ) is designed for use in slot-controlled two-stroke engines.