DE102007020447A1 - Kolben für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Kolben für einen Verbrennungsmotor Download PDF

Info

Publication number
DE102007020447A1
DE102007020447A1 DE102007020447A DE102007020447A DE102007020447A1 DE 102007020447 A1 DE102007020447 A1 DE 102007020447A1 DE 102007020447 A DE102007020447 A DE 102007020447A DE 102007020447 A DE102007020447 A DE 102007020447A DE 102007020447 A1 DE102007020447 A1 DE 102007020447A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
wall
piston according
pressure side
walls
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102007020447A
Other languages
English (en)
Inventor
Ralf Braig
Rainer Fischer
Peter Kemnitz
Peter Kleinle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
Priority to DE102007020447A priority Critical patent/DE102007020447A1/de
Priority to US12/008,747 priority patent/US20080264376A1/en
Priority to EP08757977A priority patent/EP2140127A1/de
Priority to CN2008800139163A priority patent/CN101668938B/zh
Priority to KR1020097022820A priority patent/KR20100016112A/ko
Priority to PCT/DE2008/000709 priority patent/WO2008131739A1/de
Priority to JP2010504443A priority patent/JP2010525220A/ja
Publication of DE102007020447A1 publication Critical patent/DE102007020447A1/de
Priority to US13/683,006 priority patent/US20130074796A1/en
Priority to JP2013218417A priority patent/JP6092071B2/ja
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/02Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/02Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion
    • F02F3/027Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion the skirt wall having cavities
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J1/00Pistons; Trunk pistons; Plungers
    • F16J1/04Resilient guiding parts, e.g. skirts, particularly for trunk pistons

