DE102007061124A1 - Gestaltung der oberen Fase eines Kolbens zur Minderung von Geräusch und Reibung - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Kolben mit einer als Ölspeicher dienenden oberen Fase offenbart, wobei die obere Fase zum Mindern von Kolbengeräusch und -reibung ausgelegt ist. Die obere Fase bildet teilweise ein konisch zulaufendes Volumen oder einen konisch zulaufenden Hohlraum, der zum Verbessern von Ölfluss zu den mittleren Teilen des Kolbenhemds ausgelegt ist, um während eines Aufwärtshubs des Kolbens die Schmierung zu verstärken und dadurch Kolbengeräusch und -reibung zu mindern.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung ist auf Kolben mit einem Kopf und Hemdteilen zusammen mit einer oberen Fase gerichtet, die zum Leiten von Öl zur Mitte des Kolbenhemds ausgelegt ist, um Kolbengeräusch und Kolbenreibung zu mindern.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Wie es in der Technik bekannt ist, kann die Ölschmierung von Kolben in Brennkraftmaschinen, beispielsweise Kraftfahrzeugmotoren, in bestimmten Situationen und unter gewissen Motorbetriebsbedingungen eventuell nicht optimal sein. Ein Mangel an optimalen Schmierwerten um Teile des Kolbens oder den Hemdumfang kann zu vermehrtem Kolbengeräusch sowie vermehrter Reibung führen, was in schweren Fällen zu einer größeren Wahrscheinlichkeit eines Verkratzens des Kolbenhemds und der Zylinderlaufbuchse oder Zylinderwand führt. Eine nicht optimale Schmierung kann unabhängig von Problemen bezüglich Scheuern, Verkratzen und Verschleiß zu verstärktem Kolbengeräusch führen.
  • Ein größerer Teil der sich während Kolbenbetriebs entwickelnden seitlichen Beanspruchung tritt bekanntermaßen in Bereichen auf, die als Druckseiten bezeichnet werden. Die Druckseiten befinden sich an gegenüberliegenden Seiten des Kolbens und Hemds und sind senkrecht zu den Enden der Kolbenbolzenbohrung ausgerichtet. Während Kraftstoffverbrennung im Arbeitstakt werden die seitlichen Drucklasten an den Druckseiten konzentriert. Wie in dem Gebiet bekannt ist, unterliegen diese Bereiche hoher Beanspruchung einer größeren Druck- und Reibungskraft, die gegen die Zylinderwand aufgebaut wird, was zu verstärktem Betriebsgeräusch und letztendlich zu größerem Verschleiß führt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Während Scheuern und Verkratzen des Kolbenhemds und der angrenzenden Zylinderwand zu vermehrtem Geräusch führt, kann vermehrtes Kolbengeräusch auch ohne Vorliegen von Scheuern und Verkratzen auftreten. Wird dem Kolben und Hemd eine adäquate Schmierung geboten, sind das Kolbenhemd und die Zylinderwand vor Scheuern und Verkratzen geschützt. Ein Verbessern dieses Schmierungsgrads, insbesondere an den mittleren Teilen des Kolbenhemds, bewirkt vorteilhafterweise ein weiteres Verringern von Kolbengeräusch. Im Gegensatz zu Scheuern und Verkratzen, wozu es bei dem unter erheblicher Last arbeitenden Motor kommen kann, ist Kolbengeräusch eher bei niedriger Drehzahl oder Motorbetriebsbedingungen ohne Last oder mit geringer Last problematisch. Die vorliegende Erfindung ist auf einen zur Verbesserung der Schmierung der mittleren Teile des Kolbenhemds ausgelegten Kolben gerichtet, um dieses Kolbengeräusch zu mindern.
