DE102011012758A1

DE102011012758A1 - Gekühlter Kolben und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102011012758A1
Application number: DE102011012758A
Authority: DE
Inventors: Matthias Laqua
Original assignee: KS Kolbenschmidt GmbH
Current assignee: KS Kolbenschmidt GmbH
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2012-09-06
Also published as: KR20140007381A; CN103380283A; JP2014508887A; JP6005071B2; WO2012116987A1; EP2681436A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolben (1) einer Brennkraftmaschine, aufweisend einen Kolbenboden (14) und einen Kühlkanal (9), in den ein Trennelement (10) mit zumindest einer Öffnung (13) positioniert ist, wodurch ein Druckraum (11) zwischen einen Teil der Wand des Kühlkanals (9) und des Trennelementes (10) entsteht, der mit Öl unter Druck mittels zumindest eines Ölzulaufs (15) befüllt ist, wobei das Öl aus der Öffnung (13) austritt und zumindest auf einen Bereich des Kühlkanals (9') auftrifft, so dass der Kolben kühlbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das unbearbeitete Trennelement (10) an der Wand des späteren Kühlkanals (9) positionierbar ist, so dass das Trennelement (10) im Rahmen der Herstellung des Kolbens (1) mit bearbeitbar ist, wobei dadurch die von der Bearbeitung des Kolbens (1) separate Bearbeitung des Trennelementes (10) entfällt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kolbens (1) einer Brennkraftmaschine.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben einer Brennkraftmaschine, aufweisend einen Kolbenboden und einen Kühlkanal, in den ein Trennelement mit zumindest einer Öffnung positioniert ist, wodurch ein Druckraum zwischen einem Teil der Wand des Kühlkanals und des Trennelementes entsteht, der mit Öl unter Druck mittels zumindest eines Ölzulaufs befüllt ist, wobei das Öl aus der Öffnung austritt und zumindest auf einem Bereich des Kühlkanals auftrifft, so dass der Kolben kühlbar ist, und ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens einer Brennkraftmaschine, der nach der Herstellung des Kolbens durch aufgespritztes Öl gekühlt wird, wobei das Öl aus einem Druckraum durch zumindest eine Öffnung eines Trennelementes, das in einem Kühlkanal des Kolbens positioniert ist und dadurch in dem Kühlkanal den mit Öl über zumindest einen Ölzulauf befüllbaren Druckraum zwischen einem Teil der Wand des Kühlkanals und des Trennelementes bildet, gezielt zumindest auf einen Bereich des Kühlkanals durch erzeugten Druck in dem mit Öl befüllten Druckraum gespritzt wird.
Aus der WO 2007/110056 A1 ist ein zweiteiliger Kolben bekannt, in dessen Kühlkanal eine parallel zum Kolbenboden angeordnete ringförmige Trennwand vorgesehen ist, die eine oder mehrere düsenartige Öffnungen aufweist, die derart angeordnet sind, dass ihr jeweiliger Austrittsstrahl gegen die Unterseite des Kolbenbodens ausgerichtet ist. Dabei ist der unterhalb der Trennwand befindliche Raum vorzugsweise vollständig mit Kühlöl gefüllt, so dass an der mindestens einen düsenartigen Öffnung ein besonders hoher Kühldruck anliegt und der Kühlölstrahl mit Ausstoß aus der Öffnung eine optimale Beschleunigung erfährt. Gemäß der WO 2007/110056 A1 ist die Trennwand zwischen der inneren oder äußeren Auflagefläche des zweiteiligen Kolbens und der dieser zugeordneten Stützfläche angeordnet, so dass sie besonders einfach zu montieren und zu befestigen ist. Alternativ ist es gemäß der WO 2007/110056 A1 möglich, dass die Trennwand als ein im Kolbenkopf oder im Kolbenschaft integriertes Wandteil ausgebildet ist, das bei der Herstellung des Kolbens mit gegossen wird. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung gemäß der WO 2007/110056 A1 ist die Trennwand in dem von dem Kolbenschaft gebildeten Bereich des Kühlkanals angeordnet.
