DE1025672B - Hohler Kolbenbolzen - Google Patents

Description

• Hohler Kolbenbolzen Die hohlen Bolzen, wie sie in Kolben für' hochbelastete Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, benutzt werden, sind in der Regel aus Schwermetall- oder Eisenlegierungen angefertigt. Die hohen mechanischen Anforderungen, die an sie gestellt werden, bedingen eine sorgfältige Auswahl des Werkstoffes und eine vorsichtige Dimensionierung, die ausreichen sollte, um den auftretenden. Biegungs-und Torsionskräften zu widerstehen. Obgleich technische Vorschriften für die Wahl der Bolzenabmessungen festgesetzt sind, :hat sich gezeigt, daß Bolzen, die nach diesen Richtlinien hergestellt werden, im Betrieb: gebrochen sind. Diese Brüche treten in ganz bestimmten Zonen, nämlich zwischen den Auflageflächen in den Bolzenaugen einerseits und der Auflage im Pleuelauge andererseits, auf und zeigen sich als Risse an. Die daselbst wirksamen hohen Spannungsspitzen und die gesamte wirkliche Spannungsverteilung lassen sich eindeutig nicht durch Rechnung oder in anderer Weise vorausbestimmen, weil sie durch das Zusammenwirken einer Anzahl Faktoren, wie z. B. durch die Schmierverhältnisse, die Größe des Zünddruckes und des Zündzeitpunktes sowie auch durch die Oberflächenbeschaffenheit und die Warmbehandlungsart des. Bolzens nebst anderen derartigen Größen bedingt sind. Gerade aber die Kenntnis der Spannungsverteilung ist für die Bemessung des Bolzens. von entscheidender Bedeutung, da, die Spannungshöchstwerte sich an bestimmten Stellen ausbilden, die die unter Zugrundelegung des Zünddruckes errechneten Spannungswerte offenbar weit übersteigen.
• Um einerseits der Gefahr des Auftretens dieser Dauerbruchanrisse zu begegnen. und andererseits die Wandstärke des Bolzens, nicht übermäßig dick wählen zu müssen, um hierdurch den Kolbenbolzen, nicht unnötig schwer auszuführen, ist bereits vorgeschlagen worden" die an, den Dauerbruchrissen gefährdeten Zonen durch Abstützungen im. Innern, wie z. B. durch Scheiben, Ringe oder Stege, zu sichern,. Derartige Versteifungsglieder könnten z. B. durch Einpressen und Verschweißen im Bolzeninnern in den in Frage kommenden Ouerschnittsebenen befestigt werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Stützglieder der vorerwähnten, Art nicht von außen nachträglich einzubringen, sondern mit dem Bolzenhohlkörper aus einem Stück bestehen zu lassen; hierdurch würde normalerweise die Anfertigung solcher Kolbenbolzen schwierig, weil ja der Raum (bzw. die Räume) zwischen den einzelnen Versteifungselementen hohl bleiben muß, da das Gewicht des Kolbenbolzens nicht unnötig bzw. unerlaubt groß werden soll.
• Erfindungsgemäß werden, daher die hohlen Kolbenbolzen mit zwei oder mehreren Versteifungswänden aus zwei oder mehreren Doppelnäpfchen. oder zwei Schalen mit Versteifungen aufgebaut, die in vertikaler oder horizontaler Ebene stumpf zusammengeschweißt sind.
• Es ist an sich bereits bekannt, einen hohlen Kolbenbolzen aus zwei Teilen aufzubauen. Jeder dieser Teile ist becherartig ausgebildet und mit seinem Boden an( dien des anderen stumpf angeschweißt, so daß ein Steg im Bolzen. entsteht. Der Bolzen erfährt :hierdurch eine Verstärkung in der Mitte, nicht aber an den spannungsrißgefährdeten Stellen.
• Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele. Sie zeigt Teile eines Kolbenbolzens und auch den aus diesen gefertigten ganzen Kolbenbolzen im Längsschnitt bzw. in perspektivischer Darstellung.
• Die Abb. 1 und 2 lassen zwei Doppelnäpfchen a und b erkennen, die je eine Zwischenwand c und d aufweisen. Die beiden Doppelnäpfchen a und b werden zusammengeschweißt und, ergeben dien fertigen Kolbenbolzen e der Abb. 3. Die Wände c und d befinden sich bei diesem Kolbenbolzen in den Bereichen der Dauerbruchanrisse.
• Der Kolbenbolzen kann auch aus drei oder mehreren derartigen Doppelnäpfchen angefertigt werden. Ein derartiger Aufbau ist dann erforderlich, wenn. die Festigkeit noch weiter erhöht werden, soll und dementsprechend die Zahl der' Stützglieder im Innern dies Bolzens vergrößert werden, muß.
• Die Abb:. 4 zeigt zwei Schalenhälften. f und g mit Ha,lb,wa,ndstegeni h und i, die nach ihrem Zusammenschweißen, den, fertigen Koilbenbolzen h der Abb. 5 liefern.
• Sowohl die Doppelnäpfchen als. auch: die Schalen, körper können .durch spangebende Bearbeitung aus Vollmaterial, wie z. B. aus Stangenabschnitten,, hergestellt werden. Es besteht aber auch die, Möglichkeit, durch die Anwendung des Warmpressens oder, Kaltfließpressens die Doppelnäpfchen bzw. Schalenteile herzustellen. Die letzteren mit zwei oder mehreren Versteifungswänden lassen sich vorteilhaft auch durch Gießen erlangen. Wesentlich ist in jedem Falle, daß die Teilstücke, aus welchen der Kolbenbolzen durch Zusammenschweißen entsteht, einstückig mit den Versteifungswänden hergestellt sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Hohler Bolzen für Kolben von hochbelasteten Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, der an den durch Dauerbruchrisse gefährdeten Zonen (nämlich zwischen: den. Auflageflächen in den Bolzenaugen einerseits und der Auflage im Pleuelauge andererseits) im Innern durch Stege oder Wände versteift ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Bolzens zwei oder mehrere Doppelnäpfchen (a, b) oder zwei Schalen (f, g) mit Versteifungen (c, d, h, i) dienen, die in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Balzens oder in einer Ebene durch die Längsachse durch Schweißen miteinander verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 657 468; USA.-Patentschrift Nr. 1887 964.