  • Die hierin offenbarte Erfindung sieht einen Brennkraftmaschinenkolben mit einer oberen Fase vor, die zum Mindern von Geräusch und Reibung ausgelegt ist. Der hierin offenbarte Kolben weist einen Kolbenkopfteil und einen angrenzenden Hemdteil auf, der mit der neuartig gestalteten, konisch zulaufenden oberen Fase versehen ist. Die obere Fase ist ein ringförmiger Kanal um den Umfang des Kolbens, der an mindestens einer sei ner Seitenwände als Abschrägung ausgelegt ist. Die obere Fase bildet zumindest teilweise ein konisch zulaufendes Volumen aus, das zum Leiten von Öl hin zu den mittleren Teilen oder Druckseiten des Hemds ausgelegt ist, um Schmierung zu verbessern und dadurch Kolbengeräusch sowie Reibung und Verschleiß zu mindern. Durch Vergrößern des durch die Fase festgelegten Volumens in dem mittleren Teil des Hemds nahe den Druckseiten wird ein Umlaufen von Öl in der Umfangsrichtung verbessert. Das durch die obere Fase festgelegte konisch zulaufende Volumen verbessert die Ölverfügbarkeit zu den mittleren Teilen des Hemds mit den Druckseiten, an denen die Kontaktkräfte von Kolben/Laufbuchse sowie die seitlichen Druckkräfte konzentriert sind.
  • Eine der Hauptfunktionen der oberen Fase des Kolbens ist das Fungieren als Ölspeicher. Das Ölvolumen in der oberen Fase kann abhängig vom Hemdprofil und Spiel, von dem Gesamtvolumen zwischen dem Kolbenhemd und der Laufbuchse der Zylinderbohrung zwanzig bis siebzig Prozent des verfügbaren Öls ausmachen. Während des Abwärtshubs des Kolbens dringt Öl in einem Bereich zwischen der unteren Fase des Kolbenhemds und der Laufbuchse der Zylinderbohrung in den Kolbenhemdbereich ein. Während des Abwärtshub bewegt sich das Öl entlang der Seite des Kolbenhemds nach oben (wobei der Ölfluss im Verhältnis zur Bewegung des Kolbens und Hemds beschrieben wird), wobei es die obere Fase erreicht und die obere Fase füllt. Eine weitere Aufwärtsbewegung des Öls im Verhältnis zum Kolben und Hemd wird durch die Wischwirkung des über der oberen Fase angeordneten Ölabstreifrings wirksam unterbunden. Der Ölabstreifring dichtet den Raum zwischen dem Kolben und der Zylinderbohrungswand über der oberen Fase ab, was ein Sammeln von Öl in der oberen Fase bewirkt.
  • Ein Kolben mit einer erfindungsgemäßen Gestaltung der oberen Fase zum Mindern von Geräusch und Reibung umfasst einen Kopfteil mit einer ringförmigen Nut, die in dem Umfang des Kopfteils ausgebildet ist. Die ringförmige Nut ist zum Aufnehmen eines Ölabstreifrings zum Verhindern von Ölabwanderung zwischen dem Kolben und der Zylinderbohrungswand bemessen und ausgelegt. Der Kolben umfasst einen Hemdteil, der an den Kopfteil an einem oberen Teil des Hemdteils angrenzt und an diesem angebracht ist. Der Hemdteil umfasst zwei gegenüberliegende mittlere Hemdteile, die jeweils eine Druckseite aufweisen, sowie zwei gegenüberliegenden seitliche Hemdteile. Die gegenüberliegenden seitlichen Hemdteile verlaufen zwischen den gegenüberliegenden mittleren Hemdteilen und verbinden diese fügend. Der Kolbenkopf weist eine ihn durchsetzende Bohrung zum Aufnehmen eines Kolbenbolzens zum Verbinden des Kolbens mit einer Kurbelwelle auf. Die seitlichen Hemdteile an dem Kolbenhemdteil sind im Allgemeinen mit den gegenüberliegenden Enden der Kolbenbolzenbohrung in dem Kolbenkopfteil ausgerichtet. Wie vorstehend erläutert ist die obere Fase dafür ausgelegt, mindestens teilweise ein konisch zulaufendes Volumen bzw. einen konisch zulaufenden Hohlraum zum Aufnehmen von Öl festzulegen, und ist in dem Kolben an einer Stelle angrenzend oder unter der ringförmigen Nut für den Ölabstreifring ausgebildet. Die obere Fase ist zum Vorsehen eines dafür ausgelegten Volumens ausgebildet, verglichen mit der nahe den seitlichen Hemdteilen gespeicherten Ölmenge bevorzugt eine größere Ölmenge nahe dem mittleren Hemdteil zu speichern und zuzuführen.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung befindet sich die obere Fase nahe der ringförmigen Nut für den Ölabstreifring.
  • Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung befindet sich die ringförmige Nut nahe dem Hemdteil.
  • Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Hemdteil eine im Umfang des Hemdteils ausgebildete untere Fase. Die untere Fase ist so angeordnet, dass die obere Fase zwischen der unteren Fase und der ringförmigen Nut des Ölabstreifrings liegt.
  • Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird das durch die obere Fase ausgebildete Volumen entlang der Umfangswand des Kolbens durch Verändern des Winkels, bei dem die Fase geschnitten wird, verändert. Das Schneiden der Fase bei einem zum Beispiel im Verhältnis zur Umfangswand des Kolbens flacheren Winkel führt zu einer breiteren obere Fase, die mehr Öl pro Umfangslängeneinheit der oberen Fase speichern kann.
  • Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die obere Fase in die Wand der ringförmigen Ölabstreifringnut, im Wesentlichen in die Wand unter dem Ölabstreifring, geschnitten.
  • Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Tiefe der oberen Fase um den Umfang des Kolbens im Verhältnis zur Tiefe der oberen Fase nahe den seitlichen Hemdteilen an dem mittleren Hemdteil tiefer in dem Kolbenhemdteil ausgebildet, um im Verhältnis zur nahe den seitlichen Hemdteilen speicherbaren Ölmenge bevorzugt eine Speicherung einer größeren Ölmenge nahe dem mittleren Hemdteil vorzusehen.
  • Die obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen in Verbindung mit den Begleitzeichnungen ohne Weiteres aus der folgenden eingehenden Beschreibung der besten Methoden der Durchführung der Erfindung hervor.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine Seitenansicht eines vorbekannten Kolbens mit einem Kolbenkopfteil und einem Hemdteil, der mit einer herkömmlichen Gestaltung der oberen Fasen ausgestattet ist;
  • 2 zeigt eine Seitenansicht eines Kolbens mit einem Kolbenkopfteil und einem Hemdteil, der erfindungsgemäß mit einer konisch zulaufenden Gestaltung der oberen Fase ausgestattet ist, die zum bevorzugten Speichern und Zuführens einer größeren Ölmenge zu dem mittleren Hemdteil ausgelegt ist, um die Schmierung zu verbessern und dadurch Kolbengeräusch zu mindern;
  • 3A ist eine schematische Ansicht eines Kolbens in einer Zylinderbohrung, der erfindungsgemäß einen Kolbenkopfteil und einen Hemdteil aufweist, der mit einer konisch zulaufenden Gestaltung der oberen Fase oder axial oberen Fase ausgestattet ist, wobei der Ölfluss nach oben entlang des Kolbenhemds und der Zylinderwand gezeigt wird, wodurch die obere Fase während eines Abwärtshubs des Kolbens gefüllt wird;
  • 3B ist eine schematische Ansicht des Kolbens von 3A während eines Aufwärtshubs, der den mittleren Teilen des Kolbenhemdteils erfindungsgemäß verstärkte Schmierung liefert.
  • 3C ist eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kolbens mit einer abgestuften oberen Fase konisch zulaufenden Volumens und
  • 4A, 4B und 4C zeigen verschiedene Auslegungen der oberen Fase, die in einem Teil der Kolbenwand an der ringförmigen Nut für den Ölabstreifring ausgebildet sind.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • 1 zeigt eine Seitenansicht eines Kolbens 110 mit einem Kolbenkopfteil 112 und einem Hemdteil 116, der mit einer herkömmlichen, nicht konisch zulaufenden oberen Fase oder axial oberen Fase 124 versehen ist. Der Kolben 110 weist eine Ölabstreifringnut 130 auf, die über und nahe der oberen Fase 124 angeordnet ist. Die obere Fase 124 und die Ölabstreifringnut 130 befinden sich unter den Kolbenringnuten 146.