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben (10) für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenboden (11), einem umlaufenden Feuersteg (12) und einer Ringnuten (14) aufweisenden umlaufenden Ringpartie (13) sowie mit einem Kolbenschaft (15), der zwei auf der Druckseite (DS) und der Gegendruckseite (GDS) des Kolbens (10) angeordnete Schaftwände (16, 17) und zwei gegenüber der Ringpartie (13) zurückgesetzte, die Schaftwände (16, 17) verbindende Kastenwände (18, 19) aufweist, wobei die Kastenwände (18, 19) mit Nabenbohrungen (22) aufweisenden Bolzennaben (21) versehen sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die auf der Druckseite (DS) angeordnete Schaftwand (16) in Umfangsrichtung des Kolbens (10) kürzer ist als die auf der Gegendruckseite (GDS) angeordnete Schaftwand (17).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenboden, einem Feuersteg und einer Ringnuten aufweisenden umlaufenden Ringpartie sowie mit einem Kolbenschaft, der zwei auf der Druckseite und der Gegendruckseite des Kolbens angeordnete Schaftwände und zwei gegenüber der Ringpartie zurückgesetzte, die Schaftwände verbindende Kastenwände aufweist, wobei die Kastenwände mit Nabenbohrungen aufweisenden Bolzennaben versehen sind.
  • Ein gattungsgemäßer Kolben ist unter der Bezeichnung MAHLE Ecoform® bekannt. Kolben dieser Bauweise werden auch als Kastenkolben bezeichnet. Bei typischen Kastenkolben sind zwei Wände des Kolbenschaftes gegenüber der äußeren Kontur des Kolbens zurückgesetzt. Die zurückgesetzten, etwas längeren Wände werden als Kastenwände bezeichnet, die beiden anderen, etwas schmäleren, nicht zurückgesetzten Wände sind die Schaftwände und weisen die eigentliche Lauffläche des Kolbenschaftes auf. In die Kastenwände sind die Bolzennaben mit den Nabenbohrungen integriert. Die Kastenwände und die Bolzennaben sind an der Unterseite des Kolbenbodens mit diesem verbunden.
  • Bei derartigen Kolben tritt häufig das Problem auf, dass die beim Betrieb einwirkende Spannung im Bolzennabenbereich und im Bereich der Anbindung der Kastenwände an die Unterseite des Kolbenbodens so groß ist, dass im Bereich der Bolzennaben und an der Kolbenbodenunterseite Risse auftreten können, die sich im Extremfall durch den gesamten Kolbenboden erstrecken können und auch die Schaftwände in Mitleidenschaft ziehen können.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, diese Spannungen deutlich zu reduzieren. Als Nebeneffekt ist es außerdem immer erwünscht, einen Kolben leichter zu machen, d. h. das Kolbengewicht und damit die zu bewegende Masse zu reduzieren.
  • Die Lösung der Aufgabe besteht in einem Kolben mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die auf der Druckseite angeordnete Schaftwand im Umfangsrichtung des Kolbens kürzer ist als die auf der Gegendruckseite angeordnete Schaftwand.
  • Eine Druckseite und eine Gegendruckseite wird deswegen unterschieden, weil immer dann, wenn bei der Zündung im Brennraum der entstehende Gasdruck auf den Kolbenboden wirkt, der Kolben durch das schrägstehende Pleuel zur Seite gedrückt oder gekippt wird, mit der Folge, dass eine der beiden Schaftwände mit ihrer Lauffläche gegen die innere Wandung der Zylinderbohrung gedrückt wird. Diese Schaftwand wird als auf der Druckseite angeordnete Schaftwand bezeichnet.
  • Für den Fachmann überraschend wurde nun experimentell festgestellt, dass bei einer solchen erfindungsgemäßen Konstruktion kaum noch Risse im Bereich der Bolzennaben bzw. im Bereich der Abstützungen der Kastenwände an der Unterseite des Kolbenbodens auftreten.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Abstand derjenigen Kastenwandabschnitte, die die Bolzennaben mit der an der Gegendruckseite angeordneten Schaftwand verbinden, im Bereich der Bolzennaben kleiner ist als im Bereich der Schaftwand. Dabei kann die Anbindung der Kastenwandabschnitte an die an der Gegendruckseite angeordnete Schaftwand bogenförmig, gerade, S-förmig, U-förmig, konvex oder konkav ausgebildet sein. Mit dieser vorteilhaften Ausführungsform wird die Gefahr von Rissbildungen in den Kastenwänden und ggf. in den Schaftwänden weiter verringert.
  • Demgegenüber ist es von Vorteil, wenn der Abstand derjenigen Kastenwandabschnitte, die die Bolzennaben mit der an der Druckseite angeordneten Schaftwand verbinden, im Bereich der Bolzennaben gleich oder größer ist als im Bereich der Schaftwand. Das bedeutet, dass die betreffenden Kastenwandabschnitte von den Bolzennaben zur Schaftwand hin entweder parallel zueinander verlaufen oder aufeinander zu verlaufen. Auch dadurch wird die Gefahr von Rissbildungen in den Kastenwänden und ggf. in den Schaftwänden weiter verringert.
  • Die an der Druckseite angeordnete Schaftwand kann in ihrem mittigen Bereich dünner ausgebildet sein als in ihren den Kastenwänden zugeordneten Randbereichen. Dies kann bspw. soweit gehen, dass die an der Druckseite angeordnete Schaftwand in ihrem mittigen Bereich um bis zu 50% dünner ausgebildet ist als in ihren den Kastenwänden zugeordneten Randbereichen. Damit wird eine erhebliche Gewichtsersparnis erzielt, womit eine erhebliche Reduzierung der bewegten Masse des erfindungsgemäßen Kolbens einhergeht.
  • Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Zunahme der Dicke der Schaftwand von ihrem mittigen Bereich zu ihren äußeren Bereichen stetig verläuft. Dadurch werden die Spannungsbelastungen gleichmäßig auf die Schaftwand verteilt.
