DE102009032865A1

DE102009032865A1 - Mehrteiliger Kolben für einen Verbrennungsmotor sowie Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102009032865A1
Application number: DE102009032865A
Authority: DE
Inventors: Rainer Scharp; Klaus Keller; Volker Weisse
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2008-11-05
Filing date: 2009-07-14
Publication date: 2010-05-12
Also published as: US8161934B2; US20100107999A1; US8544442B2; US20120151766A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrteiligen Kolben (10, 110) für einen Verbrennungsmotor, mit einem einen Kolbenboden (13) aufweisenden Kolbenoberteil (11) und einem Kolbenunterteil (12), wobei das Kolbenunterteil (12) Nabenabstützungen (32) und damit verbundene Kolbennaben (18) aufweist, wobei das Kolbenoberteil (11) und das Kolbenunterteil (12) jeweils ein inneres (21, 25) und ein äußeres (22, 26) Stützelement aufweisen, die einen äußeren umlaufenden Kühlkanal (29) begrenzen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die inneren Stützelemente (21, 25) einen zu den Kolbennaben (18) hin offenen Hohlraum (31) begrenzen und der Hohlraum (31) mit einem separaten Kühlölfänger (35, 135) versehen ist, der mindestens eine Kühlölöffnung (37) aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kolbens.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrteiligen Kolben für einen Verbrennungsmotor, mit einem einen Kolbenboden aufweisenden Kolbenoberteil und einem Kolbenunterteil, wobei das Kolbenunterteil Nabenabstützungen und damit verbundene Kolbennaben aufweist und wobei das Kolbenoberteil und das Kolbenunterteil jeweils ein inneres und ein äußeres Stützelement aufweisen, die einen äußeren umlaufenden Kühlkanal begrenzen. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kolbens.
Ein mehrteiliger Kolben ist bspw. in der EP 1 222 364 B1 offenbart. Dieser Kolben weist einen äußeren umlaufenden Kühlkanal und einen inneren Kühlraum auf, dessen Kühlraumboden mit einer Öffnung versehen ist. Diese Öffnung dient dazu, Kühlöl aus dem inneren Kühlraum in Richtung des Kolbenbolzens abfließen zu lassen, um den Kolbenbolzen zu schmieren und durch einen effektiven Kühlölumlauf die Kühlwirkung zu intensivieren. Um dieses Ziel zu erreichen, darf die Öffnung im Kühlraumboden nicht zu groß gewählt sein, weil dann das Kühlöl nicht mehr dosiert abfließen würde und ein effektiver Kühlölumlauf dadurch beeinträchtigt würde. Das bedeutet, dass der Kühlraumboden im Wesentlichen als relativ breiter und dünner, sich in etwa in radialer Richtung erstreckender, umlaufender Ringsteg im oberen Bereich des Kolbenunterteils ausgebildet ist. Eine solche Struktur ist aber nur schwierig herzustellen. Insbesondere bei einem geschmiedeten Kolbenunterteil stellt sich das zusätzliche Problem, dass mit einem Schmiedeverfahren aufgrund von Schmiedetoleranzen und Fertigungsrestriktionen lediglich ein sehr dicker und schwerer Kühlraumboden hergestellt werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen mehrteiligen Kolben sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung bereitzustellen, der eine gute Kühlwirkung des Kühlöls sowie eine wirksame Schmierung des Kolbenbolzens gewährleistet und zugleich, auch in Form eines geschmiedeten Kolbens, möglichst einfach als leichter Kolben herzustellen ist.
