DE102009039217A1 - Kolben für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

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    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben (10) für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenkopf (11) und einem Nabenbohrungen (19) aufweisenden Kolbenschaft (18), mit einem im Kolbenkopf (11) angeordneten Kühlkanal (17) und mit mindestens einer in den Kühlkanal (17) mündenden Zulaufbohrung für einen Kühlölstrahl (23), dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Zulaufbohrung (30, 130, 230, 330, 430, 530, 630, 730) mindestens eine Querschnittsverengung (32, 132, 232, 332, 432, 532, 632, 732) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenkopf und einem Nabenbohrungen aufweisenden Kolbenschaft, mit einem im Kolbenkopf angeordneten Kühlkanal und mit mindestens einer in den Kühlkanal mündenden Zulaufbohrung für einen Kühlölstrahl.
  • Kolben mit einem Kühlkanal sind an sich bekannt. Das im Kühlkanal zirkulierende Kühlöl dient zur Kühlung des Kolbens insbesondere im Bereich unterhalb des Kolbenbodens. Der Kühlkanal weist mindest eine Zulauföffnung auf, in die eine Zulaufbohrung für das kalte Kühlöl mündet. Der Kühlkanal weist ferner mindestens eine Ablauföffnung auf, über die das erwärmte Kühlöl in Richtung des Kurbelgehäuses abfließen kann. Das Kühlöl wird mittels mindestens einer im Bereich des Kurbelgehäuses vorgesehenen Kolbenspritzdüse in die mindestens eine Zulaufbohrung gespritzt. Dabei wird eine möglichst hohe Verweildauer des Kühlöls im Kühlkanal angestrebt, um eine wirksame Kühlung zu erreichen. Zu diesem Zweck offenbaren die DE 102 21 561 A1 und die DE 10 2004 060 546 A1 Maßnahmen, um die Geometrie des Kühlkanals zu variieren und Abschnitte mit unterschiedlichen Kühlkanalvolumina zu erzeugen. Die Erzeugung derartiger Kühlkanalgeometrien erfordert jedoch aufwändige und kostspielige Herstellungsverfahren.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen gattungsgemäßen Kolben derart weiterzubilden, dass auf möglichst einfache und kostengünstige Weise eine längere Verweildauer des Kühlöls im Kühlkanal erreicht wird.
  • Die Lösung besteht darin, dass die mindestens eine Zulaufbohrung mindestens eine Querschnittsverengung aufweist.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Geometrie der Zulaufbohrung verändert wird, indem ihr Querschnitt und damit ihr Durchmesser lokal reduziert wird. Dadurch wird die verbleibende Öffnung im Wesentlichen durch den zuströmenden Kühlölstrahl ausgefüllt. Dies wirkt dem Rückstrom des Kühlöls in Richtung des Kurbelgehäuses entgegen. Damit wird der Rückstrom des im Kühlkanal befindlichen Kühlöls durch die Zulaufbohrung in Richtung des Kurbelgehäuses behindert und einem vorzeitigen Verlust von Kühlöl aus dem Kühlkanal vorgebeugt. Das im Kühlkanal befindliche Kühlöl läuft somit bevorzugt über die mindestens eine Ablauföffnung ab, wodurch eine größere Menge an kaltem Kühlöl durch die Zulaufbohrung zugeführt werden kann. Dadurch wird die Wärmeübertragung von der Oberfläche des Kühlkanals auf das Kühlöl verbessert und die Kühlwirkung des Kühlöls verstärkt. Die erfindungsgemäße Maßnahme greift nicht wesentlich in den Herstellungs- bzw. Bearbeitungsprozess des Kolbens ein, so dass der erfindungsgemäße Kolben einfach herzustellen und somit kostengünstig ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Querschnittsverengung der Zulaufbohrung beträgt bevorzugt 10 bis 50% des Nominaldurchmessers der Zulaufbohrung (d. h. des Durchmessers der Zulaufbohrung außerhalb der mindestens einen Querschnittsverengung). Stattdessen oder zusätzlich kann der Durchmesser der Zulaufbohrung im Bereich der mindestens einen Querschnittsverengung das 1–3fache des Durchmessers des Kühlölstrahls betragen. Der Rückstrom des Kühlöls in der Zulaufbohrung wird damit besonders wirksam behindert.