  • Zumindest die auf der Druckseite angeordnete Schaftwand kann zumindest im Bereich ihrer Außenmantelfläche eine stärkere Krümmung aufweisen als die Ringpartie, d. h. sie kann eine größere Ovalität aufweisen als die Ringpartie. Auch durch diese Maßnahme kann die Elastizität des erfindungsgemäßen Kolbens im Bereich des Kolbenschaftes erhöht werden.
  • Eine zusätzliche vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Kastenwände im Bereich ihrer Anbindung an der Unterseite des Kolbenbodens in einem Abstand zueinander verlaufen, der annährend dem Abstand der inneren Bolzennabenkanten im Nabenzenit entspricht. Diesbezügliche Versuche haben ergeben, dass damit die strukturelle Steifigkeit des erfindungsgemäßen Kolbens noch weiter verbessert wird.
  • Ferner können die Kastenwände in Richtung ihrer Anbindung an der Unterseite des Kolbenbodens einen spitzen Winkel einschließen. Eine bevorzugte Weiterbildung dieses Merkmals besteht darin, dass jede Kastenwand mit der Längsachse des Kolbens einen Winkel von 5° bis 30° bildet. Damit kann ein größeres Volumen der Hochgießung erzielt werden, d. h. in die Gießform für den erfindungsgemäßen Kolben können größere Kerne als bisher eingesetzt werden, die sich besonders weit in Richtung der Unterseite des Kolbenbodens erstrecken. Dies bewirkt, dass der Kolbenboden des erfindungsgemäßen Kolbens deutlich dünner als bisher ausgebildet werden kann. Damit kann eine beachtliche Gewichtsreduzierung, bspw. um bis zu 10% bis 15% gegenüber dem Stand der Technik erzielt werden. Schließlich kann die Dicke der Kastenwände 18, 19 im Vergleich zu den im Stand der Technik bekannten Kolben zusätzlich um bis zu 100% verringert werden, womit nochmals eine ganz erhebliche Gewichtsersparnis einhergeht.
  • Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kolbens sieht vor, dass die Kastenwände in ihrem untern Bereich in Richtung ihrer freien Unterkanten eine gleichmäßige oder eine nach unten -in Richtung Ölraum- stetig zunehmende Wanddicke aufweisen. Außerdem können die Kastenwände zu den Schaftwänden hin stetig zunehmen Das bedeutet, dass der bisher übliche Bund bzw. die bisher übliche Verdickung an der Unterseite der Kastenwände verzichtbar ist. Dabei wurde unter der Belastung im Betrieb eine gleichmäßigere und harmonischere Spannungsverteilung sowohl in den Kastenwänden als auch in den Schaftwänden beobachtet. Mit dieser bevorzugten Ausgestaltung kann somit die Gefahr von Rissbildungen in den Kastenwänden bzw. in den Schaftwänden noch weiter verringert werden.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbens zeichnet sich dadurch aus, dass Rippen vorgesehen sind, welche die Nabenbohrungen seitlich begrenzen und welche sich vom unteren Bereich der Ringpartie bis mindestens zur Oberkante der Nabenbohrung erstrecken. Dadurch wird trotz der erfindungsgemäß erzielten höheren Elastizität bzw. Gewichtsreduzierung eine besonders vorteilhafte Versteifung der Struktur des erfindungsgemäßen Kolbens im Nabenbereich erzielt. Die Rippen können sich hierbei bis zur horizontalen Mittelachse der Nabenbohrung erstrecken. Die Rippen verlaufen ferner bevorzugt gerade oder bogenförmig, so dass die Ausbildung von Stufen, die eine ungleichmäßige Spannungsverteilung fördern könnten, vermieden wird.
  • Der erfindungsgemäße Kolben kann aus einer Leichtmetalllegierung, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung, hergestellt sein. Besonders geeignet ist bspw. eine auf Aluminium basierende MAHLE® Legierung vom Typ M124, M138, M142, M145 bis M174+.
  • Der erfindungsgemäße Kolben ist insbesondere zum Einsatz in hoch belasteten Ottomotoren geeignet.
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung:
  • 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbens im Schnitt entlang der Linie I-I in 2;
  • 2 den Kolben gemäß 1 in einer Ansicht in Richtung des Pfeils P in 1, um einige Winkelgrade gekippt;
  • 3 den Kolben gemäß 1 in einer Seitenansicht auf eine Schaftwand;
  • 4 den Kolben gemäß 1 im Schnitt entlang der Linie IV-IV in 2 zusammen mit einer schematisch angedeuteten Wandung einer Zylinderbohrung.
  • Die 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens 10, der vorzugsweise für den Einsatz in Ottomotoren geeignet ist. Der Kolben 10 weist in an sich bekannter Weise einen mit einer Verbrennungsmulde 11a versehenen Kolbenboden 11 sowie einen umlaufenden Feuersteg 12 und eine umlaufende Ringpartie 13 mit Ringnuten 14 auf.
  • Der Kolben 10 weist ferner einen Kolbenschaft 15 auf, der an der Unterseite 11b des Kolbenbodens 11 angebunden ist. Der Kolbenschaft 15 wiederum weist zwei auf der Druckseite (DS) und der Gegendruckseite (GDS) des Kolbens 10 angeordnete Schaftwände 16, 17 und zwei gegenüber der Ringpartie 13 zurückgesetzte, die Schaftwände 16, 17 verbindende Kastenwände 18, 19 auf. Die Außenumfangsfläche jeder Schaftwand 16, 17 stellt eine Lauffläche des Kolbenschaftes 15 dar. Jede Kastenwand 18, 19 weist eine mit einer Nabenbohrung 22 versehene Bolzennabe 21 auf. Dadurch wird jede Kastenwand 18, 19 in jeweils zwei Kastenwandabschnitte 18a, 18b bzw. 19a, 19b unterteilt. Der Kolben 10 ist im Ausführungsbeispiel aus einer der Aluminium basierenden MAHLE® Legierung vom Typ M124, M138, M142, M145 bis M174+ hergestellt.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die auf der Druckseite (DS) angeordnete Schaftwand 16 in Umfangsrichtung des Kolbens 10 kürzer ist als die auf der Gegendruckseite (GDS) angeordnete Schaftwand 17. Das bedeutet, dass die Schaftwände 16, 17 in erfinderischer Art und Weise asymmetrisch ausgebildet sind. Dadurch wird in für den Fachmann überraschender Weise die Rissbildung insbesondere im Bereich der Bolzennaben 21 und im Bereich des Kolbenbodens 11 verringert, welche experimentell festgestellt werden konnte.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Kastenwandabschnitte 18a, 19a, welche die Bolzennaben 21 mit der auf der Druckseite (DS) angeordneten Schaftwand 16 verbinden, parallel zueinander. Sie können aber auch aufeinander zu verlaufen, d. h. der Abstand der Kastenwandabschnitte 18a, 19a kann im Bereich der Bolzennaben 21 größer sein als im Bereich der Schaftwand 16 (nicht dargestellt).