  • 2 zeigt eine Seitenansicht eines Kolbens 10 mit einem Kolbenkopfteil 12 und Hemdteil 16, der erfindungsgemäß mit einer oberen Fase 24 und einer unteren Fase 28 ausgestattet ist. Die obere Fase 24 bildet erfindungsgemäß ein Profil konisch zulaufenden Volumens aus, das bevorzugt zum Speichern und Zuführen einer größeren Ölmenge zu dem mittleren Hemdteil 26 (als Bereich zwischen Begrenzungslinien 44 dargestellt) ausgelegt ist, um dort die Schmierung zu verbessern und dadurch Kolbengeräusch zu mindern. In 2 umfasst der Hemdteil 16 des Kolbens 10 eine obere Fase 24, die sich nahe zu und direkt unter der ringförmigen Ölabstreifringnut 30 befindet. Die obere Fase 24 kann wie in 2 gezeigt als Konus in einem Teil der Wand der Ölabstreifringnut 30 ausgebildet sein, oder alternativ kann die obere Fase 24 als separate Ringnut vorgesehen sein, die direkt unter der Ölabstreifringnut 30 in dem Hemd 16 ausgebildet ist. Bei einer anderen alternativen Ausführungsform kann die obere Fase 24 als separate ringförmige Nut vorgesehen sein, die an einer beabstandeten Stelle zwischen der Ölabstreifringnut 30 und der unteren Fase 28 in dem Hemd 16 ausgebildet ist. Bei einer anderen Ausführungsform ist die obere Fase 24 eine Abschrägung (224 in 4A), die an einem oberen Teil des Hemds 16 ausgebildet ist, wobei der obere Teil des Hemds 16 eine Wand der den Ölabstreifring (36 in 3A) haltenden Ringnut 30 bildet, wobei die verbleibenden Teile des Ölabstreifrings 30 in einem unteren oder niedrigeren Teil des Kolbenkopfteils 12 ausgebildet sind.
  • Bei Einbau des Kolbens 10 in eine (nicht dargestellte) Brennkraftmaschine wird ein (schematisch später in 3A gezeigter) Ölabstreifring 36 in die Ölabstreifringnut 30 eingesetzt, um den Raum zwischen dem Kolben 10 und der (schematisch in 3A gezeigten) Zylinderbohrungswand 32 abzudichten, wobei während eines Abwärtshubs des Kolbens 10 Öl in der oberen Fase 24 zurückgehalten wird. In 2 wird der Kolben mit zwei ringförmigen Kolbenringnuten 46 gezeigt, die jeweils über den Ölabstreifringnuten 130, 30 angeordnet sind.
  • Das die obere Fase 24 bildende konisch zulaufende Volumen ist dafür ausgelegt, Öl hin zu dem mittleren Hemdteil 26 des Kolbenhemds 16 zu leiten, um die Schmierung in dem mittleren Teil 26 des Hemds 16 zu verstärken und dadurch Kolbengeräusch, Reibung und Verschleiß zu mindern und/oder zu verbessern. Durch Verkleinern der Querschnittfläche oder des Volumens pro Umfangslängeneinheit der oberen Fase 24 des Kolbens über den beiden gegenüberliegenden seitlichen Hemdteilen 20 (wobei verkleinertes Volumen durch eine schmälere Fasenbreite dargestellt ist) und Vergrößern des Fasenvolumens (Volumen pro Einheitslänge oder Querschnittfläche) in dem mittleren Hemdteil 26 des Hemds 16 nahe den Druckseiten wird dann der Ölumlauf in der Umfangsrichtung in der oberen Fase 24 verbessert. Wie verständlich ist, verbessert die obere Fase 24 konisch zulaufenden Volumens in 2 in vorteilhafter Weise die Verfügbarkeit von Öl für den mittleren Hemdteil 26 des Hemds 16, was zum Verringern von Kolbengeräusch beiträgt, das sich aus einem mit der Hubbewegung des Kolbens 10 in der Zylinderbohrungswand 32 oder Laufbuchse (in 3A schematisch gezeigt) erfolgenden Kontakt von Kolben/Laufbuchse ergibt.
