AT3210U1

AT3210U1 - Kolben für eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: AT3210U1
Application number: AT0082198U
Authority: AT
Inventors: Robert Roithiner
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 1999-11-25

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolben (1), insbesondere aus Leichtmetall, für eine Brennkraftmaschine, mit einem einen Kolbenboden (3) und ein Kolbenhemd (4) ausbildenden gegossenen Kolbenkörper, mit einem in eine ringförmige Nut (2a) des Kolbens (1) eingesetzten Ringträger (5) zur Aufnahme zumindest eines Kolbendichtringes, wobei im Bereich der Innenseite (5a) des Ringträgers (5) ein ringförmig umlaufender Kühlkanal (10) vorgesehen ist, dessen äußere Mantelfläche (11) durch den Ringträger (5) gebildet ist. Um mit geringem Herstellungsaufwand und Platzbedarf eine gute Wärmeabfuhr vom Bereich des Ringträgers (5) zu erreichen, ist vorgesehen, daß die innere Mantelfläche (12) des Kühlkanales (10) sowie die beiden Stirnflächen (13, 14) des Kühlkanales (10) durch den gegossenen Kolbenkörper gebildet und in diesen beim Gießvorgang eingeformt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben, insbesondere aus Leichtmetall, für eine Brennkraftmaschine, mit einem einen Kolbenboden und ein Kolbenhemd ausbildenden gegossenen Kolbenkörper, mit einem in eine ringförmige Nut des Kolbens eingesetzten Ringträger zur Aufnahme zumindest eines Kolbendichtringes, wobei im Bereich der Innenseite des Ringträgers ein ringförmig umlaufender Kühlkanal vorgesehen ist, dessen äussere Mantelfläche durch den Ringträger gebildet ist.
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dem der Kühlmittelkanal in den Ringträger integriert ist. Dies erfordert allerdings einen relativ grossen Herstellungsaufwand.

Es ist auch bekannt, Kühlkanäle mit dem Kolben mitzugiessen. Ein solcher Kolben wird beispielsweise in der AT 1 919 U 1 gezeigt. Dies hat allerdings den Nachteil eines relativ hohen Platzbedarfes. Ausserdem wird durch die zwischen Ringträger und Kühlkanal ausgebildete Wand die Kühlleistung nachteilig beeinflusst.
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darf eine gute Wärmeabfuhr vom Ringträger zu erreichen.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die innere Mantelfläche des Kühlkanales sowie die beiden äusseren Stimflächen des Kühlkanales durch den gegossenen Kolbenkörper gebildet und in diesen beim Giessvorgang eingeformt sind. Dadurch wird eine gute Wärmeabfuhr vom Ringträger erreicht. Der Kühlkanal kann einfach auf giesstechnischem Wege, beispielsweise unter Verwendung eines Salzkernes, hergestellt werden.

Um eine lagegenaue Positionierung des Gusskemes und eine feste Bindung mit dem Ringträger zu erreichen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Ringträger an seiner die äussere Mantelfläche des Kühlkanales bildenden Innenseite zumindest einen Formschlussteil aufweist.

Dadurch wird erreicht, dass beim Abguss kein oder kaum Material zwischen dem Gusskern und dem Ringträger gelangt und die Kühlleistung nachteilig beeinflusst.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Formschlussteil zumindest einen in den Kühlkanal hineinragenden Vorsprung aufweist. Durch den Vorsprung wird einerseits eine formschlüssige Verbindung zwischen Gusskern und Ringträger beim Giessen erreicht, andererseits wird durch die entstehende relativ grosse Kühloberfläche am Ringträger eine entscheidende Verbesserung der Wärmeabfuhr erreicht. Ein besonders guter Formschluss zwischen Giesskern und Ringträ-
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ausgebildet ist.

Dabei kann in einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Vorsprung umlaufend ausgebildet ist. Zur weiteren Verbesserung des Formschlusses und Ver-

grösserung der Kühloberfläche kann weiters vorgesehen sein, dass der Formschlussteil entlang seines Umfanges zahnartige Aus-und Einbuchtungen aufweist.

In weiterer Ausführung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Formschlussteil durch zumindest eine, vorzugsweise durch eine Nut gebildete, Vertiefung der Innenseite des Ringträgers gebildet ist. Auch dadurch wird die Oberfläche der Innenseite des Ringträgers vergrössert, was sich vorteilhaft auf den Formschluss zwischen Gusskern und dem Ringträger sowie auf die Kühlung desselben auswirkt. Zur Erleichterung der Herstellung der Vertiefung ist es vorteilhaft, wenn der Ringträger aus zwei Ringträgerteilen besteht.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemässen Kolben in einer ersten Ausführungsform entsprechend der Linie I-I in Fig. 3 bzw. 4, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Kolben gemäss der Linie II-II in Fig. 3 bzw. 4, Fig. 3 eine Ansicht der Kolbenunterseite in Richtung der Kolbenachse, Fig. 4 einen Querschnitt durch den Kolben gemäss der Linie IV-IV in Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt durch den Kolben gemäss der Linie V-V in Fig. 3, Fig. 6 einen Schnitt durch den Kolben gemäss der Linie VI-VI in Fig. 3, Fig. 7 eine Detaildarstellung des Kolben gemäss Ausschnitt VII in Fig. 2 und Fig. 8 zeigt den erfindungsgemässen Kolben in einer zweiten Ausführungsform entsprechend der Detaildarstellung von Fig. 7.

