DE102011085448A1

DE102011085448A1 - Kolben und Pleuel für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102011085448A1
Application number: DE102011085448A
Authority: DE
Inventors: Volker Gniesmer
Original assignee: KS Kolbenschmidt GmbH
Current assignee: KS Kolbenschmidt GmbH
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-05-02
Also published as: EP2771558A1; US20150027401A1; WO2013060498A1; EP2771558B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolben (1) einer Brennkraftmaschine, der einen Kolbenboden (2) mit einem Ringfeld (3) sowie ein an den Kolbenboden (2) angeordnetes Schaftteil aufweist, wobei das Schaftteil zumindest zwei tragende Schaftwandabschnitte (4a, 4b) aufweist und die tragenden Schaftwandabschnitte (4a, 4b) über zumindest zwei gegenüber dem Kolbenaußendurchmesser zurückliegende schräg gestellte Kastenwände (5) miteinander verbunden sind, wobei in der Kastenwand (5) jeweils eine Bolzennabe (9) zur Aufnahme eines Kolbenbolzens angeordnet ist und der eine Schaftwandabschnitt (4a) die Druckseite und der andere Schaftwandabschnitt (4b) die Gegendruckseite bildet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die innenliegende Fläche der Bolzennabe (9) bezogen auf die Kolbenmitte bündig zur Fläche der zugehörigen Kastenwand (5) verläuft und die Kastenwand (5) im Verlauf quer zur Richtung der Bolzennabe (9) einen konkaven Verlauf aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Pleuel einer Brennkraftmaschine.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben einer Brennkraftmaschine, der einen Kolbenboden mit einem Ringfeld sowie ein an dem Kolbenboden angeordnetes Schaftteil aufweist, wobei das Schaftteil zumindest zwei tragende Schaftwandabschnitte aufweist und die tragenden Schaftwandabschnitte über zumindest zwei gegenüber dem Kolbenaußendurchmesser zurückliegende schräg gestellte Kastenwände miteinander verbunden sind, wobei in der Kastenwand jeweils eine Bolzennabe zur Aufnahme eines Kolbenbolzens angeordnet ist und der eine Schaftwandabschnitt die Druckseite und der andere Schaftwandabschnitt die Gegendruckseite bildet. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Pleuel einer Brennkraftmaschine, aufweisend ein Pleuelauge zur Aufnahme eines Kolbenbolzens, wobei der Pleuel mit dem Kolben zusammenwirkt.
Aus der DE 101 45 589 B4 ist ein Kolben bekannt, der einen Kolbenboden, ein Ringfeld sowie einen Kolbenschaft aufweist, bestehend aus tragenden Schaftwandabschnitten und zurückliegenden Verbindungswänden, die die Schaftwandabschnitte miteinander verbinden, und in Richtung einer Bozenachse zu einer Kolbenachse zurückgesetzten Bolzennaben, welche die Verbindungswände durchdringen. in diesem Kolben sind die Verbindungswände im Bereich ihres umlaufenden unteren Randes konvex zu einer Achse und im Bereich ihres oberen Randes unterhalb des Ringfeldes konkav zu der Achse ausgebildet, wobei die Breite der Schaftwandabschnitte am unteren Rand in etwa der Breite der Schaftwandabschnitte unterhalb des Ringfeldes entspricht.
Solche aus dem Stand der Technik bekannte Kolben unterliegen wegen der hohen Drehzahlen während des Betriebs in einer Brennkraftmaschine einer hohen Massenkraftbelastung. Eine durch konstruktive Maßnahmen durchgeführte Reduzierung des Kolbengewichts führt zu einer Reduzierung der oszillierenden Masse während des Betriebes in einer Brennkraftmaschine, wodurch auch die Massenkraftbelastung am Bauteil verringert wird. Aufgrund dieser durchgeführten Gewichtsreduzierung am Kolben kommt es jedoch nachteilig zu einer Steifigkeitsverringerung des Kolbens, was sich negativ auf das Betriebsverhalten des Kolbens in einer Brennkraftmaschine sowie auch negativ auf das Verschleiß- und Festigkeitsverhalten des Kolbens auswirkt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Gewicht des Kolbens so zu reduzieren, dass gleichzeitig eine ausreichende Steifigkeit des Kolbens beibehalten wird. Ferner ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Pleuel zur Verwendung mit einem solchen gewichtsoptimierten und mit hoher Steifigkeit ausgestatteten Kolben zu entwickeln.