  • Die Schaftwand 16 kann sichelförmig ausgebildet sein, wie es in 2 strichpunktiert angedeutet ist. Das heißt, dass die Schaftwand 16 in ihrem mittigen Bereich im Querschnitt dünner ausgebildet ist als in ihren Randbereichen, welche in die Kastenwandabschnitte 18a, 19a übergehen. Diese Querschnittreduzierung kann bis zu 50% bezogen auf den Querschnitt der Randbereiche betragen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft die Änderung der Dicke der Schaftwand 16 von ihrem mittigen Bereich zu ihren Randbereichen stetig, d. h. es sind keine Stufen vorhanden, die eventuell eine ungleichmäßige Spannungsverteilung in der Schaftwand 16 hervorrufen könnten.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Kastenwandabschnitte 18b, 19b, welche die Bolzennaben 21 mit der an der Gegendruckseite (GDS) angeordneten Schaftwand 17 verbinden, von den Bolzennaben 21 zur Schaftwand 17 in etwa trapezförmig nach außen. Die Anbindung der Kastenwandabschnitte 18b, 19b an die an der Gegendruckseite (GDS) angeordnete Schaftwand 17 kann wie in 2 dargestellt bogenförmig ausgebildet sein. Es sind aber auch Ausgestaltungen denkbar, bei denen diese Anbindung gerade, S-förmig, U-förmig, konvex oder konkav ausgebildet ist.
  • Aus 2 ist ferner zu ersehen, dass im dargestellten Ausführungsbeispiel die Kastenwände 18, 19 im Bereich ihrer Anbindung an der Unterseite 11b des Kolbenbodens 11 in einem Abstand zueinander verlaufen, der annährend dem Abstand der inneren Bolzennabenkanten im Nabenzenit entspricht. Dadurch wird die strukturelle Steifigkeit des erfindungsgemäßen Kolbens 10 erhöht und damit die Gefahr von Rissbildungen weiter verringert.
  • 1 zeigt ferner, dass die Kastenwände 18, 19 in Richtung ihrer Anbindung an der Unterseite 11b des Kolbenbodens 11 einen spitzen Winkel (α) einschließen. Dabei kann jede Kastenwand 18, 19, wie aus 1 ersichtlich, mit der Längsachse (A) des Kolbens 10 einen Winkel (β) von 5° bis 30° einschließen. Dadurch kann nicht nur eine bessere Hochgießung erzielt, sondern auch eine weitere Verringerung der Dicke der Kastenwände 18, 19 um bis zu 100% gegenüber den im Stand der Technik bekannten Kolben erreicht werden.
  • Schließlich kann der 1 entnommen werden, dass im dargestellten Ausführungsbeispiel die Kastenwände 18, 19 in ihrem untern Bereich in Richtung ihrer freien Unterkanten eine gleichmäßige Wanddicke (d) aufweisen. Mit anderen Worten kann der bisher bei Kastenkolben üblicherweise an den Unterkanten der Kastenwände 18, 19 erforderliche Bund bzw. eine entsprechende Verdickung entfallen. Dadurch wird nicht nur eine weitere Gewichtsreduzierung erzielt, sondern auch das Kippmoment des erfindungsgemäßen Kolbens 10 noch weiter reduziert. Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels in gestrichelter Darstellung nach 1 können die Kas tenwände 18, 19 in ihrer Wanddicke ab circa Nabenbohrungsmitte bis zu ihrem unteren Ende – in Richtung ihrer freien Unterkanten -linear stetig zunehmen.
  • Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die von den Kolbennaben 21 ausgehenden, zu den Schaftwänden 16, 17 führenden Kastenwände 18, 19 eine linear stetig zunehmende Wandstärke aufweisen.
  • Aus 3 ist zu entnehmen, dass am erfindungsgemäßen Kolben 10 Rippen 23 vorgesehen sind, welche die Nabenbohrungen 22 seitlich begrenzen und welche sich vom unteren Bereich der Ringpartie 13 vorzugsweise bis zur horizontalen Mittelachse B der Nabenbohrung 22 erstrecken. Aus 3 ist ferner aus einem weiteren Ausführungsbeispiel (gestrichelte Darstellung) ersichtlich, dass die Rippen 23 sich auch bis zum Nadir der Nabenbohrungen 22 erstrecken können. Dadurch wird eine zusätzliche Versteifung des Kolbens erzielt. Die Rippen 23 verlaufen, wie 3 zu entnehmen ist, bogenförmig, sie können aber auch gerade verlaufen.
  • 3 zeigt ferner, dass die Schaftwände 16, 17 auf verschiedene Weise ausgestaltet sein können, bspw. mit paralleler Kontur und im Bogen nach unten auslaufend, oder trapezförmig, wie es gestrichelt angedeutet ist.
  • 4 zeigt andeutungsweise den erfindungsgemäßen Kolben 10 im Zusammenwirken mit der Wandung 32 einer Zylinderbohrung 31. Mit dem Pfeil K ist die Querkraft symbolisiert, die auf den Kolben 10 einwirkt, wenn der bei der Zündung im Verbrennungsraum oberhalb des Kolbenbodens 11 erzeugte Gasdruck zu einem Kippen des Kolbens 10 führt. Für den erfindungsgemäßen Kolben 10 wurde hierbei festgestellt, dass durch seine belastungsangepasste Struktur eine deutliche dünnere Kastenwanddicke realisierbar ist und die Gefahr von Rissbildungen insbesondere im Bereich der Bolzennaben 21 sowie im Bereich der Kastenwände 18, 19 und der Schaftwände 16, 17 deutlich reduziert wird. Außerdem kann das Gewicht des Kolbens 10 und damit seine bewegte Masse gegenüber dem Stand der Technik maßgeblich reduziert werden.