Der Kolbenkörper des aus Leichtmetall bestehenden Kolbens 1, bestehend aus einem eine ringförmige Brennraummulde 3a formenden Kolbenboden 3 und einem einstückig mit diesem ausgeführten Kolbenhemd 4, weist im Bereich der Ringpartie 2 einen in eine ringförmige Nut 2a eingesetzten und mit dem Kolben 1 mitgegossenen Ringträger 5 auf, welcher die Nut 6 für den nicht weiter dargestellten ersten Kolbendichtring ausbildet. Mit Bezugszeichen 7 und 8 sind die Nuten im Kolben 1 zur Aufnahme des zweiten Kolbendichtringes und des Ölabstreifringes bezeichnet. Mit 9 ist ein im Kolben 1 eingesetzter Kolbenbolzen angedeutet.

Unmittelbar an den Ringträger 5 schliesst ein in den Kolben 1 eingeformte Kühlkanal 10 an, dessen äussere Mantelfläche 11 durch die Innenseite 5a des Ringträgers 5 gebildet ist. Die innere Mantelfläche 12 sowie die obere und untere Stirnfläche 13,14 werden direkt durch den Kolben 1 gebildet.

Der Kühlkanal 10 steht mit einem Eintrittskanal 15, über den Öl eingespritzt wird und einem Austrittskanal 16, über welchen das Öl in Richtung Kurbelgehäuse wieder abfliesst in Verbindung.
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Salzkem verpresst.

Um eine formschlüssige Verbindung zwischen Ringträger 5 und dem Salzkem zu erreichen, weist der Ringträger 5 einen Formschlussteil 17 an seiner Innenseite 5a auf, welcher im Ausführungsbeispiel durch mehrere am Umfang der Innenseite 5a verteilte Vorsprünge 18 gebildet ist. Die Vorsprünge 18 verbinden sich beim Pressen des Salzkemes formschlüssig mit dem

Salzkem, sodass beim Abguss selbst kein oder kaum Material zwischen den Salzkem und den
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undübereinander anzuordnen.

Die endgültige Formgebung des Formschlusses mit dem Kern muss mit dem Kolbengiessprozess entwickelt und optimiert werden.

Genauso denkbar ist es, den Formschlussteil 17 durch eine oder mehrere Vertiefungen 20 im Ringträger 5 zu bilden, wie in Fig. 8 gezeigt ist.

Um die beispielsweise als Nut ausgebildeten Vertiefungen 20 leichter herstellen zu können, kann der Ringträger 5 aus zwei Ringträgerteilen 5'und 5"bestehen, welche nach Formen der Vertiefungen 20 durch Metallschweissen zusammengefügt werden.

Mit Bezugszeichen 21 ist in Fig. 8 ein Salzkem angedeutet, der den Raum des späteren Kühlkanals 10 ausfüllt.

Neben der Erzeugung eines guten Formschlusses mit dem Salzkem hat die oberflächenvergrössemde Wirkung des Formschlussteiles 17 den Vorteil, dass die Wärmeabfuhr vom Ringträger 5 verbessert werden kann, obwohl die beschriebene Kühlkanalanordnung weniger Platz benötigt, als vergleichbare bekannte Kühlkanalanordnungen, bei denen zwischen Ringträger und Kühlkanal eine gewisse Wandstärke berücksichtigt werden muss.

Claims

ANSPRÜCHE 1. Kolben (1), insbesondere aus Leichtmetall, für eine Brennkraftmaschine, mit einem ei- nen Kolbenboden (3) und ein Kolbenhemd (4) ausbildenden gegossenen Kolbenkörper, mit einem in eine ringförmige Nut (2a) des Kolbens (1) eingesetzten Ringträger (5) zur Aufnahme zumindest eines Kolbendichtringes, wobei im Bereich der Innenseite (5a) des Ringträgers (5) ein ringförmig umlaufender Kühlkanal (10) vorgesehen ist, dessen äu- ssere Mantelfläche (11) durch den Ringträger (5) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Mantelfläche (12) des Kühlkanales (10) sowie die beiden Stirnflächen (13,14) des Kühlkanales (10) durch den gegossenen Kolbenkörper gebildet und in die- sen beim Giessvorgang eingeformt sind.
2. Kolben (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringträger (5) an seiner die äussere Mantelfläche (11) des Kühlkanales (10) bildenden Innenseite (5a) zumindest einen Formschlussteil (17) aufweist.
3. Kolben (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Formschlussteil (17) zumindest einen in den Kühlkanal (10) hineinragenden Vorsprung (18) aufweist.
4. Kolben (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (18) umlau- fend ausgebildet ist.
5. Kolben (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Formschlussteil (17) entlang seines Umfanges zahnartige Aus- und Einbuchtungen (18a, 18b) aufweist.
6. Kolben nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (18) zumindest als eine in Umfangsrichtmg angeordnete Rippe ausgebildet ist.
7. Kolben nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Form- schlussteil (17) durch zumindest eine, vorzugsweise durch eine Nut gebildete, Vertiefung 20 der Innenseite (5a) des Ringträgers (5) gebildet ist.
8. Kolben nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringträger (5) aus zwei zusammengefügten Ringträgerteilen (5', 5") besteht.