Nachteilig bei diesem aus dem Stand der Technik bekannten Kolben ist, dass die Trennwand für den Kolben als separates Bauteil gefertigt wird und somit unabhängig von der Kolbenfertigung gefertigt wird. Eine schon in den Kolben eingegossene Trennwand hat daneben den Nachteil, dass die Trennwand und der Kühlkanal des Kolbens nach dem Gießvorgang nur eingeschränkt bearbeitet werden können.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen gut kühlbaren Kolben zu schaffen, der einfach und preisgünstig herstellbar ist und der die oben genannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das unbearbeitete Trennelement an der Wand des späteren Kühlkanals positionierbar ist, so dass das Trennelement im Rahmen der Herstellung des Kolbens mit bearbeitbar ist, wobei dadurch die von der Bearbeitung des Kolbens separate Bearbeitung des Trennelementes entfällt.
Vorteilhaft ist, dass das Trennelement im unbearbeiteten Zustand an der Wand des späteren Kühlkanals des Kolbens positionierbar ist, so dass eine von der Kolbenfertigung separate Fertigung des Trennelementes entfällt, da das Trennelement im Rahmen der Herstellung des Kolbens mit bearbeitet wird. Dadurch ist das Trennelement, wie aber auch der Kolben, einfach und preisgünstig herstellbar. Des Weiteren ist durch die Positionierung des unbearbeiteten Trennelementes an der Wand des späteren Kühlkanals des Kolbens eine automatische Bearbeitung des Kolbens zusammen mit dem Trennelement möglich, so dass dadurch Produktionskosten gesenkt werden und daneben die Produktionszeit reduziert wird. Weiterhin ist vorteilhaft, dass durch das erfindungsgemäße Trennelement die Betriebssicherheit des Kolbens erhöht wird, da der Kolben gut mit Hilfe des Trennelementes gekühlt wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht der Kolben aus einem Oberteil und einem Unterteil. Es ist möglich, das Oberteil und das Unterteil jeweils separat beispielsweise mittels eines urformenden Fertigungsverfahren, beispielsweise mittels Gießen, mittels eines umformenden Fertigungsverfahren, beispielsweise mittels Schmieden, und/oder mittels eines spanenden Fertigungsverfahrens, beispielsweise mittels Drehen, Fräsen und/oder Schleifen, herzustellen.
Das Oberteil und das Unterteil des Kolbens bestehen in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung aus einem gleichen Leichtmetallwerkstoff, wie beispielsweise Aluminium, Magnesium oder einer deren Legierungen, oder aus einem gleichen metallischen Werkstoff, wie beispielsweise einem Stahlwerkstoff oder einem Werkstoff für das Gießen. Alternativ ist es möglich, dass das Oberteil und das Unterteil jeweils aus einem unterschiedlichen der vorhergehend genannten Werkstoffe bestehen.
Das Oberteil grenzt an das Unterteil im zusammengebauten Zustand in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung zumindest an einer gemeinsamen, korrespondierenden Auflagefläche des Oberteils und des Unterteils an, so dass das Oberteil und das Unterteil einfach positionierbar sind.
Das Oberteil ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung mit dem Unterteil im zusammengebauten Zustand des Kolbens beispielsweise mittels zumindest einer Schraubenverbindung, Schweißverbindung, Pressverbindung, Klemmverbindung oder dergleichen verbunden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das unbearbeitete Trennelement an dem Oberteil befestigt, so dass das Trennelement im Rahmen der Bearbeitung des Oberteils mit bearbeitbar ist. Alternativ ist es möglich, dass das unbearbeitete Trennelement an dem Unterteil befestigt ist, so dass das Trennelement im Rahmen der Bearbeitung des Unterteils mit bearbeitbar ist. Es ist dabei möglich, dass das unbearbeitete Trennelement an dem Oberteil oder dem Unterteil mittels zumindest einer Schraubenverbindung, Schweißverbindung, Pressverbindung, Klemmverbindung oder dergleichen befestigt ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das unbearbeitete Trennelement ringförmig ausgebildet. Dabei ist es möglich, dass das unbearbeitete Trennelement sich aus mehreren Einzelstücken zusammensetzt, die beispielsweise zusammengesetzt eine umlaufende Ringform ergeben. Alternativ ist es möglich, dass der Kolben mehrere unbearbeitete Trennelemente als Einzelteile aufweist, die jeweils in einen unterbrochen ausgebildeten Kühlkanal eingesetzt sind. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das unbearbeitete Trennelement als ein einteiliger Ring ausgebildet, so dass der einteilige Ring in einem umlaufenden Kühlkanal positionierbar ist. Das unbearbeitete Trennelement kann beispielsweise aus einem Leichtmetallwerkstoff, wie beispielsweise Aluminium, Magnesium oder einer deren Legierungen, oder aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise einem Stahlwerkstoff oder einem Werkstoff für das Gießen, bestehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Öffnung des Trennelementes nach der Bearbeitung des Trennelementes düsenförmig ausgebildet. Es ist, möglich, dass das unbearbeitete Trennelement schon teilvorgefertigte Öffnungen aufweist, die im Rahmen der Bearbeitung düsenförmig ausgearbeitet werden. Alternativ ist es möglich, dass das unbearbeitete Trennelement keine Öffnungen aufweist, so dass die Öffnungen erst im Rahmen der Bearbeitung in das Trennelement eingearbeitet werden.