Die eine Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die innenliegende Fläche der Bolzennabe bezogen auf die Kolbenmitte bündig zur Fläche der zugehörigen Kastenwand verläuft und die Kastenwand im Verlauf quer zur Richtung der Bolzennabe einen konkaven Verlauf aufweist. Unter einem bündigen Verlauf ist gemeint, dass die Bolzennabe in Richtung Kolbenmitte integraler Bestandteil der Kastenwand ist und dass die Bolzennabe durch die Kastenwand begrenzt wird, wobei die Bolzennabe nicht aus der Kastenwand in Richtung Kolbenmitte hervorsteht. Ferner wird die weitere Aufgabe dadurch gelöst, dass der Pleuel eine Form aufweist, an die der konkave Verlauf der jeweiligen Kastenwand angepasst ist.
Vorteilhaft bei einem solchen erfindungsgemäßen Kolben ist, dass das Gewicht des Kolbens verringert wird, wobei gleichzeitig eine ausreichend hohe Steifigkeit des Kolbens durch den Verlauf der Kastenwand und die Anordnung der Bolzennabe im Kolben erreicht wird. Ferner werden vorteilhaft die Kraftabstände bei den oszillierenden Massenkräften und Gaskräften verringert, wodurch es zur Abstützungsabstandsverringerung der Bolzenreaktionskräfte kommt. Daneben wird durch den erfindungsgemäßen Kolben die Belastung durch Massenkräfte reduziert. Des Weiteren weist der erfindungsgemäße Kolben eine hohe Freßsicherheit, eine optimale Führung und ausreichende Abstützung beim Betrieb in einer Brennkraftmaschine auf. Durch das Anpassen des Kolbens an das Pleueldesign werden diese Effekte noch werter verstärkt sowie verbessert.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens weisen die beiden Kastenwände einen konkaven, vorzugsweise einen sich spiegelbildlich entsprechenden konkaven, Verlauf derart auf, dass durch die beiden Kastenwände annähernd eine gleichförmige X-Form entsteht, so dass ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. Die X-Form wird dadurch gebildet, dass jeweils eine Kastenwand eine Seite des sich etwa ausbildenden X bildet, wobei die Kastenwände sich selbst nicht im Berührungspunkt der beiden X-Schenkelseiten berühren.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens weisen die beiden Kastenwände einen konkaven Verlauf derart auf, dass durch die beiden Kastenwände annähernd eine ungleichförmige X-Form entsteht, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens ist der jeweils aus dem Schaftwandabschnitt gebildete Abschnittswinkel zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich, so dass dadurch ein gleichförmiger Verlauf der X-Form der Kastenwände entsteht und somit ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. Der erfindungsgemäße Kolben weist zwei Schaftwandabschnitte auf, von denen ein Schaftwandabschnitt die Druckseite und ein Schaftwandabschnitt die Gegendruckseite bildet. Der Abschnittswinkel der Druckseite und der Gegendruckseite wird jeweils zwischen den beiden Berührpunkten von zugehörigem Schaftwandabschnitt und den beiden zugehörigen Kastenwänden bezogen auf die Hubachse des Kolbens gemessen. Dabei verläuft die Hubachse des Kolbens in dessen Hubrichtung in der Brennkraftmaschine mittig durch den Kolben.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens sind die Abschnittswinkel zwischen Druckseite und Gegendruckseite des Kolbens unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. Bei ungleichen von dem Schaftwandabschnitt gebildeten Abschnittswinkeln zwischen Druckseite und Gegendruckseite entsteht ein ungleichförmiger Verlauf der X-Form der Kastenwände. Bei solchen ungleichen Abschnittswinkeln entsteht ein asymmetrischer Kolben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens sind die Abmessungen der Schaftwandabschnitte gleich, so dass ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. Bei identischen Abmessungen der Schaftwandabschnitte von Druckseite und Gegendruckseite entsteht somit ein etwa symmetrischer Kolben.