  • 3A ist eine schematische Ansicht eines Kolbens 10 mit einem Kolbenkopfteil 12 und einem Hemdteil 16, der mit einer konisch zulaufenden oberen Fase 24 ausgestattet ist, wobei der Ölfluss nach oben 38 entlang des Kolbenhemdteils 16 und der Zylinderbohrungswand 32 gezeigt wird, der zum Füllen der oberen Fase 24 während des Abwärtshubs des Kolbens 10 beiträgt. Wie vorstehend erläutert besteht eine der Hauptfunktionen der oberen Fase 24 des Kolbens darin, zumindest teilweise als Ölspeicher zu dienen. Das durch die obere Fase 24 festgelegte Ölvolumen kann abhängig vom Hemdprofil und Spiel, von dem Gesamtvolumen des Hohlraums zwischen dem Kolbenhemd 16 und der Zylinderbohrung oder Laufbuchsewand 32 zwanzig bis siebzig Prozent des verfügbaren Öls ausmachen. 3A zeigt schematisch den sich im Verhältnis zur Zylinderbohrungswand 32 bei einer Geschwindigkeit V1 abwärts bewegenden Kolben 10. Es versteht sich, dass die Geschwindigkeit V1 veränderlich ist und in 3A lediglich zum Zeigen der Richtung des Kolbenwegs verwendet wird. Der Einfachheit halber und zur verständlicheren Darstellung ist nur an einem Teil der Zylinderbohrungswand 32 ein Ölfilm 34 dargestellt. Es versteht sich, dass der Ölfilm 34 während des Motorbetriebs den Hauptteil der Zylinderwand 32 bedeckt. Der Ölfilm 34 bewegt sich entlang der Seite des Kolbenhemds 16 (wobei der Ölfluss im Verhältnis zur Bewegung des Kolbens und Hemds beschrieben wird) nach oben 38, wobei er die obere Fase 24 erreicht. Der Ölfilm 34 an der Zylinderbohrungswand 32 wird durch die Wischwirkung des Ölabstreifrings 36 gegen die Zylinderwand 32 in die obere Fase 24 konisch zulaufenden Volumens gewischt, wenn der Kolben 10 einen Abwärtshub ausführt. Wenn sich die obere Fase 24 füllt, fließt Öl aufgrund des größeren Speichervolumens in dem mittleren Hemdteil 26 der oberen Fase 24 umlaufend 40 in die obere Fase 24, wie bereits erläutert wurde.
  • 3B ist eine schematische Ansicht eines Kolbens 10, der mit einem Kolbenkopfteil 12 und Hemdteil 16 ausgestattet ist, wobei er eine Gestaltung der oberen Fase 24 mit konisch zulaufendem Volumen umfasst. 3B zeigt schematisch die erfindungsgemäße obere Fase 24, die dem mittleren Hemdteil 26 des Kolbenhemds 16 während eines Aufwärtshubs verstärkte Schmierung bietet. In 3B ist der Kolben 10 in einem Aufwärtshub dargestellt, wobei er sich im Verhältnis zur Zylinderbohrungswand 32 bei einer momentanen Geschwindigkeit V2 nach oben bewegt. Wie in 3A wird der momentane Geschwindigkeitsvektor V2 lediglich zur Angabe der Wegrichtung des Kolbens 10 im Verhältnis zur Zylinderbohrungswand 32 und nicht zur Anzeige einer bestimmten oder gleichmäßigen Geschwindigkeit gezeigt. Das sich während des (in 3A gezeigten) Abwärtshubs in der oberen Fase 24 gesammelte Öl fließt nun von der oberen Fase 24 an dem Hemdteil 16, um eine den Hemdteil 16 während des Aufwärtshubs schmierende ständige Ölversorgung zu bieten. Die obere Fase 24 weist ein (durch die konisch zulaufende Breite der oberen Fase 24 gezeigtes) konisch zulaufendes Volumen auf, das dem mittleren Hemdteil 26 eine (durch Abwärtspfeile 48 gezeigte) vermehrte Verfügbarkeit von Öl bietet. Die seitlichen Hemdteile 20 sind im Allgemeinen mit der (nicht dargestellten) Bohrung in dem Kolben 10 ausgerichtet, die einen (nicht dargestellten) Bolzen zum Halten des Kolbens 10 an der (nicht dargestellten) Pleuelstange aufnimmt. Die mittleren Hemdteile 26 überbrücken zwischen den seitlichen Hemdteilen 20 am Umfang des Kolbenhemds 16. Die obere Fase 24 ist in 3B mit einer Breite W4 dargestellt, die entlang der Fase 24 von den seitlichen Hemdteilen 20 zu dem mittleren Hemdteil 26 kontinuierlich zunimmt.