Mittels der düsenförmigen Öffnungen ist es möglich, dass das aus der Öffnung des Trennelementes austretende Öl gezielt auf zumindest einen Bereich der Wand des Kühlkanals, insbesondere auf zumindest einen Bereich auf der Unterseite des Kolbenbodens und/oder auf zumindest einen Bereich der der Ringpartie gegenüberliegenden Wand, ausgerichtbar ist. Die düsenförmig ausgebildete Öffnung des Trennelementes kann dabei beispielsweise die Form eines Kegels, Trichters, Rohrs, die Form einer Venturi-Düse oder dergleichen haben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung variiert die Anzahl der Öffnungen und/oder der Durchmesser der Öffnungen in dem Trennelement. Dadurch ist es möglich, dass zum Einen durch die Variation der Anzahl der Öffnungen gezielt zumindest ein Bereich der Wand des Kühlkanals, insbesondere zumindest ein Bereich auf der Unterseite des Kolbenbodens und/oder zumindest ein Bereich auf der der Ringpartie gegenüberliegenden Wand, mit Öl angespritzt wird, der besonders hohen Temperaturen während der Kraftstoffverbrennung ausgesetzt ist. Durch die Variation des Durchmessers der Öffnung in dem Trennelement ist es zum Anderen möglich, dass die Strahlbreite und/oder die Strahlgeschwindigkeit des austretenden Ölstrahls aus der Öffnung der jeweiligen Temperaturbelastung des Kolbens angepasst wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Trennelement mit der Wand des Kühlkanals mittels zumindest eines Dichtelementes, vorzugsweise mittels eines O-Ringes, abgedichtet. Wenn das unbearbeitete Trennelement an dem Oberteil befestigt ist und das Oberteil nach der gemeinsamen Bearbeitung sowohl des Oberteils als auch des Trennelementes mit dem separat bearbeiteten Unterteil verbunden wird, ist es möglich, dass der zwischen dem Trennelement und dem Unterteil sich bildende Spalt mittels eines Dichtelementes abgedichtet sind. Vorzugsweise ist die Fläche des Unterteils, die das Dichtelement direkt berührt, besonders passgenau gefertigt. Auch ist der Bereich des Trennelementes, der das Dichtelement, beispielsweise einen O-Ring, aufnimmt, besonders passgenau gefertigt. Das Trennelement kann beispielsweise zur Aufnahme eines O-Rings eine Nut oder dergleichen aufweisen. Unter einer passgenauen Fertigung ist eine Fertigung zu verstehen, bei der beispielsweise eine besonders gute Oberflächenqualität und eine besonders hohe Passgenauigkeit erreicht sind.
Alternativ ist es in einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung möglich, bei der das Trennelement an dem Unterteil befestigt wird, dass der sich zwischen Oberteil und Trennelement nach dem Zusammenbau des Kolbens sich bildende Spalt mit einem Dichtelement, wie beispielsweise einem O-Ring, abgedichtet wird. Die mit dem Dichtelement in Berührung kommende Fläche des Oberteils ist dabei besonders passgenau gefertigt. Auch das Trennelement kann in dieser alternativen Ausgestaltung beispielsweise zur Aufnahme eines O-Rings eine Nut oder dergleichen aufweisen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der Kolben zumindest eine Bolzenbohrung auf, die neben der Funktion der Aufnahme des Bolzens auch den Ölzulauf mit Öl befüllt. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass der Ölzulauf des Kolbens über eine separate Ölzufuhr befüllbar ist.