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens sind die Abmessungen der Schaftwandabschnitte des Kolbens unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. Der Schaftwandabschnitt auf der Druckseite und der Schaftwandabschnitt auf der Gegendruckseite unterscheiden sich bei einem asymmetrischen Kolben darin, dass der eine Schaftwandabschnitt vom Kolbenboden in Richtung Hubachse und Pleuel gesehen, das heißt in Richtung Kolbenunterseite, jeweils zumindest eine unterschiedliche Abmessung gegenüber dem anderen Schaftwandabschnitt aufweist. Alternativ oder ergänzend weist bei einem asymmetrischen Kolben der eine Schaftwandabschnitt in Richtung Schaftwandabschnittverlauf gesehen jeweils zumindest eine unterschiedliche Abmessung gegenüber dem anderen Schaftwandabschnitt auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens ist die Dicke der Schaftwandabschnitte zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich, so dass ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. Die Dicke der Schaftwandabschnitte bezieht sich dabei auf eine Ebene, die senkrecht zur Hubachse angeordnet ist.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens ist die Dicke der Schaftwandabschnitte des Kolbens zwischen Druckseite und Gegendruckseite unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. Bei ungleicher Dicke der Schaftwandabschnitte zwischen Druckseite und Gegendruckseite bezogen auf eine Ebene senkrecht zur Hubachse entsteht ein asymmetrischer Kolben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens ist die Breite der Kastenwände zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich, so dass ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. Ein etwa symmetrischer Kolben entsteht dadurch, dass die spiegelbildlichen Seiten bezogen auf eine Spiegelebene sich entsprechen. Die Spiegelebene wird dabei durch eine Ebene, die durch die Hubachse und die Achse der Bolzennabe aufgespannt wird, und eine weitere Ebene gebildet, wobei die weitere Ebene durch die Hubachse und eine Quer-Achse aufgespannt wird, wobei diese Quer-Achse quer zur Hubachse und quer zur Achse der Bolzennabe verläuft.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens ist die Breite der Kastenwände zwischen Druckseite und Gegendruckseite unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. Bei einem asymmetrischen Kolben kann die Breite der einen Kastenwand jeweils spiegelbildlich bezogen auf die Spiegelebene zwischen Druckseite und Gegendruckseite in Richtung Hubachse gegenüber der anderen Kastenwand variieren. Alternativ oder ergänzend ist es bei einem asymmetrischen Kolben möglich, dass die Breite der jeweiligen Kastenwand gegenüber der anderen Kastenwand zwischen Druckseite und Gegendruckseite in Richtung der Quer-Achse variiert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens steht die Bolzennabe aus der zugehörigen Kastenwand in Richtung Kolbenaußenseite hervor. Dadurch wird ein Teil der Bolzennabe durch die Kastenwand selbst gebildet. Die Bolzennabe ist folglich integraler Bestandteil der Kastenwand, wobei es zu keinem Hervorstehen der Bolzennabe in Richtung Kolbeninnenseite, das heißt Kolbenmitte, kommt und die Kastenwand mit der Bolzennabe eine einzige durchgehende Fläche bezogen auf die Kolbeninnenseite bildet. Die Kastenwand nimmt dabei im Bereich der Kolbenmitte die gleiche Form wie die Bolzennabenfläche an. In Richtung Kolbenaußenseite erstreckt sich der Hauptkörper der jeweiligen Bolzennabe aus der jeweils zugehörigen Kastenwand selbst.