  • 3C ist eine schematische Ansicht eines Kolbens 10, der mit einem Kolbenkopfteil 12 und Hemdteil 16 ausgestattet ist, wobei er eine andere Ausführungsform einer oberen Fase 524 mit einem konisch zulaufenden Volumen umfasst, wobei die Breite W5 der oberen Fase 524 von den seitlichen Hemdteilen 20 zu dem mittleren Hemdteil 26 in Stufen zunimmt.
  • 4A zeigt mittels einer schematischen Teilansicht im Querschnitt einen Teil einer oberen Fase 224, die in einem Teil der unteren Wand der ringförmigen Nut ausgebildet ist, in der der Ölabstreifring 36 aufgenommen ist. Die Fase ist bei einem Winkel θ1 ausgebildet, was eine beispielhafte Querschnittfläche 50 vorsieht, die den Raum für die Speicherung von Öl anzeigt. Die obere Fase 224 hat eine Breite W1.
  • 4B zeigt mittels einer schematischen Teilansicht im Querschnitt einen Teil einer oberen Fase 324, die in einem Teil der unteren Wand der ringförmigen Nut ausgebildet ist, in der der Ölabstreifring 36 aufgenommen ist. Die Fase ist im Verhältnis zu dem in 4A gezeigten Fasenwinkel θ1 bei einem flacheren Winkel θ2 ausgebildet. Der flachere Winkel θ2 sieht eine größere beispielhafte Querschnittfläche 51 vor, die einen im Verhältnis zur Ölspeicherfläche 50 von 4A größeren Raum für die Speicherung von Öl anzeigt. Die obere Fase 324 hat eine Breite W2, die breiter als W1 ist.
  • 4C zeigt analog eine obere Fase 424, die in einem Teil der Wand der ringförmigen Nut für den Ölabstreifring 36 ausgebildet ist. Die Fase ist bei einem Winkel θ3 ausgebildet. Wie bei Vergleich von 4A und 4C ersichtlich ist, bietet die obere Fase 424 von 4C verglichen mit der in 4A gezeigten oberen Fase 224 aufgrund der größeren Tiefe der oberen Fase 324 in 4C ein größeres Volumen zum Speichern von Öl (was durch die größere beispielhafte Querschnittfläche 42 gezeigt wird). Die obere Fase 424 hat eine Breite W3 gleich der Breite W1 der in 4A gezeigten oberen Fase 224. Das vergrößerte Volumen pro Einheitslänge der Fase in 4C ist aber allein das Ergebnis der größeren Tiefe der Fase, die bei Winkel θ3 ausgebildet ist.
  • Es versteht sich, dass die konisch zulaufenden Flächen 24, 224, 324 und 424 an den jeweiligen gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 10 zweifach vorhanden sind.
  • Während eingehend die besten Methoden zur Durchführung der Erfindung beschrieben wurden, wird der Fachmann in dem Gebiet, das diese Erfindung anspricht, verschiedene alternative Gestaltungen und Ausführungsformen zum Umsetzen der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.