Des Weiteren beansprucht die Erfindung ein Verfahren zu Herstellung eines Kolben einer Brennkraftmaschine, bei dem das unbearbeitete Trennelement vor der Bearbeitung des Kolbens an der Wand des späteren Kühlkanals des Kolbens positioniert wird, so dass das Trennelement zusammen mit dem Kolben im Rahmen der Herstellung des Kolbens bearbeitet wird, wobei dadurch die von der Bearbeitung des Kolbens separate Bearbeitung des Trennelementes entfällt.
Der Kolben wird bevorzugt aus einem Oberteil und einem Unterteil hergestellt.
Das unbearbeitete Trennelement wird bevorzugt an dem Oberteil befestigt, so dass anschließend das Trennelement zusammen mit dem Oberteil bearbeitet wird. Alternativ wird bevorzugt das unbearbeitete Trennelement an dem Unterteil befestigt, so dass anschließend das Trennelement zusammen mit dem Unterteil bearbeitet wird.
Das Trennelement wird bevorzugt mit der Wand des Kühlkanals mittels zumindest eines Dichtelementes, vorzugsweise mittels eines O-Rings, abgedichtet.
Der Ölzulauf des Kolbens wird bevorzugt mittels zumindest einer Bolzenbohrung des Kolbens mit Öl befüllt. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass der Ölzulauf des Kolbens über eine separate Ölzufuhr befüllt wird.
In der Figur ist eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung dargestellt.
Es zeigt
1: einen erfindungsgemäßen Kolben im Schnitt in Seitenansicht.
1 zeigt einen fertig hergestellten Kolben 1 einer Brennkraftmaschine, der aus einem Oberteil 2 und einem Unterteil 3 besteht. Das Oberteil 2 weist eine über den Umfang des Kolbens umlaufende Ringpartie 4 mit drei Ringnuten zur Aufnahme nicht dargestellter Kolbenringe, eine Brennraummulde 5 im Bereich des Kolbenbodens 14 und einen Teil des Kühlkanals 9 in Form einer Aussparung auf. In dieser Aussparung ist gemäß 1 die Unterseite des Kolbenbodens 14 erkennbar. Das Unterteil 3 enthält im Beispiel mehrere Ölzuläufe 15, die in einer weiteren Aussparung münden, die einen Teil des Kühlkanals 9 bildet. Des Weiteren weist das Unterteil 3 gemäß 1 zwei Bolzenbohrungen 6 auf, die einen Bolzen aufnehmen, mittels dem ein Pleuel 7 mit dem Unterteil 3 bzw. dem Kolben 1 verbunden ist. Die beiden Bolzenbohrungen 6 befüllen auch die Ölzuläufe 15 kontinuierlich mit Öl.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist das Oberteil 2 auf dem Unterteil 3 im Bereich mehrerer sich korrespondierender Auflageflächen positioniert, wobei das Oberteil 2 mit dem Unterteil 3 mittels mehrerer Schraubenverbindungen 8 fest verbunden ist.
Vor dem Zusammenbau des Kolbens 1 gemäß 1 ist an der Wand des Kühlkanals 9 des unbearbeiteten Unterteils 3 ein unbearbeitetes Trennelement 10 positioniert, das mehrere Öffnungen 13 nach dessen Bearbeitung aufweist. Durch das Befestigen des unbearbeiteten Trennelementes 10 an dem unbearbeiteten Unterteil 3 ist das Trennelement 10 im Rahmen der Bearbeitung des Unterteils 3 mit bearbeitbar, wodurch die von der Bearbeitung des Kolbens 1 separate Bearbeitung des Trennelementes 10 entfällt. Das an dem Unterteil 3 befestigte Trennelement 10 ist im Ausführungsbeispiel als einteiliger Ring ausgebildet, so dass das Trennelement 10 den Kühlkanal 9 über dessen gesamten Umfang in zwei Bereiche, nämlich einen reduzierten Kühlkanal 9' und einen Druckraum 11, aufteilt. 1 zeigt das fertig bearbeitete Trennelement 10.