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens steht die Bolzennabe auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbenbodens an der Kastenwand aus der Kastenwand hervor. Dadurch erstreckt sich ein Teil der Bolzennabe aus der Kastenwand im Bereich der Kolbenunterseite heraus.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens weist auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbenbodens die Fläche der Kastenwand in Richtung Kolbenaußenseite an der Kastenwand einen Bund auf, der zur Aufnahme von Seitenkräften die Kastenwand verstärkt. Ein solcher Bund kann als Materialanhäufung sowohl eine runde, ovale, tropfenförmige und/oder beliebig andere Form aufweisen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens weist der Bund quer zur Richtung des Verlaufs der Bolzennabe und parallel zum Verlauf der Kastenwände gleiche Abmessungen auf, so dass sich gleiche Bandausprägungen zwischen Druckseite und Gegendruckseite ergeben, wodurch ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. Mittels eines Verlaufs quer zur Richtung des Verlaufs der Bolzennabe und parallel zum Verlauf der Kastenwände ist ein Verlauf definiert, mittels dem die jeweilige Kastenwand von einer Seite der Kastenwand, beispielsweise die Seite im Bereich der Druckseite, zur gegenüberliegenden anderen Seite derselben Kastenwand, beispielsweise die Seite im Bereich der Gegendruckseite, durchlaufen wird. Alternativ ist ein umgekehrter Verlauf auch von der Seite im Bereich der Gegendruckseite in Richtung der Seite im Bereich der Druckseite möglich.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens sind die Abmessungen des Bundes quer zur Richtung des Verlaufs der Bolzennabe und parallel zum Verlauf der Kastenwände unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. Bei ungleichen Abmessungen des Bundes jeder Kastenwandseite quer zur Richtung des Verlaufs der Bolzennabe und parallel zum Verlauf der Kastenwände entsteht ein asymmetrischer Kolben durch ungleiche Bandausprägung der jeweiligen Kastenwand. Alternativ oder ergänzend kann der Bund der einen Kastenwand zu dem Bund der anderen Kastenwand im korrespondierenden Bereich unterschiedlich ausgeprägt sein, so dass sich dadurch auch ein asymmetrischer Kolben ausbildet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens weist der Kolbenboden zumindest einen den Kolben teilumlaufenden Hinterschnitt auf, der mittels zumindest einer Rippe verstärkt ist. Ein solcher teilumlaufender Hinterschnitt führt zu einer Reduzierung des Gewichts des Kolbens und durch die zumindest eine Rippe in dem zumindest einen Bereich des teilumlaufenden Hinterschnitts wird gleichzeitig eine hohe Steifigkeit des Kolbens erreicht. Bevorzugt verläuft dabei ein teilumlaufender Hinterschnitt im Bereich des Kolbenbodens um eine einzige Kastenwand des Kolbens herum, wobei dabei der Hinterschnitt gegenüber der Kastenwand in Richtung der Kolbenaußenseite angeordnet ist Der teilumlaufende Hinterschnitt kann dabei eine längliche, ovale, runde, tropfenförmige und/oder beliebige andere Form aufweisen. Die Rippe kann dabei eine Wulstform, Mauerform, Nahtform oder dergleichen aufweisen.