Die Lösung besteht in einem Kolben mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. in einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die inneren Stützelemente einen zu den Kolbennaben hin offenen Hohlraum begrenzen und dass der Hohlraum mit einem separaten Kühlölfänger versehen ist, der mindestens eine Kühlölöffnung aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch die folgenden Verfahrensschritte aus: Herstellen eines Kolbenoberteils mit einem Kolbenboden sowie einem inneren und einem äußeren Stützelement, Herstellen eines Kolbenunterteils mit Nabenabstützungen und damit verbundene Kolbennaben sowie mit einem inneren und einem äußeren Stützelement, Einsetzen eines separaten, mindestens eine Kühlölöffnung aufweisenden Kühlölfängers in das Kolbenoberteil oder das Kolbenunterteil im Bereich ihrer jeweiligen inneren Stützelemente, Verbinden von Kolbenoberteil und Kolbenunterteil derart, dass die jeweiligen inneren und äußeren Stützelemente einen äußeren umlaufenden Kühlkanal und einen zu den Kolbennaben hin offenen und mit dem Kühlölfänger versehenen Hohlraum begrenzen.
Erfindungsgemäß wird somit auf einen inneren Kühlraum und somit auf einen Kühlraumboden im Kolben verzichtet. Das Problem der Herstellung eines sich als relativ breiter und dünner, sich in etwa in radialer Richtung erstreckenden, umlaufenden Ringstegs im Kolbenunterteil entfällt somit vollständig. Das Kolbenoberteil und das Kolbenunterteil des erfindungsgemäßen Kolbens sind somit auch als Schmiedeteile vergleichsweise einfach und als vergleichsweise leichte Bauteile herstellbar. Der erfindungsgemäße Kolben und das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren zeichnen sich somit auch durch eine deutlich verbesserte Wirtschaftlichkeit aus. Der Kühlölfänger dient hierbei zur Optimierung der Kühlwirkung des Kühlöls insbesondere unterhalb des Kolbenbodens. Die mindestens eine Kühlölöffnung im erfindungsgemäß vorgesehenen Kühlölfänger erlaubt auch eine wesentlich bessere und genauere Dosierung des in Richtung des Kolbenbolzens abfließenden Kühlöls, so dass die Schmierung des Kolbenbolzens gegenüber den im Stand der Technik bekannten Kolben ebenfalls verbessert wird. Da der Kühlölfänger als sehr einfach strukturiertes und leichtes Bauteil hergestellt und montiert werden kann, bleibt die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Kolbens bzw. des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens unbeeinträchtigt.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kolbens besteht darin, dass das Kolbenoberteil und das Kolbenunterteil zumindest über ihre inneren Stützelemente mittels eines Reibschweißwulste erzeugenden Reibschweißverfahrens miteinander verbunden sind und der Kühlölfänger zwischen Reibschweißwulsten und Nabenabstützungen gehalten ist. Alternativ hierzu kann der Kühlölfänger auch zwischen Reibschweißwulsten und der Unterseite des Kolbenbodens gehalten sein. Die Positionierung des Kühlölfängers im Hohlraum ist somit beliebig wählbar und kann je nach den Anforderungen des Einzelfalls sowohl oberhalb als auch unterhalb der Reibschweißwulste erfolgen. Die Reibschweißwulste sorgen ferner für eine besonders sichere axiale Abstützung des Kühlölfängers.
Eine denkbare Ausgestaltung eines derartigen Kühlölfängers besteht darin, dass der Kühlölfänger einen Flansch oder Rand mindestens zwei am äußeren Rand angeordnete Zungen aufweist. In letzterem Fall können die die Zungen begrenzenden Schlitze zugleich als Kühlölöffnungen dienen.
Wenn der Kühlölfänger zwischen den Reibschweißwulsten und den Nabenabstützungen gehalten ist, besteht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung darin, dass der Rand bzw. die Zungen axial nach oben gebogen sind und den Reibschweißwulst entweder berühren oder sich an ihm abstützen oder ihn hintergreifen. Dementsprechend sind in dem Fall, dass der Kühlölfänger zwischen den Reibschweißwulsten und der Unterseite des Kolbenbodens gehalten ist, der Rand bzw. Zungen in besonders bevorzugter Weise axial nach unten gebogen und berühren den Reibschweißwulst bzw. stützen sich an ihm ab oder hintergreifen ihn. Auf diese Weise wird eine besonders sichere und belastbare Lagesicherung des Kühlölfängers im Hohlraum erreicht.