Der dabei zwischen einem Teil der Wand des Kühlkanals 9 und des Trennelementes 10 entstandene Druckraum 11 ist mit Öl unter Druck mittels der Ölzuläufe 15 befüllt. Zur Abdichtung des Druckraums 11 ist das Trennelement 10 mit der Wand des Kühlkanals 9 des Oberteils 2 mittels eines O-Rings 12 abgedichtet, der wie das Trennelement 10 den gesamten Kühlkanal 9 umläuft. Dadurch entsteht ein abgedichteter Druckraum 11, der über die Öffnungen 13 mit dem reduzierten Kühlkanal 9' verbunden ist. Der O-Ring 12 ist gemäß 1 in einer Nut positioniert, die das bearbeitete Trennelement 10 aufweist.
Die Öffnungen 13 des bearbeiteten Trennelementes 10 sind gemäß 1 düsenförmig, im Beispiel rohrförmig, ausgebildet. Dabei variiert im Ausführungsbeispiel die Anzahl der Öffnungen 13 und der Durchmesser der Öffnungen 13 in dem bearbeiteten Trennelement 10 über den gesamten Umfang des Kühlkanals 9. Dadurch sind Bereiche des Kühlkanals 9' besonders gut gekühlt, in denen die Anzahl der Öffnungen 13 sehr hoch ist und der Durchmesser der Öffnungen 13 für eine gute Kühlung passend angepasst ist.
Im Folgenden wird die Herstellung des Kolbens 1 gemäß 1 genauer beschrieben, der unter anderem aus einem Oberteil 2 und einem Unterteil 3 hergestellt wird.
Vor der Herstellung des Kolbens 1 werden zum Einen ein unbearbeitetes Trennelement 10 und ein unbearbeitetes Unterteil 3 hergestellt.
Zur Herstellung des Kolbens 1 wird das unbearbeitete, als Ring ausgebildete Trennelement 10 an der Wand des späteren Kühlkanals 9 des Unterteils 3 vor der nachfolgenden Bearbeitung des unbearbeiteten Unterteils 3 positioniert. Das unbearbeitete Trennelement 10 ist somit nach der Befestigung an dem unbearbeiteten Unterteil 3 als Kontur des unbearbeiteten Unterteils 3 zu sehen. Anschließend wird das an dem unbearbeiteten Unterteil 3 befestigte, unbearbeitete Trennelement 10 zusammen mit dem unbearbeiteten Unterteil 3 im Rahmen der Herstellung des Unterteils 3 bearbeitet. Dadurch entfällt die separate Bearbeitung des unbearbeiteten Trennelementes 10 und des unbearbeiteten Unterteils 3. Das unbearbeitete Trennelement 10 weist keine Öffnungen 13 auf. In dem Trennelement 10 werden somit während der Bearbeitung die Öffnungen 13 eingebracht und mit bearbeitet. Neben der Bearbeitung des Trennelementes 10 im Rahmen der Bearbeitung des Unterteils 3 werden auch in dem Unterteil 3 beispielsweise die Bolzenbohrungen 6, die Ölzuläufe 15 und die Schaftelemente (nicht dargestellt) des Kolbens 1 eingebracht und mit bearbeitet. Die Ölzuläufe 15 sind im Ausführungsbeispiel Bohrungen.
Separat zur Herstellung des Unterteils 3 zusammen mit dem Trennelement 10 wird zum Anderen das Oberteil 2 hergestellt und bearbeitet. Gemäß 1 werden im Rahmen der Bearbeitung des Oberteils 2 beispielsweise die Brennraummulde 5 und die Ringpartie 4 mit eingebracht.
Sowohl bei der Bearbeitung des Oberteils 2 als auch des Unterteils 3 zusammen mit dem Trennelement 10 werden jeweils die Bereiche des späteren Kühlkanals 9 in Form von jeweils einer Aussparung und die korrespondierenden Auflageflächen für Oberteil 2 und Unterteil 3 eingebracht und mit bearbeitet. Insbesondere wird auch der Bereich des Oberteils 2 an der Wand des späteren Kühlkanals 9 passgenau bearbeitet, an der ein O-Ring 12 zum Abdichten des späteren Druckraumes 11 anliegt.