Claims (13)

  1. Kolben mit einer zum Mindern von Geräusch und Reibung ausgelegten oberen Fase, umfassend: einen Kopfteil; eine in dem Umfang des Kopfteils ausgebildete ringförmige Nut, wobei die ringförmige Nut zum Aufnehmen eines Ölabstreifrings bemessen und ausgelegt ist; einen an den Kopfteil angrenzenden und an diesem befestigten Hemdteil, wobei der Hemdteil einen mittleren Hemdteil und zwei gegenüberliegende seitliche Hemdteile aufweist, die sich zwischen dem mittleren Hemdteil erstrecken und mit diesem verbunden sind; und eine teilweise ein Volumen zum Aufnehmen von Öl ausbildende obere Fase, die auf dem Umfang des Kolbens an einer Stelle unter der ringförmigen Nut für den Ölabstreifring ausgebildet ist; wobei die obere Fase zum Vorsehen eines dafür ausgelegten Volumens, im Vergleich mit einer nahe den seitlichen Hemdteilen gespeicherten Ölmenge bevorzugt eine größere Ölmenge nahe den mittleren Hemdteilen zu speichern, ausgebildet ist.
  2. Kolben nach Anspruch 1, wobei sich die obere Fase nahe der ringförmigen Nut des Ölabstreifrings befindet.
  3. Kolben nach Anspruch 1, wobei die obere Fase in einer Wand der ringförmigen Nut des Ölabstreifrings ausgebildet ist.
  4. Kolben nach Anspruch 1, wobei die obere Fase eine an einem oberen Teil des Hemdteils ausgebildete Abschrägung ist, wobei der obere Teil des Hemdteils eine Wand der ringförmigen Nut für den Ölabstreifring bildet.
  5. Kolben nach Anspruch 1, der weiterhin eine entlang eines Umfangs des Hemdteils ausgebildete untere Fase umfasst, wobei die untere Fase so angeordnet ist, dass die obere Fase zwischen der unteren Fase und der ringförmigen Nut des Ölabstreifrings liegt.
  6. Kolben nach Anspruch 1, wobei im Verhältnis zur Tiefe der oberen Fase nahe den seitlichen Hemdteilen eine Tiefe der oberen Fase entlang des Umfangs des Kolbens nahe dem mittleren Hemdteil tiefer ist, um bevorzugt mehr Öl nahe dem mittleren Hemdteil zu speichern.
  7. Kolben nach Anspruch 1, wobei eine Breite der oberen Fase nahe dem mittleren Hemdteil größer als die Breite der oberen Fase nahe den seitlichen Hemdteilen ist, um bevorzugt mehr Öl nahe dem mittleren Hemdteil zu speichern.
  8. Kolben nach Anspruch 7, wobei die Breite der oberen Fase von den seitlichen Hemdteilen zu dem mittleren Hemdteil kontinuierlich zunimmt.
  9. Kolben nach Anspruch 7, wobei die Breite der oberen Fase von den seitlichen Hemdteilen zu dem mittleren Hemdteil in Stufen zunimmt.
  10. Kolben nach Anspruch 7, wobei die Breite der oberen Fase durch Ändern eines Winkels, bei dem die Fase in den Kolben geschnitten ist, angepasst wird.
  11. Kolben, welcher umfasst: ein Hemd mit einer an einem oberen Teil des Hemds ausgebildeten Abschrägung, wobei der Hemdteil mindestens einen mittleren Hemdteil und zwei gegenüberliegende seitliche Hemdteile aufweist, die sich zwischen dem mittleren Hemdteil erstrecken und mit diesem verbunden sind; einen an dem oberen Teil des Hemds befestigten Kolbenkopf, wobei der Kolbenkopf zusammen mit dem oberen Teil des Hemds und der Abschrägung eine ringförmige Nut bildet, wobei die ringförmige Nut zum Aufnehmen eines Ölabstreifrings bemessen und ausgelegt ist; wobei die Abschrägung mit dem in der ringförmigen Nut aufgenommenen Ölabstreifring zum Speichern und Zuführen von Öl zusammenwirkt; und wobei die Abschrägung ausreichend konisch zuläuft, um im Vergleich mit einer nahe den seitlichen Hemdteilen gespeicherten und zugeführten Ölmenge bevorzugt eine größere Ölmenge nahe dem mittleren Hemdteil zu speichern und zuzuführen, um dadurch Geräusch und Reibung zu mindern.