Eine zusätzliche Lagesicherung des Kühlölfängers kann in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, dass der Kühlölfänger an seiner dem Kolbenboden zugewandten Seite ein federndes Abstützelement aufweist, welches sich an der Unterseite des Kolbenbodens abstützt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann das Abstützelement mindestens zwei, vorzugsweise drei, aber auch mehr als drei Federarme aufweisen, welche sich an der Unterseite des Kolbenbodens abstützen.
Der Kühlölfänger und das Abstützelement können einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. In letzterem Fall kann das Abstützelement auf beliebige Weise am Kühlölfänger befestigt sein, bspw. durch Schrauben, Nieten, Pressen, Schweißen, Löten u. dgl. mehr.
Der Kühlölfänger kann aus einem beliebigen Werkstoff hergestellt sein, kann jedoch zweckmäßigerweise als zumindest teilweise federelastisches Bauteil ausgebildet sein. In diesem Fall kann er vor dem Verbinden von Kolbenoberteil und Kolbenunterteil unter federnder Vorspannung in einem der beiden Bauteile gehalten sein. Ein geeigneter Werkstoff ist bspw. ein Federstahlblech. Der Kühlölfänger weist im einfachsten Fall eine im Wesentlichen runde Form auf und kann mit einer geringfügigen Wölbung versehen sein.
Der Kühlölfänger weist vorzugsweise zwei oder mehr Kühlölöffnungen auf, so dass eine sehr genau dosierte Menge Kühlöl aus dem Hohlraum in Richtung des Kolbenbolzens abfließen kann.
Die mindestens eine Kühlölöffnung im Kühlölfänger kann als übliche runde Öffnung oder bspw. auch als am Rand des Kühlölfängers angeordneter oder sich vom Rand des Kühlölfängers nach innen erstreckender Schlitz ausgebildet sein.
Das Kolbenoberteil und/oder das Kolbenunterteil können Gießteile oder Schmiedeteile sein, und bspw. aus einem Stahlwerkstoff hergestellt, insbesondere geschmiedet sein.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung:
1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens;
2 den Kolben gemäß 1 im Schnitt, wobei die Darstellung gegenüber 1 um 90° gedreht ist;
3 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens;
4 den Kolben gemäß 3 im Schnitt, wobei die Darstellung gegenüber 1 um 90° gedreht ist;
5 eine perspektivische Darstellung des Kühlölfängers gemäß 3 und 4;
6 eine vergrößerte Darstellung eines Details aus 3.
Die 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens 10. Der erfindungsgemäße Kolben 10 setzt sich zusammen aus einem Kolbenoberteil 11 und einem Kolbenunterteil 12, die im Ausführungsbeispiel aus einem Stahlwerkstoff geschmiedet sind. Das Kolbenoberteil 11 weist einen Kolbenboden 13 mit einer Verbrennungsmulde 14 sowie einen umlaufenden Feuersteg 15 und eine umlaufende Ringpartie 16 auf. Das Kolbenunterteil 12 weist einen Kolbenschaft 17 und Kolbennaben 18 mit Nabenbohrungen 19 zur Aufnahme eines Kolbenbolzens (nicht dargestellt) auf.
Das Kolbenoberteil 11 weist ein inneres Stützelement 21 und ein äußeres Stützelement 22 auf. Das innere Stützelement 21 ist an der Unterseite des Kolbenbodens 13 ringförmig umlaufend angeordnet und weist eine Fügefläche 23 auf. Das äußere Stützelement 22 des Kolbenoberteils 11 ist im Ausführungsbeispiel unterhalb der Ringpartie 16 ausgebildet und weist eine Fügefläche 24 auf.