Im Rahmen der Herstellung und nach dem Zusammenbau des Kolbens 1 wird das Trennelement 10 mit der Wand des Kühlkanals 9 mittels zumindest des O-Rings 12 gemäß 1 abgedichtet, der wie das Trennelement 10 den gesamten Kühlkanal 9 umläuft. Unter einer passgenauen Bearbeitung ist dabei eine besonders gute Bearbeitung insbesondere bezüglich der Oberflächenqualität und Passgenauigkeit zu verstehen.
Nach der Herstellung und des Zusammenbaus des Kolbens 1 und während des Betriebs des Kolbens 1 in einer Brennkraftmaschine tritt das sich mittels der Zuführung unter Druck in dem Druckraum 11 befindende Öl kontinuierlich aus den Öffnungen 13 aus. Dazu strömt das Öl kontinuierlich mit einem bestimmten Druck und einem bestimmten Volumenstrom über die Ölzuläufe 15 in den Druckraum 11, so dass ein Druck in dem Druckraum 11 entsteht, der über die Öffnungen 13 mittels kontinuierlichen Ausspritzens des Öls entweicht. Durch den kontinuierlich erzeugten Druck in dem Druckraum 11 verteilt sich dabei das Öl über den gesamten Umfang des Druckraums 11 in dem Kolben 1.
Indem das Öl aus den Öffnungen 13 austritt und zumindest auf einen Bereich der Wand des reduzierten Kühlkanals 9', insbesondere auf zumindest einen Bereich der Unterseite des Kolbenbodens 14 und auf zumindest einen Bereich der der Ringpartie 4 gegenüberliegenden Wand, auftrifft, wird der Kolben 1 kontinuierlich und gut gekühlt. Durch die gezielte Kühlung des Kolbens 1 mittels der aus den Öffnungen 13 stetig austretenden Ölstrahlen wird dabei insbesondere die Oberflächentemperatur im Bereich der Brennraummulde 5 und dem Bereich der Ringpartie 4 reduziert. Durch die austretenden Ölstahlen wird generell aber auch die Temperatur des Kolbens 1 während des Betriebs des Kolbens 1 in einer Brennkraftmaschine reduziert.
Um eine optimale Kühlung des Kolbens 1 während des Betriebs zu erreichen, ist die Anzahl der Düsen und deren Durchmesser aufeinander abgestimmt, wobei die Abstimmung so erfolgen muss, dass der Druck, mit dem das Öl aus dem Druckraum 11 über die Öffnungen 13 ausströmt, einen Ölkohleaufbau im Bereich des Kühlkanals 9 verhindert.
Das Ausspritzen des sich unter Druck in dem Druckraum 11 befindlichen Öls aus dem Druckraum 11 wird durch einen sogenannten Shaker-Effekt während der Bewegung und Betriebs des Kolbens 1 in der Brennkraftmaschine noch zusätzlich verstärkt. Mittels des Shaker-Effekts wird das Öl aus dem Druckraum 11 aufgrund der Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens 1 in der Brennkraftmaschine, vor allem jedoch in der Abwärtsbewegung 1 des Kolbens in Richtung Pleuel 7, aufgrund seiner Massenträgheit aus den Öffnungen 13 herausgeschleudert.
Das aus den Öffnungen 13 in den reduzierten Kühlkanal 9' herausgeschleuderte Öl unterliegt ausschließlich dem Shaker-Effekt. Das herausgeschleuderte Öl wird anschließend über nicht in der 1 dargestellte Durchlassöffnungen aus dem reduzierten Kühlkanal 9' und aus dem Kolben 1 abgeführt.