  • Die mindestens eine Querschnittsverengung kann durch die Formgebung der Mantelfläche der Zulaufbohrung gebildet sein, bspw. durch Wülste, Vorsprünge oder dergleichen. Es ist jedoch aus fertigungstechnischen Gründen bevorzugt, die mindestens eine Querschnittsverengung als separates Bauteil in Form eines Blendenkörpers auszubilden.
  • Die mindestens eine Zulaufbohrung kann in fertigungstechnisch einfacher Weise mindestens eine umlaufende Nut aufweisen, in die der Blendenkörper aufgenommen ist.
  • Der Blendenkörper kann zweckmäßigerweise als Blendenring ausgebildet sein, der in der umlaufenden Nut aufgenommen ist. Wenn der Blendenring bspw. als geschlitzter außenspannender Ring ausgebildet ist, kann er durch seine Außenspannung in der Nut gehalten sein, ohne dass weitere Sicherungsmaßnahmen erforderlich sind.
  • Der mindestens eine Blendenring kann einen beliebigen, bspw. runden, ovalen, quadratischen, rechteckigen oder L-förmigen Querschnitt aufweisen. Ein Blendenring mit einem L-förmigen Querschnitt kann den Rückstrom des Kühlöls in der Zulaufbohrung besonders wirksam behindern.
  • Der Blendenkörper kann aber auch aus zwei Halbschalen gebildet sein, die jeweils mit einer umlaufenden Rille versehen sind, in die ein Spannring aufgenommen ist. Mittels des Spannrings werden die Halbschalen in der Zulaufbohrung klemmend gehalten. Die Halbschalen können bspw. in der in der Zulaufbohrung vorgesehenen umlaufenden Nut gehalten sein. Ein derartiger Blendenkörper erlaubt besonders viel strömungstechnisch wirksame Variationen der erfindungsgemäß in der Zulaufbohrung vorgesehenen Querschnittsverengung.
  • Eine dieser Varianten besteht darin, dass jede Halbschale einen Zulaufstutzen mit einer in Strömungsrichtung des Kühlölstrahls konisch zulaufenden inneren Mantelfläche und einen hülsenförmigen Auslaufstutzen aufweist. Auf diese Weise wird der Kühlölstrahl möglichst laminar durch den Blendenkörper geleitet.
  • Um den Kühlölstrahl zusätzlich zu beschleunigen, kann der Auslaufstutzen in Strömungsrichtung des Kühlölstrahls konisch verjüngt sein. Wenn der Auslaufstutzen im Anschluss an die konische Verjüngung einen sich in Strömungsrichtung des Kühlölstrahls konisch aufweitenden Bund aufweist, wird der Kühlölstrahl noch einmal beschleunigt.
  • Der Zulaufstutzen kann zweckmäßigerweise mit seiner äußeren Mantelfläche an der Innenwand der Zulaufbohrung anliegen, um sicherzustellen, dass beim Zutritt des Kühlölstrahls möglichst keine Turbulenzen auftreten.
  • Wenn zwischen dem Auslaufstutzen und der Innenwand der Zulaufbohrung ein Ringraum gebildet ist, kann dieser rückströmendes Kühlöl aufnehmen. Auf diese Weise wird vermieden, dass der Kühlölstrahl durch möglicherweise rückströmendes Kühlöl gestört wird.
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in schematischer, nicht maßstabsgetreuer Darstellung:
  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens im Schnitt;
  • 2 eine Detailansicht einer Zulaufbohrung für ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens im Schnitt;
  • 3 eine Detailansicht einer Zulaufbohrung für ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens im Schnitt;
  • 4 eine Detailansicht einer Zulaufbohrung für ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens im Schnitt;
  • 5 eine Detailansicht einer Zulaufbohrung für ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens im Schnitt entlang der Linie V-V in 6;
  • 6 eine Draufsicht auf die Zulaufbohrung gemäß 5;
  • 7 eine Detailansicht einer Zulaufbohrung für ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens im Schnitt;
  • 8 eine Detailansicht einer Zulaufbohrung für ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens im Schnitt;
  • 9 eine Detailansicht einer Zulaufbohrung für ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens im Schnitt.