Claims (18)

  1. Kolben (10) für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenboden (11), einem Feuersteg (12) und einer Ringnuten (14) aufweisenden umlaufenden Ringpartie (13) sowie mit einem Kolbenschaft (15), der zwei auf der Druckseite (DS) und der Gegendruckseite (GDS) des Kolbens (10) angeordnete Schaftwände (16, 17) und zwei gegenüber der Ringpartie (13) zurückgesetzte, die Schaftwände (16, 17) verbindende Kastenwände (18, 19) aufweist, wobei die Kastenwände (18, 19) mit Nabenbohrungen (22) aufweisenden Bolzennaben (21) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Druckseite (DS) angeordnete Schaftwand (16) in Umfangsrichtung des Kolbens (10) kürzer ist als die auf der Gegendruckseite (GDS) angeordnete Schaftwand (17).
  2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand derjenigen Kastenwandabschnitte (18b, 19b), die die Bolzennaben (21) mit der an der Gegendruckseite (GDS) angeordneten Schaftwand (17) verbinden, im Bereich der Bolzennaben (21) kleiner ist als im Bereich der Schaftwand (17).
  3. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindung der Kastenwandabschnitte (18b, 19b) an die an der Gegendruckseite (GDS) angeordnete Schaftwand (17) bogenförmig, gerade, S-förmig, U-förmig, konvex oder konkav ausgebildet ist.
  4. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand derjenigen Kastenwandabschnitte (18a, 19a), die die Bolzennaben (21) mit der an der Druckseite (DS) angeordneten Schaftwand (16) verbinden, im Bereich der Bolzennaben (21) gleich oder größer ist als im Bereich der Schaftwand (16).
  5. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Druckseite (DS) angeordnete Schaftwand (16) in ihrem mittigen Bereich dünner ausgebildet ist als in ihren den Kastenwänden (18, 19) zugeordneten Randbereichen.
  6. Kolben nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Druckseite (DS) angeordnete Schaftwand (16) in ihrem mittigen Bereich bis zu 50% dünner ausgebildet ist als in ihren den Kastenwänden (18, 19) zugeordneten Randbereichen.
  7. Kolben nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunahme der Dicke der Schaftwand (16) von ihrem mittigen Bereich zu ihren Randbereichen stetig verläuft.
  8. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die auf der Druckseite (DS) angeordnete Schaftwand (16) zumindest im Bereich ihrer Außenmantelfläche eine stärkere Krümmung aufweist als die Ringpartie (13).
  9. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kastenwände (18, 19) im Bereich ihrer Anbindung an der Unterseite (11b) des Kolbenbodens (11) in einem Abstand zueinander verlaufen, der annährend dem Abstand der inneren Bolzennabenkanten im Nabenzenit entspricht.
  10. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kastenwände (18, 19) in Richtung ihrer Anbindung an der Unterseite (11b) des Kolbenbodens (11) einen spitzen Winkel (α) einschließen.
  11. Kolben nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kastenwand (18, 19) mit der Längsachse (A) des Kolbens (10) einen Winkel (β) von 5° bis 30° bildet.
  12. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kastenwände (18, 19) in ihrem unteren Bereich in Richtung ihrer freien Unterkanten eine gleichmäßige Wanddicke (d) aufweisen oder dass die Wanddicke der Kastenwände (18c) in Richtung ihrer freien Unterkanten linear stetig zunehmen.
  13. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Kolbennaben (21) ausgehenden, zu den Schaftwänden (16, 17) führenden Kastenwände (18, 19) eine zunehmende Wandstärke aufweisen.
  14. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rippen (23) vorgesehen sind, welche die Nabenbohrungen (22) seitlich begrenzen und welche sich vom unteren Bereich der Ringpartie (13) vorzugsweise bis zur horizontalen Mittelachse (B) der Nabenbohrung (22) erstrecken.
  15. Kolben nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rippen (23) bis zum Nadir der Nabenbohrung (22) erstrecken.
  16. Kolben nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (23) gerade oder bogenförmig verlaufen.
  17. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10) aus einer Leichtmetalllegierung, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung, hergestellt ist.
  18. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, nämlich Kolben (10) für einen Ottomotor.
DE102007020447A 2007-04-27 2007-04-27 Kolben für einen Verbrennungsmotor Ceased DE102007020447A1 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007020447A DE102007020447A1 (de) 2007-04-27 2007-04-27 Kolben für einen Verbrennungsmotor
US12/008,747 US20080264376A1 (en) 2007-04-27 2008-01-14 Piston for an internal combustion engine
EP08757977A EP2140127A1 (de) 2007-04-27 2008-04-25 Kolben für einen verbrennungsmotor
CN2008800139163A CN101668938B (zh) 2007-04-27 2008-04-25 用于内燃机的活塞
KR1020097022820A KR20100016112A (ko) 2007-04-27 2008-04-25 내연 기관용 피스톤
PCT/DE2008/000709 WO2008131739A1 (de) 2007-04-27 2008-04-25 Kolben für einen verbrennungsmotor
JP2010504443A JP2010525220A (ja) 2007-04-27 2008-04-25 内燃機関用のピストン
US13/683,006 US20130074796A1 (en) 2007-04-27 2012-11-21 Piston for an internal combustion engine
JP2013218417A JP6092071B2 (ja) 2007-04-27 2013-10-21 内燃機関用のピストン