Bezugszeichenliste

1: Kolben
2: Oberteil
3: Unterteil
4: Ringpartie
5: Brennraummulde
6: Bolzenbohrung
7: Pleuel
8: Schraubenverbindung
9: Kühlkanal
9': Kühlkanal (reduziert)
10: Trennelement
11: Druckraum
12: O-Ring
13: Öffnung
14: Kolbenboden
15: Ölzulauf

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2007/110056 A1 [0002, 0002, 0002, 0002]

Claims

Kolben (1) einer Brennkraftmaschine, aufweisend einen Kolbenboden (14) und einen Kühlkanal (9), in den ein Trennelement (10) mit zumindest einer Öffnung (13) positioniert ist, wodurch ein Druckraum (11) zwischen einem Teil der Wand des Kohlkanals (9) und des Trennelementes (10) entsteht, der mit Öl unter Druck mittels zumindest eines Ölzulaufs (15) befüllt ist, wobei das Öl aus der Öffnung (13) austritt und zumindest auf einen Bereich des Kohlkanals (9') auftritt, so dass der Kolben (1) kühlbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das unbearbeitete Trennelement (10) an der Wand des späteren Kühlkanals (9) positionierbar ist, so dass das Trennelement (10) im Rahmen der Herstellung des Kolbens (1) mit bearbeitbar ist, wobei dadurch die von der Bearbeitung des Kolbens (1) separate Bearbeitung des Trennelementes (10) entfällt.
Kolben (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) aus einem Oberteil (2) und einem Unterteil (3) besteht.
Kolben (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das unbearbeitete Trennelement (10) an dem Oberteil (2) befestigt ist, so dass das Trennelement (10) im Rahmen der Bearbeitung des Oberteils (2) mit bearbeitbar ist.
Kolben (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das unbearbeitete Trennelement (10) an dem Unterteil (3) befestigt ist, so dass das Trennelement (10) im Rahmen der Bearbeitung des Unterteils (3) mit bearbeitbar ist.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das unbearbeitete Trennelement (10) ringförmig, vorzugsweise als einteiliger Ring, ausgebildet ist.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (13) des Trennelementes (10) nach der Bearbeitung des Trennelementes (10) düsenförmig ausgebildet ist.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Öffnungen (13) und/oder der Durchmesser der Öffnungen (13) in dem Trennelement (10) variiert.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (10) mit der Wand des Kühlkanals (9) mittels zumindest eines Dichtelementes, vorzugsweis mittels eines O-Rings (12), abgedichtet ist.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) zumindest eine Bolzenbohrung (6) aufweist, die neben der Funktion der Aufnahme des Bolzens auch den Ölzulauf (15) mit Öl befüllt.
Verfahren zur Herstellung eines Kolbens (1) einer Brennkraftmaschine, der nach der Herstellung des Kolbens (1) durch aufgespritztes Öl gekühlt wird, wobei das Öl aus einem Druckraum (11) durch zumindest eine Öffnung (13) eines Trennelementes (10), das in einem Kühlkanal (9) des Kolbens (1) positioniert ist und dadurch in dem Kühlkanal (9) den mit Öl über zumindest einen Ölzulauf (15) befüllbaren Druckraum (11) zwischen einem Teil der Wand des Kühlkanals (9) und des Trennelementes (10) bildet, gezielt zumindest auf einen Bereich des Kühlkanals (9') durch erzeugten Druck in dem mit Öl befüllten Druckraum (11) gespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das unbearbeitete Trennelement (10) vor der Bearbeitung des Kolbens (1) an der Wand des späteren Kühlkanals (9) des Kolbens (1) positioniert wird, so dass das Trennelement (10) zusammen mit dem Kolben (1) im Rahmen der Herstellung des Kolbens (1) bearbeitet wird, wobei dadurch die von der Bearbeitung des Kolbens (1) separate Bearbeitung des Trennelementes (10) entfällt.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) aus einem Oberteil (2) und einem Unterteil (3) hergestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das unbearbeitete Trennelement (10) an dem Oberteil (2) befestigt wird, so dass anschließend das Trennelement (10) zusammen mit dem Oberteil (2) bearbeitet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das unbearbeitete Trennelement (10) an dem Unterteil (3) befestigt wird, so dass anschließend das Trennelement (10) zusammen mit dem Unterteil (3) bearbeitet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (10) mit der Wand der Kühlkanals (9) mittels zumindest eines Dichtelementes, vorzugsweise mittels eines O-Rings (12), abgedichtet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölzuflauf (15) des Kolbens (1) mittels zumindest einer Bolzenbohrung (6) des Kolbens (1) mit Öl befüllt wird.