  • In 1 ist beispielhaft ein Kolben 10 dargestellt, wie er in Verbrennungsmotoren zum Einsatz kommt. Beim Betrieb derartiger Kolben 10 treten sehr hohe Temperaturen auf, die sich schädigend auf die Kolben 10 auswirken. Um diese Auswirkungen der hohen Temperaturen auf die Kolben 10 zu vermeiden, werden diese gekühlt. Der im Ausführungsbeispiel einteilige Kolben 10 weist einen Kolbenkopf 11 mit einem Kolbenboden 12 auf, der mit einer Verbrennungsmulde 13 versehen ist. An den Kolbenboden 12 schließt sich eine umlaufende Seitenwand mit einem umlaufenden Feuersteg 14 und einer umlaufenden Ringpartie 15 mit Kolbenringnuten 16 zur Aufnahme von Kolbenringen (nicht dargestellt) auf. Im Bereich der Ringpartie 15 ist an der Unterseite des Kolbenbodens 12 ein umlaufender Kühlkanal 17 vorgesehen. Der Kolben 10 weist ferner einen Kolbenschaft 18 mit Naben auf, die mit Nabenbohrungen 19 zur Aufnahme eines Kolbenbolzens (nicht dargestellt) versehen sind. Ferner ist das kleine Pleuelauge 21 eines Pleuels 20 zur Verbindung des Kolbens 10 mit einer Kurbelwelle angedeutet.
  • Das Zylinderkurbelgehäuse, in dem der Kolben 10 arbeitet, ist im Ausführungsbeispiel mit Kolbenspritzdüsen 22 ausgestattet, mittels derer jeweils ein Kühlölstrahl 23 in eine im Ausführungsbeispiel im Wesentlichen zylindrisch ausgeführte Zulaufbohrung 30 eingespritzt wird. Die Zulaufbohrung 30 mündet über eine Zulauföffnung 31 in den Kühlkanal 17 des Kolbens 10. In Richtung der Kolbenspritzdüse 22 ist die Zulaufbohrung 30 mit einem Zulauftrichter 33 versehen. Auf diese Weise wird der Kühlkanal 17 mit Kühlöl versorgt. Der Kühlölstrahl 23 besteht in der Regel aus dem Öl des Ölsumpfes des Verbrennungsmotors.
  • Die Zulaufbohrung 30 weist im Ausführungsbeispiel ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser auf, welches größer als 1 ist (l/d > 1). Eine Zulaufbohrung 30 mit einer gewissen Länge ist für die Kühlwirkung vorteilhaft, da hierdurch eine größere Menge des von der Kolbenspritzdüse 22 angebotenen Kühlöls in den Kühlkanal 17 gelangen kann. Allerdings kann sich bei dieser Ausgestaltung der Zulaufbohrung während des Aufwärtshubs des Kolbens 10 eine größere Menge Kühlöl an der kurbelgehäuseseitigen Wand des Kühlkanals 17 sammeln und in der Zulaufbohrung gegen den Kühlölstrahl 23 zum Kurbelgehäuse zurückströmen.
  • Diesem Effekt wirkt die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Zulaufbohrung 30 entgegen. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Zulaufbohrung 30 mit einer Querschnittsverengung 32 versehen, die als von ihrer Mantelfläche ausgehender umlaufender Wulst ausgebildet ist. Im Bereich der Querschnittsverengung 32 ist der Durchmesser der Zulaufbohrung 30 reduziert. Selbstverständlich kann mehr als eine Querschnittsverengung 32 über die Länge der Zulaufbohrung 30 vorgesehen sein.
