(57)【要約】  本発明は、上側の半部（３７）と下側の半部（３８）とから成る六角穴付きねじ（６）により互いに結合されている上側部分（４）と下側部分（５）とから成る、内燃機関のための組立形のピストン（１）に関する。六角穴付きねじ（６）の上側の半部（３７）の雄ねじ山（３９）は、下側のねじ半部（３８）の雄ねじ山（４０）と同じ方向で形成されており、下側のねじ半部（３８）の雄ねじ山（４０）よりも大きなリード角を有している。その際、両雄ねじ山（３９，４０）のリード角の差から得られる総ピッチ角は極めて僅かであり、ねじ結合部の大きな強度のために貢献する。
2008503676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のための組立形のピストン（１）であって、
−ピストントップ（７）を形成する上側部分（４）が設けられており、該上側部分（４）が、
＝ピストントップとは反対側の下面に配置され、ピストン長手方向軸線（３１）に対して回転対称に環状に延びる切欠き（２０）と、
＝下面にかつピストン長手方向軸線（３１）に対して同軸的に配置され、雌ねじ山（３３）を備えた盲孔（３２）とを有しており、
−さらに下側部分（５）が設けられており、該下側部分（５）が、
＝下面に互いに間隔を置いて配置され、それぞれ１つのボス孔（３，３′）を備えた２つのピンボス（２７，２７′）と、
＝ピンボス（２７，２７′）を互いに結合するスカートエレメント（４１，４１′）と、
＝上面に配置され、ピストン長手方向軸線（３１）に対して回転対称に環状に延び、上側部分（４）の切欠き（２０）と相俟って内側の冷却通路（２２）を形成する切欠き（２１）と、
＝上面にかつピストン長手方向軸線（３１）に対して同軸的に配置され、ねじ山（３５）を備えた貫通孔（３４）とを有しており、
−上側部分（４）と下側部分（５）とが六角穴付きねじ（６）により互いに結合されており、六角穴付きねじ（６）が、それぞれ１つの雄ねじ山（３９，４０）を備えた上側の半部（３７）と下側の半部（３８）とから成っており、両雄ねじ山（３９，４０）が、上側のねじ半部（３７）の雄ねじ山（３９）が盲孔（３２）内に螺入可能であり、下側のねじ半部（３８）の雄ねじ山（４０）が貫通孔（３４）内に螺入可能であり、かつ上側のねじ半部（３７）の雄ねじ山（３９）の直径が、上側のねじ半部（３７）が障害なく貫通孔（３４）を通過し得る寸法の分だけ、下側のねじ半部（３８）の雄ねじ山（４０）の直径よりも小さいように形成されている
形式のものにおいて、
−上側のねじ半部（３７）の雄ねじ山（３９）が、下側のねじ半部（３８）の雄ねじ山（４０）と同じ方向で形成されており、
−上側のねじ半部（３７）の雄ねじ山（３９）が、下側のねじ半部（３８）の雄ねじ山（４０）よりも大きなリード角を有している
ことを特徴とする、内燃機関のための組立形のピストン。
【請求項２】
ピストン下側部分（５）が切欠き（２１）の領域（４３）で、該領域（４３）が皿ばね状に弾性変形可能であるように薄壁に形成されている、請求項１記載の組立形のピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の、内燃機関のための組立形のピストンに関する。
【０００２】
独国特許出願公告第２２１２９２２号明細書から、上側部分と下側部分とから成る組立形のピストンが公知である。両ピストン部分は、ボルト頭とボルト軸部とから成る六角穴付きねじにより互いに結合されている。その際、ボルト頭は、ボルト軸部とは反対方向の雄ねじ山を有している。一般に、ねじ結合部の強度は、ねじ山のリード角が小さければ小さいほど大きく、この点に関して決定的な意味を有するリード角は、上記背景技術から公知のねじ結合部の場合、反対方向の両雄ねじ山のリード角の合計から得られるので、このねじ結合部は極めて低い強度を有している。
【０００３】
背景技術のこの欠点を回避する、すなわち組立形のピストンの上側部分と下側部分との間の持続的に強いねじ結合部を形成することが、本発明の課題である。
【０００４】
この課題は、主請求項の特徴部に記載した特徴により解決される。その際、２つの半部から成るねじ山を備えた六角穴付きねじが使用され、そのねじ山は同じ方向で形成されており、それぞれ異なるリード角を有している。その結果、その際にねじ結合部の強度にとって決定的な意味を有するリード角は、両ねじ山半部のリード角の差から求められることができる。この差は極めて僅かであり、その結果、それによりねじ結合部の相対的に大きな強度が得られる。
【０００５】
本発明の有利な構成は従属請求項の対象である。その際、ねじ山を備えた貫通孔を取り巻く領域は薄壁に形成されている。それゆえ、この領域は皿ばね状に弾性的であり、貫通孔内への六角穴付きねじの螺入時に変形し、それによりねじ結合部に対して、その強度を高める予圧を生ぜしめる。