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007020447A DE102007020447A1 (de) 2007-04-27 2007-04-27 Kolben für einen Verbrennungsmotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007020447A1 true DE102007020447A1 (de) 2008-10-30

Family

ID=39642732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007020447A Ceased DE102007020447A1 (de) 2007-04-27 2007-04-27 Kolben für einen Verbrennungsmotor

Country Status (7)

Country Link
US (2) US20080264376A1 (de)
EP (1) EP2140127A1 (de)
JP (2) JP2010525220A (de)
KR (1) KR20100016112A (de)
CN (1) CN101668938B (de)
DE (1) DE102007020447A1 (de)
WO (1) WO2008131739A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009032379A1 (de) 2008-08-13 2010-02-18 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102009059056A1 (de) * 2009-12-18 2011-06-22 MAHLE International GmbH, 70376 Kolben für einen Verbrennungsmotor
WO2013020882A1 (de) 2011-08-11 2013-02-14 Mahle International Gmbh Kolben
DE102011085448A1 (de) * 2011-10-28 2013-05-02 Ks Kolbenschmidt Gmbh Kolben und Pleuel für eine Brennkraftmaschine
WO2013131937A1 (de) 2012-03-07 2013-09-12 Mahle International Gmbh Gegossener leichtmetallkolben, insbesondere ein aluminiumkolben
DE102016201628A1 (de) * 2016-02-03 2017-08-03 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben aus Stahl- oder Grauguss für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zur Herstellung eines Kolbens durch Stahl- oder Grauguss

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008002536B4 (de) * 2008-06-19 2015-02-12 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben für einen Verbrennungsmotor
JP5063634B2 (ja) * 2009-03-12 2012-10-31 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関のピストン
US8807109B2 (en) * 2009-11-06 2014-08-19 Federal-Mogul Corporation Steel piston with cooling gallery and method of construction thereof
US9970384B2 (en) 2009-11-06 2018-05-15 Federal-Mogul Llc Steel piston with cooling gallery and method of construction thereof
JP5656499B2 (ja) * 2010-08-02 2015-01-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のピストン
DE102011002653A1 (de) * 2011-01-13 2012-07-19 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben zum Einsatz in Verbrennungsmotoren
JP5751958B2 (ja) * 2011-07-04 2015-07-22 本田技研工業株式会社 エンジン用ピストン
JP2015511676A (ja) 2012-03-12 2015-04-20 フェデラル−モーグル コーポレイション エンジンピストン
JP6618467B2 (ja) * 2013-11-07 2019-12-11 テネコ・インコーポレイテッドTenneco Inc. 一体型のギャラリなしピストンおよびその構築方法
JP6242693B2 (ja) * 2014-01-16 2017-12-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関のピストン
US20200025125A1 (en) * 2016-03-16 2020-01-23 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Internal combustion engine piston
JP6659502B2 (ja) * 2016-09-14 2020-03-04 本田技研工業株式会社 内燃機関のピストン
DE102017213831A1 (de) * 2017-08-08 2019-02-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Kolben für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine sowie Hubkolbenbrennkraftmaschine
CN111512036A (zh) * 2017-11-14 2020-08-07 Ks科尔本施密特有限公司 优化设计的钢制活塞
CN111255590A (zh) * 2020-02-11 2020-06-09 重庆长安汽车股份有限公司 一种轻量化活塞、发动机及汽车