  • Die Zulaufbohrung 30 weist somit zumindest lokal einen Durchmesser auf, der nicht wesentlich größer ist als der Durchmesser des zuströmenden Kühlölstrahls 23, vorzugsweise höchstens das Dreifache des Durchmessers des Kühlölstrahls 23 beträgt. Dadurch wird der Rückstrom des Kühlöls gegen den Kühlölstrahl 23 während des Aufwärtshubs des Kolbens 10 erheblich behindert. Die Zulaufbohrung 30 sollte jedoch über einen wesentlichen Teil ihrer Länge einen deutlich größeren Durchmesser aufweisen als der zuströmende Kühlölstrahl 23, um den hydraulischen Widerstand der Zulaufbohrung 30 möglichst klein zu halten und Verwirbelungen des Kühlölstrahls 23 zu vermeiden.
  • 2 zeigt in einer Detailansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zulaufbohrung 130 für einen erfindungsgemäßen Kolben 10, die über eine Zulauföffnung 131 in den Kühlkanal 17 des Kolbens 10 mündet. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist die Zulaufbohrung 130 mit einer Querschnittsverengung 132 versehen, wobei auch in diesem Fall mehr als eine Querschnittsverengung 132 über die Länge der Zulaufbohrung 130 vorgesehen sein kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in die Mantelfläche der Zulaufbohrung 130 eine umlaufende Nut 134 mit in diesem Fall rechteckigem Querschnitt eingebracht. In diese Nut 134 ist ein Blendenkörper 135 in Form eines Blendenrings eingebracht. Der Blendenring ist im Ausführungsbeispiel als geschlitzter, außenspannender Drahtring mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet. Der Einbau des geschlitzten außenspannenden Drahtrings kann bevorzugt so orientiert erfolgen, dass die Ringstoßöffnung etwa senkrecht zur Längsachse der Nabenbohrung liegt (nicht dargestellt). Die radiale Wanddicke des Blendenrings 135 ist im Ausführungsbeispiel so gewählt, dass im montierten Zustand sein Innendurchmesser um 10% bis 50% geringer ist als der Nominaldurchmesser der Zulaufbohrung 130 (Innendurchmesser der Zulaufbohrung 130 außerhalb der Querschnittsverengung 132). Die radiale Wandstärke des Blendenrings 135 kann auch so gewählt sein, dass im montierten Zustand sein Innendurchmesser das 1–3fache des Durchmessers des zugeführten Kühlölstrahls 23 beträgt. Dadurch wird die verbleibende Öffnung im Wesentlichen durch den zuströmenden Kühlölstrahl 23 ausgefüllt und wirkt dem Rückstrom des Kühlöls in Richtung des Kurbelgehäuses entgegen. Die Querschnittsverengung 132 ist in diesem Ausführungsbeispiel nahe der Zulauföffnung 131 angeordnet, über welche die Zulaufbohrung 130 in den Kühlkanal 17 mündet.
  • 3 zeigt in einer Detailansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zulaufbohrung 230 mit einer Querschnittsverengung 232 für einen erfindungsgemäßen Kolben 10, die über eine Zulauföffnung 231 in den Kühlkanal 17 des Kolbens 10 mündet. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, so dass auf die hierauf bezogene Beschreibung verwiesen wird. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass der Blendenkörper 235 als ein in einer in der Mantelfläche der Zulaufbohrung 230 umlaufenden Nut 234 mit rechteckigem Querschnitt aufgenommener, im Querschnitt L-förmiger Blendenring ausgebildet ist. Auch der Blendenring 235 kann als geschlitzter, außenspannender Drahtring ausgebildet sein. Die Bemessung des Blendenrings 235 entspricht im Wesentlichen dem in 2 gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiel. Der L-förmige Querschnitt des Blendenrings 235 bewirkt durch die Bildung einer ringförmigen Tasche 236 eine besonders effektive Behinderung des Rückstroms des Kühlöls in Richtung des Kurbelgehäuses. Die Querschnittsverengung 232 ist in diesem Ausführungsbeispiel nahe dem Zulauftrichter 233 angeordnet, der zur Kolbenspritzdüse 22 hin orientiert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ferner zu erkennen, dass die gedachte Fortsetzung der Mantellinie des Zulauftrichters 233 die Innenfläche des Blendenrings 235 nicht schneidet.