  12. Kolben nach Anspruch 11, wobei eine Breite der Abschrägung durch Anpassen eines Winkels der Abschrägung entlang des Umfangs des oberen Teils des Hemds veränderlich ist, wobei die Breite sich zum Vorsehen des konisch zulaufenden Volumens um die Abschrägung umlaufend ändert.
  13. Kolben mit einem sich umlaufend verändernden Fasenwinkel in einer umlaufenden Nut zum Vorsehen eines größeren Ölvolumens an der erforderlichen Stelle in der Nut zwecks Schmierung.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017202463A1 (de) 2017-02-15 2018-08-16 Mahle International Gmbh Kolben einer Brennkraftmaschine
DE102017007637A1 (de) 2017-08-12 2019-02-14 Daimler Ag Kolben für eine Hubkolbenmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE102017218975A1 (de) 2017-10-24 2019-04-25 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102018215092A1 (de) * 2018-09-05 2020-03-05 Mahle International Gmbh Kolben einer Brennkraftmaschine

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8356550B2 (en) * 2008-07-25 2013-01-22 Federal-Mogul Corporation Piston skirt with friction reducing oil recess and oil reservoir
WO2010045145A1 (en) 2008-10-13 2010-04-22 Delaware Capital Formation, Inc. Piston with improved side loading resistance
KR101455807B1 (ko) * 2008-12-08 2014-11-03 한라비스테온공조 주식회사 압축기용 피스톤의 그루브 구조
US8857401B2 (en) * 2011-03-08 2014-10-14 Rohan Gunning Low drag piston
DE102011075673A1 (de) 2011-05-11 2012-11-15 Mahle International Gmbh Kolben
US10823045B2 (en) 2018-11-14 2020-11-03 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a piston
DE102018128564A1 (de) * 2018-11-14 2020-05-14 Man Energy Solutions Se Kolben und Zylinder einer Brennkraftmaschine
FR3094044B1 (fr) * 2019-03-21 2022-10-14 Psa Automobiles Sa Piston de moteur a combustion interne
GB2590701B (en) * 2019-12-27 2022-06-22 Caterpillar Motoren Gmbh & Co Piston for an internal combustion engine
CN215979628U (zh) * 2021-11-09 2022-03-08 马勒汽车技术(中国)有限公司 具有回油通道的活塞及发动机

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1760122A (en) * 1929-05-28 1930-05-27 Carl B Drevitson Engine piston
DE3338474A1 (de) * 1983-10-22 1985-05-09 Mahle Gmbh, 7000 Stuttgart Tauchkolben fuer verbrennungsmotoren
DE3706940C1 (de) * 1987-03-04 1988-04-21 Alcan Aluminiumwerke Kolben fuer Brennkraftmaschinen
JP2001336447A (ja) 2000-05-25 2001-12-07 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関のピストン
JP2002174141A (ja) 2000-12-07 2002-06-21 Fuji Heavy Ind Ltd 内燃機関のピストン
US6862976B2 (en) * 2001-10-23 2005-03-08 Federal-Mogul World Wide, Inc. Monobloc piston
JP4177173B2 (ja) 2003-05-29 2008-11-05 株式会社日立製作所 内燃機関用ピストン

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017202463A1 (de) 2017-02-15 2018-08-16 Mahle International Gmbh Kolben einer Brennkraftmaschine
DE102017007637A1 (de) 2017-08-12 2019-02-14 Daimler Ag Kolben für eine Hubkolbenmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE102017218975A1 (de) 2017-10-24 2019-04-25 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102018215092A1 (de) * 2018-09-05 2020-03-05 Mahle International Gmbh Kolben einer Brennkraftmaschine
US10920886B2 (en) 2018-09-05 2021-02-16 Mahle International Gmbh Piston of an internal combustion engine

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