【０００６】
本発明の一実施例について以下に図面を参照しながら説明する。図面は、上側の部分と下側の部分とから成る組立形のピストンを、２つの半図から成る断面図で示し、両半図はそれぞれピストンの、９０°ずらされた２つの縦断面を示す。
【０００７】
図面は組立形のピストン１を断面図で示す。左半図は、ボス孔３の長手方向軸線２に沿ったピストン１の断面を示し、右半図は、左半図に対して９０°ずらされたピストン１の断面を示す。ピストン１は上側部分４と下側部分５とから成る。両部分４，５は、中央に配置された六角穴付きねじ６により、六角穴付きねじ６の六角穴４２がピストン内面に位置するようにして互いに結合されている。
【０００８】
ピストン１の上側部分４および下側部分５は有利には鍛造鋼から製作される。ただし、上側部分４を鋼から製作し、下側部分５をアルミニウムから製作するもしくは上側部分４を鍛造アルミニウムから製作し、下側部分を鋳造アルミニウムから製作することも可能である。
【０００９】
円筒形の上側部分４はピストントップ７を形成する。ピストントップ７には回転対称の燃焼室８が凹設されている。上側部分４の、半径方向外側に位置する周面は、図示しないピストンリングを収容するための３つのリング溝１０，１１，１２を有するリング部９として形成されている。上側部分４の、ピストントップ７とは反対側の下面は、半径方向外側に、環状に延びる切欠き１３を有している。切欠き１３は、下側部分５の、ピストントップ側の相応の切欠き１４と相俟って、リング状の外側の冷却通路１５を形成する。冷却通路１５は半径方向外側で、ピストントップ７に一体成形されたリング壁２９により画定される。
【００１０】
半径方向内側で、外側の冷却通路１５は１つには、上側部分４の下面に配置されたリングフランジ１６により画定され、もう１つには、下側部分５の上面に配置されたリングリブ１７により画定されている。その際、ピストン１の上側部分４および下側部分５はリングフランジ１６およびリングリブ１７を介して重なり合わせに載置されている。その際、リングフランジ１６は第１の載置面１８を有し、リングリブ１７は第２の載置面１９を有している。両載置面１８，１９を介して、リングフランジ１６およびリングリブ１７は互いに接触している。
【００１１】
リングフランジ１６の半径方向内側には、上側部分４の下面に、環状に延びる別の切欠き２０が設けられている。切欠き２０は、下側部分５の上面に凹設された別の相応の切欠き２１と相俟って、内側のリング状の冷却通路２２を形成する。その際、外側の冷却通路１５はオイル流入開口２３を介してピストン内室２４に接続され、かつオイル通路２５を介して内側の冷却通路２２に接続されている。オイル流出開口２６を介して、内側の冷却通路２２はピストン内室２４に接続されている。ピストン１の冷却のために、オイルが、図示しないオイル流入開口を介して外側の冷却通路１５内に噴射され、しばらくの後、オイル通路２５を介して内側の冷却通路２２内に到達し、オイル流出開口２３，２６を介して再びピストン内室２４内に還流する。
【００１２】
ピストン１の下側部分５は、互いに対向して位置し、断面で見て台形の２つのピンボス２７，２７′から成り、ピンボス２７，２７′はそれぞれ１つのピン孔３，３′を有している。ピンボス２７，２７′は、両者間に（図示されていない）コンロッドの上側部分がスペースを見出せるように互いに間隔を置いて配置されている。さらに下側部分５は、ピンボス２７，２７′を互いに結合するスカートエレメント４１，４１′を有している。ピストントップ側に、下側部分５は半径方向外側に、環状に延び、断面で見て方形のカラー２８を有している。カラー２８は、リング壁２９の、ピストントップとは反対側の端面の半径方向内側に配置された切欠き３０内に嵌合する。その結果、ピストン１の組立時、下側部分５はカラー２８および切欠き３０を介してガイドされ、上側部分４に対して相対的にセンタリングされる。
【００１３】
下側部分５の、ピストントップ側の表面には、半径方向内側に向かって、カラー２８に続いて、上側部分４の切欠き１３と相俟って外側の冷却通路１５を形成する切欠き１４と、リングリブ１７と、上側部分４の別の切欠き２０と相俟って内側の冷却通路２２を形成する別の切欠き２１とが並んでいる。その際、切欠き２１は、薄壁の領域４３がピストン内室２４と切欠き２１との間に生じるようにピストン下側部分５に凹設されている。この薄壁の領域４３は皿ばね状に弾性的に形成されている。
【００１４】