  • 4 zeigt in einer Detailansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zulaufbohrung 330 mit einer Querschnittsverengung 332 für einen erfindungsgemäßen Kolben 10, die über eine Zulauföffnung 331 in den Kühlkanal 17 des Kolbens 10 mündet. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen den in 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen, so dass auf die hierauf bezogene Beschreibung verwiesen wird. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass der Blendenkörper 335 als ein in einer in der Mantelfläche der Zulaufbohrung 330 umlaufenden Nut 334 mit halbkreisförmigem oder kalottenförmigem Querschnitt aufgenommener, im Querschnitt kreisförmiger Blendenring ausgebildet ist. Auch der Blendenring 335 kann als geschlitzter, außenspannender Drahtring ausgebildet sein. Die Bemessung des Blendenrings 335 entspricht im Wesentlichen den in den 2 und 3 gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen. Die Querschnittsverengung 332 ist in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls nahe dem Zulauftrichter 333 angeordnet, der zur Kolbenspritzdüse 22 hin orientiert ist.
  • Die 5 und 6 zeigen in einer Detailansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zulaufbohrung 430 für einen erfindungsgemäßen Kolben 10, die in den Kühlkanal 17 des Kolbens 10 mündet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Zulaufbohrung 430 mit einer Querschnittsverengung 432 in Form eines Blendenkörpers 435 ausgeführt. Der Blendenkörper 435 kann, wie bereits weiter oben beschrieben, an einer beliebigen Position innerhalb der Zulaufbohrung 430 angeordnet sein. Der Blendenkörper 435 weist zwei Halbschalen 437a, 437b auf. Jede Halbschale 437a, 437b ist mit einer umlaufenden Rille 438a, 438b versehen. Etwa in Höhe jeder Rille 438a, 438b weist die äußere Mantelfläche jeder Halbschale 437a, 437b, einen umlaufenden Bund 439a, 439b auf. In montiertem Zustand sind beide Halbschalen 437a, 437b mit ihrem Bund 439a, 439b in eine umlaufende Nut 434 aufgenommen, die in der Mantelfläche der Zulaufbohrung 430 ausgebildet ist. Ein Spannring 441 ist in beide Rillen 438a, 438b aufgenommen und fixiert jeden Bund 439a, 439b in der umlaufenden Nut 434.
  • Der Blendenkörper 435 weist im zusammengebauten Zustand einen zur Kolbenspritzdüse 22 hin gerichteten Zulaufstutzen 442 und einem zum Kühlkanal 17 des Kolbens 10 hin gerichteten Auslaufstutzen 443 auf. Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Zulaufstutzen 442 eine in Strömungsrichtung des Kühlölstrahls 23 konisch sich verengende inneren Mantelfläche 444 auf. Der Auslaufstutzen 443 ist hingegen hülsenförmig ausgebildet. Der Auslaufstutzen 443 kann ferner axial verlaufende Schlitze aufweisen (nicht dargestellt). Zwischen der äußeren Mantelfläche des Auslaufstutzens 443 und der Mantelfläche der Zulaufbohrung 430 ist ein Ringraum 445 ausgebildet, der rückströmendes Kühlöl aufnehmen kann.
  • 7 zeigt in einer Detailansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zulaufbohrung 530 für einen erfindungsgemäßen Kolben 10, die in den Kühlkanal 17 des Kolbens 10 mündet. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist die Zulaufbohrung 530 mit einer Querschnittsverengung 532 in Form eines Blendenkörpers 535 versehen. Der Blendenkörper 535 entspricht im Wesentlichen dem in den 5 und 6 dargestellten Blendenkörper, so dass auf die zu diesen Figuren gehörende Beschreibung verwiesen wird. Die Bezugszeichen entsprechen den in den 5 und 6 verwendeten Bezugszeichen, wobei die erste Ziffer eine 5 statt einer 4 ist.