Das Kolbenunterteil 12 weist ebenfalls ein inneres Stützelement 25 und ein äußeres Stützelement 26 auf. Das innere Stützelement 25 ist an der Oberseite des Kolbenunterteils 12 umlaufend angeordnet und weist eine Fügefläche 27 auf. Das äußere Stützelement 26 ist im Ausführungsbeispiel als Verlängerung des Kolbenschafts 17 ausgebildet und weist eine Fügefläche 28 auf. Unterhalb des inneren Stützelements 25 des Kolbenunterteils 12 sind Nabenabstützungen 32 zur Anbindung der Kolbennaben 18 vorgesehen.
Das Kolbenoberteil 11 und das Kolbenunterteil 12 sind in an sich bekannter Weise mittels eines Reibschweißverfahrens zusammengefügt, wobei die Fügeflächen 23 und 27 bzw. 24 und 28 miteinander verbunden sind.
Das Kolbenoberteil 11 und das Kolbenunterteil 12 bilden einen äußeren umlaufenden Kühlkanal 29. Dabei begrenzen die Ringpartie 16 und das äußere Stützelement 22 des Kolbenoberteils 11 sowie das äußere Stützelement 26 des Kolbenunterteils 12 den äußeren Kühlkanal 29 nach außen. Das innere Stützelement 21 des Kolbenoberteils und das innere Stützelement 25 des Kolbenunterteils begrenzen den äußeren Kühlkanal 29 zum Kolbeninneren hin. Das innere Stützelement 21 des Kolbenoberteils und das innere Stützelement 25 des Kolbenunterteils begrenzen ferner einen zu den Kolbennaben 18 hin offenen Hohlraum 31, der im Wesentlichen unterhalb des Kolbenbodens 13 angeordnet ist.
Im Ausführungsbeispiel sind im inneren Stützelement 21 des Kolbenoberteils 11 Kühlölkanäle 33 vorgesehen, die äußeren Kühlkanal 29 mit dem Hohlraum 31 verbinden. Die Kühlölkanäle 39 verlaufen im Ausführungsbeispiel ausgehend vom äußeren Kühlkanal 29 in einem Winkel abwärts in Richtung des Hohlraums 31. Selbstverständlich können die Kühlölkanäle 33 auch im inneren Stützelement 25 des Kolbenunterteils 12 angeordnet sein und/oder ausgehend vom äußeren Kühlkanal 29 in einem Winkel aufwärts in Richtung des Hohlraums 31 verlaufen.
Als Ergebnis des Reibschweißverfahrens zum Verbinden von Kolbenoberteil 11 und Kolbenunterteil 12 ragen Reibschweißwulste 34 sowohl in den Hohlraum 31 als auch in den äußeren Kühlkanal 29.
Der Hohlraum 31 ist mit einem Kühlölfänger 35 versehen. Der Kühlölfänger 35 ist im Ausführungsbeispiel aus einem Federstahlblech hergestellt, von im Wesentlichen runder Form, mit einer geringfügigen, im Ausführungsbeispiel in etwa kalottenförmigen Wölbung versehen und etwa 0,8 mm dick. Er weist einen umlaufenden, federelastischen Flansch 36 und Kühlölöffnungen 37 auf. Im Ausführungsbeispiel ist der Flansch 36 mit Schlitzen 38 versehen, die sowohl die Elastizität des Flansches 36 in radialer Richtung erhöhen als auch als zusätzliche Kühlölöffnungen dienen. Der Kühlölfänger 35 ist im Ausführungsbeispiel im Bereich des Kolbenunterteils 12 zwischen den Nabenabstützungen 32 und dem Reibschweißwulst 34 gehalten und stützt sich in Richtung der Kolbennaben 18 an den Nabenabstützungen 32 und in Richtung des Kolbenoberteils 11 an den Reibschweißwulsten 34 ab. Im Ausführungsbeispiel ist der Kühlölfänger 35 so angeordnet, dass seine Wölbung zum Kolbenoberteil 11 hin ausgerichtet ist. Je nach Anordnung des Kühlölfängers 35 im Hohlraum 31 kann die Wölbung auch zu den Kolbennaben 18 hin ausgerichtet sein.