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1763523A (en) * 1920-03-11 1930-06-10 Cleveland Trust Co Piston
US4274372A (en) * 1978-09-27 1981-06-23 Karl Schmidt Gmbh Lightweight piston for internal combustion engines
DE3425965A1 (de) * 1984-07-14 1986-01-16 Kolbenschmidt AG, 7107 Neckarsulm Leichtmetallkolben fuer brennkraftmaschinen
JPS6285153A (ja) * 1985-09-27 1987-04-18 Honda Motor Co Ltd ピストン
EP0385390A1 (de) * 1989-03-03 1990-09-05 Dott. Vittorio Gilardoni S.p.A. Erleichteter Kolben
US5076225A (en) * 1989-12-28 1991-12-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Piston for an internal combustion engine
DE19643778A1 (de) * 1996-10-23 1998-05-07 Alcan Gmbh Leichtbaukolben
DE19734654C1 (de) * 1997-08-11 1998-08-27 Ae Goetze Gmbh Kolben für Brennkraftmaschinen
DE19832091A1 (de) * 1997-07-16 1999-01-21 Unisia Jecs Corp Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE19918328A1 (de) * 1998-04-24 1999-10-28 Unisia Jecs Corp Kolben für einen Motor mit innerer Verbrennung
DE19935410A1 (de) * 1999-07-30 2001-02-08 Ks Kolbenschmidt Gmbh Kolben, insbesondere für eine Brennkraftmaschine
DE60301636T2 (de) * 2002-03-25 2006-06-22 Brp-Rotax Gmbh & Co. Kg Kolben

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1142349A (en) * 1966-12-15 1969-02-05 Andre Cornet Improvements in or relating to pistons
IT1182507B (it) * 1985-07-12 1987-10-05 Ae Borgo Spa Pistoni con profilo asimmetrico per motori a combustione interna
JPS6421239U (de) * 1987-07-30 1989-02-02
JPH087074Y2 (ja) * 1988-05-31 1996-02-28 株式会社ユニシアジェックス 内燃機関のピストン構造
GB8824222D0 (en) * 1988-10-15 1988-11-23 Wellworthy Ltd Pistons
JPH04132259U (ja) * 1991-05-28 1992-12-07 株式会社アツギユニシア ピストン
JPH0667838U (ja) * 1993-02-23 1994-09-22 株式会社ユニシアジェックス 内燃機関のピストン構造
JPH07247901A (ja) * 1994-03-04 1995-09-26 Toyota Motor Corp 内燃機関用ピストン
DE4414678A1 (de) * 1994-04-27 1995-11-02 Mahle Gmbh Leichtmetallkolben für Verbrennungsmotoren
JPH10159974A (ja) * 1996-11-29 1998-06-16 Unisia Jecs Corp 内燃機関用ピストン
JPH09329056A (ja) * 1996-06-11 1997-12-22 Toyota Motor Corp 内燃機関用ピストン
JP3091141B2 (ja) * 1996-09-27 2000-09-25 川崎重工業株式会社 内燃機関用ピストン
JP4198810B2 (ja) * 1999-01-29 2008-12-17 本田技研工業株式会社 スロットルボディ及びその製造方法
JP2000282951A (ja) * 1999-01-29 2000-10-10 Honda Motor Co Ltd 内燃機関用ピストン
JP2002317691A (ja) * 2001-04-19 2002-10-31 Unisia Jecs Corp 内燃機関のピストン
JP2002332912A (ja) * 2001-04-30 2002-11-22 Honda Motor Co Ltd 内燃機関用ピストン
JP2004027965A (ja) * 2002-06-25 2004-01-29 Aisin Seiki Co Ltd 内燃機関用ピストン
JP4046613B2 (ja) * 2003-01-07 2008-02-13 本田技研工業株式会社 鍛造ピストン
US6973723B2 (en) * 2003-01-08 2005-12-13 International Engine Intellectual Property Company, Llc Piston formed by powder metallurgical methods
JP4365257B2 (ja) * 2004-04-09 2009-11-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関用ピストン
JP2009506259A (ja) * 2005-08-29 2009-02-12 カーエス コルベンシュミット ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 軽量ピストン

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1763523A (en) * 1920-03-11 1930-06-10 Cleveland Trust Co Piston
US4274372A (en) * 1978-09-27 1981-06-23 Karl Schmidt Gmbh Lightweight piston for internal combustion engines
DE3425965A1 (de) * 1984-07-14 1986-01-16 Kolbenschmidt AG, 7107 Neckarsulm Leichtmetallkolben fuer brennkraftmaschinen
JPS6285153A (ja) * 1985-09-27 1987-04-18 Honda Motor Co Ltd ピストン
EP0385390A1 (de) * 1989-03-03 1990-09-05 Dott. Vittorio Gilardoni S.p.A. Erleichteter Kolben
US5076225A (en) * 1989-12-28 1991-12-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Piston for an internal combustion engine
DE19643778A1 (de) * 1996-10-23 1998-05-07 Alcan Gmbh Leichtbaukolben
DE19832091A1 (de) * 1997-07-16 1999-01-21 Unisia Jecs Corp Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE19734654C1 (de) * 1997-08-11 1998-08-27 Ae Goetze Gmbh Kolben für Brennkraftmaschinen
DE19918328A1 (de) * 1998-04-24 1999-10-28 Unisia Jecs Corp Kolben für einen Motor mit innerer Verbrennung
DE19935410A1 (de) * 1999-07-30 2001-02-08 Ks Kolbenschmidt Gmbh Kolben, insbesondere für eine Brennkraftmaschine
DE60301636T2 (de) * 2002-03-25 2006-06-22 Brp-Rotax Gmbh & Co. Kg Kolben