  • Der Blendenkörper 535 weist im zusammengebauten Zustand einen zur Kolbenspritzdüse 22 hin gerichteten Zulaufstutzen 542 und einem zum Kühlkanal 17 des Kolbens 10 hin gerichteten Auslaufstutzen 543 auf. Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Zulaufstutzen 542 eine in Strömungsrichtung des Kühlölstrahls 23 konisch sich verengende innere Mantelfläche 544 auf. Der Auslaufstutzen 543 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls hülsenförmig, jedoch in Strömungsrichtung des Kühlölstrahls 23 konisch verjüngt ausgebildet. Der zwischen der äußeren Mantelfläche des Auslaufstutzens 543 und der Mantelfläche der Zulaufbohrung 530 ausgebildete Ringraum 545 ist entsprechend verbreitert.
  • 8 zeigt in einer Detailansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zulaufbohrung 630 für einen erfindungsgemäßen Kolben 10, die in den Kühlkanal 17 des Kolbens 10 mündet. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist die Zulaufbohrung 630 mit einer Querschnittsverengung 632 in Form eines Blendenkörpers 635 versehen. Der Blendenkörper 635 entspricht im Wesentlichen dem in den 5 und 6 dargestellten Blendenkörper, so dass auf die zu diesen Figuren gehörende Beschreibung verwiesen wird. Die Bezugszeichen entsprechen den in den 5 und 6 verwendeten Bezugszeichen, wobei die erste Ziffer eine 6 statt einer 4 ist.
  • Der Blendenkörper 635 weist im zusammengebauten Zustand einen zur Kolbenspritzdüse 22 hin gerichteten Zulaufstutzen 642 und einem zum Kühlkanal 17 des Kolbens 10 hin gerichteten Auslaufstutzen 643 auf. Bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Zulaufstutzen 642 eine in Strömungsrichtung des Kühlölstrahls 23 konisch sich verengende inneren Mantelfläche 644 auf. Der Auslaufstutzen 643 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls hülsenförmig und in Strömungsrichtung des Kühlölstrahls 23 konisch verjüngt ausgebildet. Der zwischen der äußeren Mantelfläche des Auslaufstutzens 643 und der Mantelfläche der Zulaufbohrung 630 ausgebildete Ringraum 645 ist entsprechend verbreitert. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Auslaufstutzen 643 einen sich in Strömungsrichtung des Kühlölstrahls 23 konisch aufweitenden Bund 646 auf. Daraus ergibt sich ein düsenartiger Aufbau des Auslaufstutzens 643. In diesem Ausführungsbeispiel ist ferner die Nut 634 mit nichtparallelen Flanken ausgeführt, um die Montage und Zentrierung des Blendenkörpers zu erleichtern.
  • 9 zeigt in einer Detailansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zulaufbohrung 730 für einen erfindungsgemäßen Kolben 10, die in den Kühlkanal 17 des Kolbens 10 mündet. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist die Zulaufbohrung 730 mit einer Querschnittsverengung 732 in Form eines Blendenkörpers 735 versehen. Der Blendenkörper 735 entspricht im Wesentlichen dem in den 5 und 6 dargestellten Blendenkörper, so dass auf die zu diesen Figuren gehörende Beschreibung verwiesen wird. Die Bezugszeichen entsprechen den in den 5 und 6 verwendeten Bezugszeichen, wobei die erste Ziffer eine 7 statt einer 4 ist.