Selbstverständlich kann der Kühlölfänger 35 auch im Bereich des Kolbenoberteils 11 angeordnet sein, so dass er sich einerseits an den Reibschweißwulsten 34 und andererseits im Bereich der Unterseite des Kolbenbodens 13 abstützt. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Kühlölkanäle 33 im inneren Stützelement 25 des Kolbenunterteils 12 anzuordnen.
Der Kühlölfänger 35 dient dazu, das durch die Kühlölkanäle 33 aus dem äußeren Kühlkanal 29 in den Hohlraum 31 übertretende Kühlöl aufzufangen, und, insbesondere durch den im Betrieb auftretenden Shakereffekt, in Richtung der Unterseite des Kolbenbodens 13 zu lenken, um in diesem Bereich die Kühlwirkung zu erhöhen. Die Kühlölöffnungen 33 erlauben es, eine definierte Menge Kühlöl in Richtung des in den Nabenbohrungen 19 aufgenommenen Kolbenbolzens (nicht dargestellt) zu lenken, um dessen Schmierung zu verbessern.
Zum Zusammenbau des erfindungsgemäßen Kolbens 10 werden zunächst das Kolbenoberteil 11, das Kolbenunterteil 12 und der Kühlölfänger 35 als separate Bauteile hergestellt. Im Ausführungsbeispiel wird der Kühlölfänger 35 in das Kolbenunterteil 12 im Bereich des inneren umlaufenden Stützelements 25 eingesetzt und dort unter federnder Vorspannung kraftschlüssig gehalten. Anschließend werden das Kolbenoberteil 11 und das Kolbenunterteil 12 durch ein Reibschweißverfahren über die Fügeflächen 23, 27 bzw. 24, 28 derart miteinander verbunden, dass der Kühlölfänger 35 sich sowohl an der entstandenen Reibschweißwulst 34 als auch an den Nabenabstützungen 32 abstützt und gehalten ist.
Der im Stand der Technik benötigte innere Kühlraum mit dem Kühlraumboden in Form eines breiten radial umlaufenden Ringstegs ist somit entfallen.
Die 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens 110. Der Kolben 110 entspricht im Wesentlichen dem Kolben 10 gemäß den 1 und 2, so dass übereinstimmende Strukturelemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
Der wesentliche Unterschied besteht in dem im Hohlraum 31 angeordneten Kühlölfänger 135 des Kolbens 110 gemäß den 3 und 4. Der Kühlölfänger 135 sowie seine Anordnung im Hohlraum 31 sind auch in den 5 und 6 vergrößert dargestellt.
Der Kühlölfänger 135 ist im Ausführungsbeispiel ebenfalls aus einem Federstahlblech hergestellt, von im Wesentlichen runder Form, mit einer geringfügigen, im Ausführungsbeispiel in etwa kalottenförmigen Wölbung versehen und etwa 0,8 mm dick. Im Unterschied zum Kühlölfänger 35 gemäß den 1 und 2 weist der Kühlölfänger 135 einen umlaufenden, federelastischen axial nach oben gebogenen Rand 136 auf. Ferner sind Kühlölöffnungen 137 und Schlitze 138 vorgesehen, die sowohl die Elastizität des Randes 136 in radialer Richtung erhöhen als auch als zusätzliche Kühlölöffnungen dienen. Der Kühlölfänger 135 ist im Ausführungsbeispiel im Bereich des Kolbenunterteils 12 zwischen den Nabenabstützungen 32 und dem Reibschweißwulst 34 gehalten. Der Kühlölfänger 135 stützt sich in Richtung der Kolben naben 18 an den Nabenabstützungen 32 ab. In Richtung des Kolbenoberteils 11 berührt im hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Rand 136 den Reibschweißwulst 34 und stützt sich ggf. an ihm ab. Im Ausführungsbeispiel ist der Kühlölfänger 135 so angeordnet, dass seine Wölbung zum Kolbenoberteil 11 hin ausgerichtet ist. Je nach Anordnung des Kühlölfängers 135 im Hohlraum 31 kann die Wölbung auch zu den Kolbennaben 18 hin ausgerichtet sein.