ピストン１の長手方向軸線３１に対して同軸的に、ピストントップ７の下面に、雌ねじ山３３を備えた盲孔３２が穿設され、下側部分５の上面、すなわち弾性変形可能な領域４３に、雌ねじ山３３と同じ方向のねじ山３５を備えた貫通孔３４が穿設されている。その際、雌ねじ山３３のリード角はねじ山３５のリード角よりも大きい。それに加えて、盲孔３２の内径は、１／２ｍｍ〜１ｍｍの分だけ貫通孔３４の内径よりも小さい。
【００１５】
上側の半部３７と下側の半部３８とから成る六角穴付きねじ６を用いて、上側部分４は下側部分５に螺設される。その際、上側のねじ半部３７は、盲孔３２内に螺入可能な直径および雄ねじ山３９を有しており、下側のねじ半部３８は、貫通孔３４内に螺入可能な直径および雄ねじ山を有している。その結果、上側のねじ半部３７の直径は、１／２ｍｍ〜１ｍｍの分だけ下側のねじ半部３８の直径よりも小さく、かつ上側のねじ半部３７の雄ねじ山３９は、下側のねじ半部３８の雄ねじ山よりも大きなリード角を有している。
【００１６】
ピストン１の上側部分４を下側部分５に螺設するにあたり、六角穴付きねじ６はその下側の半部３８の雄ねじ山４０を介してまず下方から、六角穴付きねじ６の上側の半部３７が貫通孔３４から突出するまで貫通孔３４内に螺入される。引き続いて、上側部分４は下側部分５上に、ピストン１の上側部分および下側部分が所定の位置に互いに配置され、六角穴付きねじ６の上側の半部３７の雄ねじ山３９が上側部分４の盲孔３２と接触するように載置される。六角穴付きねじ６をさらに回すと、ねじ６の上側の半部３７の雄ねじ山３９のリード角が、ねじ６の下側の半部３８の雄ねじ山４０のリード角よりも大きいために、上側部分４の第１の載置面１８は、ねじ６の下側の半部３８の雄ねじ山４０が完全に貫通孔３４のねじ山３５内に螺入されるよりも早く、下側部分５の第２の載置面１９に当接する。
【００１７】
その際、ピストン１の上側部分および下側部分は孔３２，３４の近傍の領域で、ここでねじ締めによる強制なしには隙間が上側部分と下側部分との間に生じるように形成されている。上側部分と下側部分とを締め合わせる際に、面１８，１９が互いに接触した後、ねじ６に及ぼされるトルクが高められると、それにより、皿ばね状の領域４３の変形が生じる。この変形はピストンの上側部分と下側部分との間の隙間の縮小に至ると共に、変形された領域４３からねじ結合部に及ぼされる予圧に至り、このことは本発明によるねじ結合部の固化を必然的に伴う。
【００１８】
ねじ結合部の強度のさらなる改善は、ねじ山のリード角が小さければ小さいほど、ねじの、ねじ結合部のゆるみを阻止する自縛作用が大きくなることにより得られる。本発明によるねじ結合部においてこの点に関して決定的な意味を有するリード角は、盲孔３２の雌ねじ山３３と貫通孔３４のねじ山３５との間もしくは六角穴付きねじ６の上側の半部３７の雄ねじ山３９と下側の半部３８の雄ねじ山４０との間のリード角の差から求められることができる。この差は極めて僅かであり、このことは本発明によるねじ結合部の強度のさらなる改善を生ぜしめる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】上側の部分と下側の部分とから成る組立形のピストンの、９０°ずらされた２つの半図から成る縦断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  ピストン
２  長手方向軸線
３，３′  ボス孔
４  上側部分
５  下側部分
６  六角穴付きねじ
７  ピストントップ
８  燃焼室
９  リング部
１０，１１，１２  リング溝
１３，１４  切欠き
１５  外側の冷却通路
１６  リングフランジ
１７  リングリブ
１８  第１の載置面
１９  第２の載置面
２０，２１  切欠き
２２  内側の冷却通路
２３  オイル流出開口
２４  ピストン内室
２５  オイル通路
２６  オイル流出開口
２７，２７′  ピンボス
２８  カラー
２９  リング壁
３０  切欠き
３１  ピストン１の長手方向軸線
３２  盲孔
３３  盲孔３２の雌ねじ山
３４  貫通孔
３５  貫通孔３４のねじ山
３７  六角穴付きねじ６の上側の半部
３８  六角穴付きねじ６の下側の半部
３９  六角穴付きねじ６の上側の半部３７の雄ねじ山
４０  六角穴付きねじ６の下側の半部３８の雄ねじ山
４１，４１′  スカートエレメント
４２  六角穴
４３  別の切欠き２１とピストンリング内室２４との間の皿ばね状の領域
【図１】
2008503676.tif 000003
【国際調査報告】
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2008503676.tif 000005
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