  • Der Blendenkörper 735 weist im zusammengebauten Zustand einen zur Kolbenspritzdüse 22 hin gerichteten Zulaufstutzen 742 und einem zum Kühlkanal 17 des Kolbens 10 hin gerichteten Auslaufstutzen 743 auf. Bei dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Zulaufstutzen 742 eine in Strömungsrichtung des Kühlölstrahls 23 konisch sich verengende inneren Mantelfläche 644 auf. Ferner liegt der Zulaufstutzen 742 mit seiner äußeren Mantelfläche an der Mantelfläche der Zulaufbohrung 730 an, so dass das Kühlöl möglichst verwirbelungsfrei in den Zulaufstutzen 742 eintritt. Der Auslaufstutzen 743 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls hülsenförmig und in Strömungsrichtung des Kühlölstrahls 23 konisch verjüngt ausgebildet. Der zwischen der äußeren Mantelfläche des Auslaufstutzens 743 und der Mantelfläche der Zulaufbohrung 730 ausgebildete Ringraum 745 ist entsprechend verbreitert. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Auslaufstutzen 743 einen sich in Strömungsrichtung des Kühlölstrahls 23 konisch aufweitenden Bund 746 auf.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10221561 A1 [0002]
    • DE 102004060546 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Kolben (10) für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenkopf (11) und einem Nabenbohrungen (19) aufweisenden Kolbenschaft (18), mit einem im Kolbenkopf (11) angeordneten Kühlkanal (17) und mit mindestens einer in den Kühlkanal (17) mündenden Zulaufbohrung für einen Kühlölstrahl (23), dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Zulaufbohrung (30, 130, 230, 330, 430, 530, 630, 730) mindestens eine Querschnittsverengung (32, 132, 232, 332, 432, 532, 632, 732) aufweist.
  2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesserreduzierung der Querschnittsverengung (32, 132, 232, 332, 432, 532, 632, 732) der Zulaufbohrung (30, 130, 230, 330, 430, 530, 630, 730) 10 bis 50% des Nominaldurchmessers der Zulaufbohrung (30, 130, 230, 330, 430, 530, 630, 730) beträgt.
  3. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Zulaufbohrung (30, 130, 230, 330, 430, 530, 630, 730) im Bereich der mindestens einen Querschnittsverengung (32, 132, 232, 332, 432, 532, 632, 732) das 1–3fache des Durchmessers des Kühlölstrahls (23) beträgt.
  4. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querschnittsverengung (32) durch die Formgebung der Mantelfläche der Zulaufbohrung (30) gebildet ist.
  5. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querschnittsverengung (132, 232, 332, 432, 532, 632, 732) durch einen Blendenkörper (135, 235, 335, 435, 535, 635, 735) gebildet ist.
  6. Kolben nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Zulaufbohrung (130, 230, 330, 430, 530, 630, 730) mindestens eine umlaufende Nut (134, 234, 334, 434, 534, 634, 734) aufweist, in die der Blendenkörper (135, 235, 335, 435, 535, 635, 735) aufgenommen ist.
  7. Kolben nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Blendenkörper (135, 235, 335) als Blendenring ausgebildet ist.
  8. Kolben nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Blendenring (135, 235, 335) als geschlitzter außenspannender Ring ausgebildet ist.
  9. Kolben nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Blendenring (135, 235, 335) einen runden, ovalen, quadratischen, rechteckigen oder L-förmigen Querschnitt aufweist.
  10. Kolben nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Blendenkörper (435, 535, 635, 735) aus zwei Halbschalen (437a, 437b; 537a, 537b; 637a, 637b; 737a, 737b) gebildet ist, die jeweils mit einer umlaufenden Rille (438a, 438b; 538a, 538b; 638a, 638b; 738a, 738b) versehen sind, in die ein Spannring (441, 541, 641, 741) aufgenommen ist.
  11. Kolben nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Blendenkörper (435, 535, 635, 735) einen Zulaufstutzen (442, 542, 642, 742) mit einer in Strömungsrichtung des Kühlölstrahls (23) konisch sich verengenden inneren Mantelfläche (444, 544, 644, 744) und einen hülsenförmigen Auslaufstutzen (443, 543, 643, 743) aufweist.
  12. Kolben nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslaufstutzen (543, 643, 743) sich in Strömungsrichtung des Kühlölstrahls (23) konisch verjüngt.
  13. Kolben nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslaufstutzen (643, 743) einen sich in Strömungsrichtung des Kühlölstrahls (23) konisch aufweitenden Bund (646,746) aufweist.
  14. Kolben nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufstutzen (742) mit seiner äußeren Mantelfläche an der Innenwand der Zulaufbohrung (730) anliegt.
  15. Kolben nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Auslaufstutzen (443, 543, 643, 743) und der Innenwand der Zulaufbohrung (430, 530, 630, 730) ein Ringraum (445, 545, 645, 745) gebildet ist.
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