Selbstverständlich kann der Kühlölfänger 135 auch im Bereich des Kolbenoberteils 11 angeordnet sein, so dass er sich einerseits im Bereich der Unterseite des Kolbenbodens 13 und andererseits an den Reibschweißwulsten 34 abstützt oder diese berührt. Der Rand 136 ist in diesem Fall axial nach unten gebogen. Zweckmäßigerweise sind die Kühlölkanäle 33 im inneren Stützelement 25 des Kolbenunterteils 12 anzuordnen.
Der Kühlölfänger 135 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ferner mit einem Abstützelement 151 versehen. Das Abstützelement 151 ist im Ausführungsbeispiel als separates Bauteil ausgebildet. Es kann aber auch einstückig mit dem Kühlölfänger 135 ausgebildet und bspw. durch Freistanzen aus dem Kühlölfänger 135 hergestellt sein. Das Abstützelement 151 ist zweckmäßigerweise ebenfalls aus einem Federstahlblech hergestellt und weist im Ausführungsbeispiel drei Federarme 152 auf, die sich in montiertem Zustand an der Unterseite des Kolbenbodens 13 des Kolbens 110 abstützen. Im Ausführungsbeispiel gehen die Federarme 152 von einer mittigen Nabe 153 auf, die in der Kolbenlängsachse am Kühlölfänger 135 befestigt ist. Die Befestigung kann beliebig, bspw. durch Schrauben, Nieten, Schweißen, Löten und dgl. mehr erfolgen. Vorteilhafterweise ist das Abstützelement 151 drehbar mit dem Kühlölfänger 135 verbunden. Das Abstützelement 151 bewirkt eine zusätzliche federelastische und damit im Betrieb flexibel belastbare Lagesicherung des Kühlölfängers 135 im Hohlraum 31.
Die Funktion und Montage des Kühlölfängers 135 sind dieselben wie für den Kühlölfänger 35 beschrieben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1222364 B1 [0002]

Claims

Mehrteiliger Kolben (10, 110) für einen Verbrennungsmotor, mit einem einen Kolbenboden (13) aufweisenden Kolbenoberteil (11) und einem Kolbenunterteil (12), wobei das Kolbenunterteil (12) Nabenabstützungen (32) und damit verbundene Kolbennaben (18) aufweist, wobei das Kolbenoberteil (11) und das Kolbenunterteil (12) jeweils ein inneres (21, 25) und ein äußeres (22, 26) Stützelement aufweisen, die einen äußeren umlaufenden Kühlkanal (29) begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Stützelemente (21, 25) einen zu den Kolbennaben (18) hin offenen Hohlraum (31) begrenzen und der Hohlraum (31) mit einem separaten Kühlölfänger (35, 135) versehen ist, der mindestens eine Kühlölöffnung (37, 38) aufweist.
Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenoberteil (11) und das Kolbenunterteil (12) zumindest über ihre inneren Stützelemente (21, 25) mittels eines Reibschweißwulste (34) erzeugenden Reibschweißverfahrens miteinander verbunden sind und der Kühlölfänger (35, 135) zwischen Reibschweißwulsten (34) und Nabenabstützungen (32) gehalten ist.
Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenoberteil (11) und das Kolbenunterteil (12) zumindest über ihre inneren Stützelemente (21, 25) mittels eines Reibschweißwulste (34) erzeugenden Reibschweißverfahrens miteinander verbunden sind und der Kühlölfänger (35, 135) zwischen Reibschweißwulsten (34) und der Unterseite des Kolbenbodens (13) gehalten ist.
Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlölfänger (35, 135) einen umlaufenden Flansch (36) oder Rand (136) oder mindestens zwei am äußeren Rand angeordnete Zungen aufweist.
Kolben nach Anspruch 2 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (136) bzw. die Zungen axial nach oben gebogen sind und den Reib schweißwulst (34) entweder berühren oder sich an ihm abstützen oder ihn hintergreifen.
Kolben nach Anspruch 3 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand bzw. die Zungen axial nach unten gebogen sind und den Reibschweißwulst (34) entweder berühren oder sich an ihm abstützen oder ihn hintergreifen.
Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlölfänger (135) an seiner dem Kolbenboden (13) zugewandten Seite ein federndes Abstützelement (151) aufweist, welches sich an der Unterseite des Kolbenbodens (13) abstützt.
Kolben nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (151) mindestens zwei, vorzugsweise drei Federarme (152) aufweist, welche sich an der Unterseite des Kolbenbodens (13) abstützen.
Kolben nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlölfänger (135) und das Abstützelement (151) einteilig oder mehrteilig ausgebildet sind.
Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlölfänger (35, 135) als zumindest teilweise federelastisches Bauteil ausgebildet ist.
Kolben nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlölfänger (35, 135) aus einem Federstahlblech hergestellt ist.
Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlölfänger (35, 135) eine im Wesentlichen runde Form aufweist.
Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlölfänger (35, 135) eine geringfügige Wölbung aufweist.
Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kühlölöffnung im Kühlölfänger (35, 135) als am Rand des Kühlölfängers (35, 135) angeordneter Schlitz (38) ausgebildet ist.
Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlölfänger (35, 135) zwei oder mehr Kühlölöffnungen (37, 38) aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines mehrteiligen Kolbens (10, 110) für einen Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – Herstellen eines Kolbenoberteils (11) mit einem Kolbenboden (13) sowie einem inneren (21) und einem äußeren (22) Stützelement, – Herstellen eines Kolbenunterteils (12) mit Nabenabstützungen (32) und damit verbundene Kolbennaben (18) sowie mit einem inneren (25) und einem äußeren (26) Stützelement, – Einsetzen eines separaten, mindestens eine Kühlölöffnung (37, 38) aufweisenden Kühlölfängers (35, 135) in das Kolbenoberteil (11) oder das Kolbenunterteil (12), – Verbinden von Kolbenoberteil (11) und Kolbenunterteil (12) derart, dass die jeweiligen inneren (21, 25) und äußeren (22, 26) Stützelemente einen äußeren umlaufenden Kühlkanal (29) und einen zu den Kolbennaben (18) hin offenen und mit dem Kühlölfänger (35, 135) versehenen Hohlraum (31) begrenzen.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlölfänger (35, 135) im Bereich des inneren Stützelements (21) in das Kolbenoberteil (11) oder im Bereich des inneren Stützelements (25) in das Kolbenunterteil (12) eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenoberteil (11) und das Kolbenunterteil (12) zumindest über ihre inneren Stützelemente (21, 25) mittels eines Reibschweißwulste (34) erzeugenden Reibschweißverfahrens miteinander verbunden werden und der Kühlölfänger (35, 135) zwischen Reibschweißwulsten (34) und Nabenabstützungen (32) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenoberteil (11) und das Kolbenunterteil (12) zumindest über ihre inneren Stützelemente (21, 25) mittels eines Reibschweißwulste (34) erzeugenden Reibschweißverfahrens miteinander verbunden werden und der Kühlölfänger (35, 135) zwischen Reibschweißwulsten (34) und der Unterseite des Kolbenbodens (13) gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlölfänger (35, 135) vor dem Verbinden von Kolbenoberteil (11) und Kolbenunterteil (12) unter federnder Vorspannung im Kolbenoberteil (11) oder Kolbenunterteil (12) gehalten wird.