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009032379A1 (de) 2008-08-13 2010-02-18 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor
US8695560B2 (en) 2009-12-18 2014-04-15 Mahle International Gmbh Piston for an internal combustion engine
DE102009059056A1 (de) * 2009-12-18 2011-06-22 MAHLE International GmbH, 70376 Kolben für einen Verbrennungsmotor
WO2011072657A1 (de) * 2009-12-18 2011-06-23 Mahle International Gmbh Kolben für einen verbrennungsmotor
CN103097705A (zh) * 2009-12-18 2013-05-08 马勒国际有限公司 用于内燃机的活塞
CN103097705B (zh) * 2009-12-18 2015-10-21 马勒国际有限公司 用于内燃机的活塞
WO2013020882A1 (de) 2011-08-11 2013-02-14 Mahle International Gmbh Kolben
DE102011080822A1 (de) 2011-08-11 2013-02-14 Mahle International Gmbh Kolben
US8752521B2 (en) 2011-08-11 2014-06-17 Mahle International Gmbh Piston
DE102011085448A1 (de) * 2011-10-28 2013-05-02 Ks Kolbenschmidt Gmbh Kolben und Pleuel für eine Brennkraftmaschine
DE102012203570A1 (de) 2012-03-07 2013-09-12 Mahle International Gmbh Gegossener Leichtmetallkolben, insbesondere ein Aluminiumkolben
WO2013131937A1 (de) 2012-03-07 2013-09-12 Mahle International Gmbh Gegossener leichtmetallkolben, insbesondere ein aluminiumkolben
US10655561B2 (en) 2012-03-07 2020-05-19 Mahle International Gmbh Cast light metal piston
DE102016201628A1 (de) * 2016-02-03 2017-08-03 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben aus Stahl- oder Grauguss für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zur Herstellung eines Kolbens durch Stahl- oder Grauguss
EP3411585B1 (de) * 2016-02-03 2020-09-30 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben aus stahl- oder grauguss für einen verbrennungsmotor und verfahren zur herstellung eines kolbens durch stahl- oder grauguss

Also Published As

Publication number Publication date
US20080264376A1 (en) 2008-10-30
EP2140127A1 (de) 2010-01-06
JP6092071B2 (ja) 2017-03-08
KR20100016112A (ko) 2010-02-12
JP2014025480A (ja) 2014-02-06
WO2008131739A1 (de) 2008-11-06
US20130074796A1 (en) 2013-03-28
JP2010525220A (ja) 2010-07-22
CN101668938A (zh) 2010-03-10
CN101668938B (zh) 2012-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007020447A1 (de) Kolben für einen Verbrennungsmotor
EP2329125B1 (de) Kolben für einen verbrennungsmotor
WO2007025686A1 (de) Leichtbaukolben
EP0171825B1 (de) Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen
WO2007028466A1 (de) Kolben für eine brennkraftmaschine
DE102011116332A1 (de) Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102013214738A1 (de) Leichtbau eines Dieselkolbens
DE102013009164A1 (de) Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102005041001A1 (de) Leichtbaukolben
DE4327772A1 (de) Leichtmetallkolben für hochbelastete Verbrennungsmotoren
DE102013215538B4 (de) Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102016114957A1 (de) Kolben für eine Brennkraftmaschine
EP2823166A1 (de) Gegossener leichtmetallkolben, insbesondere ein aluminiumkolben
DE102012008690B4 (de) Anordnung aus einem Kolben und einem Kolbenbolzen für einen PKW-Dieselmotor
EP0549582B1 (de) Tauchkolben aus leichtmetall für ottomotoren
DE102011106559A1 (de) Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102006013905A1 (de) Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE19908670C2 (de) Kolben für Brennkraftmaschinen
DE60216631T2 (de) Kolben für verbrennungsmotor
DE102019211702B4 (de) Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE3643198C2 (de)
DE102007050214A1 (de) Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102006055726A1 (de) Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102020004367A1 (de) Kolben mit Reibleistungsreduzierung für eine Brennkraftmaschine
WO2019170589A1 (de) Kolben für einen verbrennungsmotor

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20140425

R082 Change of representative

Representative=s name: BRP RENAUD UND PARTNER MBB RECHTSANWAELTE PATE, DE

Representative=s name: BRP RENAUD UND PARTNER MBB, DE

R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final