DE4416120A1 - Zweiteiliger Kolben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen zwei- oder mehrteiligen Kolben nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Ein derartiger Kolben ist z. B. aus DE 34 26 238 A1 bekannt.

Dort sind Oberteil und Unterteil über zwei in Druck-Gegen­ druck-Richtung angeordnete Schrauben miteinander verbunden. Nachteil der Ausführung mit zwei Befestigungsschrauben ist es, daß sich die innere Auflagefläche des Oberteils unter Temperatur und Massenkraft stark verformt und partiell in Bolzenrichtung nicht mehr am Unterteil anliegt. Dadurch wird die Schraube und die Innenauflage von Oberteil und Un­ terteil höher beansprucht.

Bei nicht zu großen Durchmessern können Oberteil und Unter­ teil von gebauten Kolben auch nur eine einzige, zentrale Verschraubung aufweisen. Nachteil der Zentralverschraubung ist es, daß bei einem Abbau der Schraubenvorspannung durch außergewöhnliche Betriebsbedingungen, z. B. hartes Anlaufen des Feuersteges, das Bauteil insgesamt versagt.

Bei gebauten Kolben mit Zentralverschraubung ist es erfor­ derlich, den Dehnschaft der Schraube wegen der hohen Schraubenvorspannkraft dick zu gestalten. Dadurch ist bei der heute üblichen niedrigen Bauweise aus Platzgründen die günstige Auslegung von Dehnschrauben von 1/d < 5 nicht ein­ zuhalten. Die Zentralverschraubung hat zudem eine geringe Sicherheit gegen Lösen, da infolge der steilen Kraft-Weg- Kennlinie die Verformung unter der Schraubenvorspannkraft gering ist.

Weiterhin ist aus der Praxis auch eine Vielzahl von Kon­ struktionen mit vier oder mehr am Umfang verteilten Schrau­ ben bekannt.

Die Verteilung mehrerer Befestigungsschrauben am Umfang stößt jedoch häufig auf Probleme, teilweise aus Platzgrün­ den, teilweise, weil die Anordnung im Bereich des Kraft­ flusses z. B. der Nabenbohrung belastungsbegrenzend für das gesamte Bauteil wirkt. Außerdem stellt jede zusätzliche Verschraubung auch einen Kostenfaktor dar.

Der Erfindung liegt deshalb das Problem zugrunde, eine Schraubenanordnung für gebaute Kolben zu finden, die starke Verformungen der Innenauflage verhindert, in jedem Be­ triebszustand Kontakt zumindest der gesamten inneren Aufla­ gefläche zwischen Oberteil und Unterteil gewährleistet und einen ungestörten Kraftfluß im Bereich der Nabenbohrun­ gen ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anordnung der Schraub­ verbindungen nach dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptan­ spruchs.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Schraubverbindung entsteht eine verformungssteife Konstruktion, die insbeson­ dere im Bereich der inneren Auflageflächen deutliche Vor­ teile gegenüber bekannten Konstruktionen aufweist. Durch die Anzahl der Schrauben wird eine optimale Schraubenausle­ gung selbst bei niedriger Bauweise und große Sicherheit ge­ gen Versagen der Schraubenverbindung erzielt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnun­ gen dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt des Kolbens,

Fig. 2 einen Schnitt auf Höhe der Nabenbohrung nach Linie II-II.

Ein Kolbenboden 1 ist über Dehnschrauben 2, 3 und 4 mit ei­ nem Kolbenunterteil 5 verbunden. Die Schrauben sind in Druck-Gegendruck-Richtung angeordnet. Schraube 3 liegt auf der Mittelachse des Kolbens.

Die Krafteinleitung der Schrauben ins Kolbenunterteil 5 er­ folgt über Druckstücke 6.

Der Kolben weist eine innere Auflagefläche 7 und eine äuße­ re Auflagefläche 8 zwischen Ober- und und Unterteil auf.

Im Bereich der äußeren Auflagefläche 8 liegt ein geringes axiales Spiel von ca. 0,1 mm zwischen Ober- und Unterteil vor, so daß dort im unbelasteten Zustand keine Anlage er­ folgt. Im Bereich der inneren Auflagefläche wird durch die Ausgestaltung mit drei Dehnschrauben eine gegen Verformun­ gen widerstandsfähige Verbindung geschaffen.

Claims (1)

1. Zwei- oder mehrteiliger Kolben mit einem Oberteil aus einem Eisenbasiswerkstoff und einem Unterteil aus einem Alumini­ umbasiswerkstoff oder einem Eisenbasiswerkstoff, wobei das Oberteil an dem Unterteil mit Schraubverbindungen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung mit drei Schrauben (2, 3, 4) erfolgt, wo­ bei die gedachte Verbindungslinie zwischen den drei Schrau­ ben (2, 3, 4) parallel oder nahezu parallel zur Druck-Gegen­ druck-Richtung verläuft und die mittlere Schraube (3) zen­ tral in der Kolbenachse angeordnet ist.