Dabei ist es möglich, dass die Rippe ausschließlich im Bereich des teilumlaufenden Hinterschnitts angeordnet ist. Ergänzend ist es möglich, dass eine Rippe auch außerhalb des Bereichs des teilumlaufenden Hinterschnitts angeordnet ist. Bevorzugt weist die Rippe außerhalb des Bereichs des teilumlaufenden Hinterschnitts die gleiche oder alternativ eine korrespondierende Ausgestaltung wie die Rippe auf, die im Bereich des teilumlaufenden Hinterschnitts angeordnet ist. Besonders bevorzugt geht die Rippe, angeordnet im Bereich des teilumlaufenden Hinterschnitts, in die Rippe, angeordnet außerhalb des Bereichs des teilumlaufenden Hinterschnitts, passend über, so dass sich somit eine einzige Rippe im Kolben ausbildet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens weist die Rippe in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben parallel zum Verlauf des Kolbenbodens einen wellenförmigen, vorzugsweise einen sinusförmigen wellenartigen, Verlauf auf. Ein Verlauf in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben ist ein Verlauf, der senkrecht zur Verbindungachse zwischen Druckseite und Gegendruckseite des Kolbens verläuft. Ein Verlauf parallel zum Verlauf des Kolbenbodens definiert einen Verlauf zu einer Ebene, die parallel zu der Fläche der Kolbenoberseite im Bereich des Kolbenbodens verläuft. Unter einer Wellenform ist dabei ein Verlauf zu verstehen, der bei Betrachtung in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben parallel zum Verlauf des Kolbenbodens dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kante der Rippe im Verlauf in Richtung Bolzennaben Täler und Höhen parallel zum Kolbenboden aufweist, die gleich und/oder unterschiedlich ausgeprägt seien können. Ferner kann ein solcher wellenförmiger Verlauf periodisch oder aperiodisch sein. Ein sinusförmiger wellenartiger Verlauf ist auch unter dem Begriff Omega-förmiger Verlauf bekannt. Bei einem symmetrischen Verlauf der Rippe im Kolben entsteht ein symmetrischer Kolben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens weist die Rippe in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben quer zum Verlauf des Kolbenbodens einen wellenförmigen, vorzugsweise einen sinusförmigen wellenartigen, Verlauf auf. Ein Verlauf quer zum Verlauf des Kolbenbodens definiert einen Verlauf zu einer Ebene, die quer zu der Fläche der Kolbenoberseite im Bereich des Kolbenbodens verläuft. Unter einer Wellenform in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben quer zum Verlauf des Kolbenbodens ist dabei ein Verlauf zu verstehen, der bei Betrachtung in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben quer zum Verlauf des Kolbenbodens dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kante der Rippe im Verlauf in Richtung der Bolzennaben Täler und Höhen quer zum Kolbenboden aufweist, die gleich und/oder unterschiedlich ausgeprägt seien können. Ferner kann ein solcher wellenförmiger Verlauf periodisch oder aperiodisch sein. Bei einem symmetrischen Verlauf der Rippe im Kolben entsteht ein symmetrischer Kolben.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens ist der Verlauf der Rippe in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben quer und/oder parallel zum Verlauf des Kolbenbodens unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. Beispielsweise ist der Verlauf der Rippe asymmetrisch wellenartig, bevorzugt asymmetrisch sinusförmig wellenartig, bei einem asymmetrischen Kolben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens weist die Rippe in ihrem Verlauf gleiche Abmessungen auf, so dass ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. Die Abmessungen der Rippe bezieht sich dabei auf die Länge der Rippe bezogen vom Kolbenboden in Richtung Pleuel, das heißt Kolbenunterseite, und/oder auf die Dicke der Rippe bezogen auf eine Ebene senkrecht zur Hubachse. Ein etwa symmetrischer Kolben entsteht folglich dadurch, dass die Länge der Rippe und/oder die Dicke der Rippe jeweils bei korrespondierenden Bereichen im Kolben gleich sind. Alternativ oder ergänzend entsteht ein etwa symmetrischer Kolben dadurch, dass bei mehreren Rippen diese zueinander in den korrespondierenden Bereichen gleich sind.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens sind die Abmessungen der Rippe in ihrem Verlauf zwischen Druckseite und Gegendruckseite unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. Ein asymmetrischer Kolben entsteht folglich dadurch, dass die Rippe in ihrem Verlauf ungleiche Abmessungen aufweist. Alternativ oder ergänzend entsteht ein asymmetrischer Kolben durch eine Variation der Abmessungen von mehreren unterschiedlichen Rippen in einem Kolben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens ist die Dicke der Rippe in ihrem Verlauf zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich, so dass ein etwa symmetrischer Kolben entsteht.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens ist die Dicke der Rippe in ihrem Verlauf zwischen Druckseite und Gegendruckseite unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die zumindest eine Anbindung von dem Bereich des Ringfeldes zum Bereich des Kolbenbodens hin gleich, so dass ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. Der Anbindungsbereich ist ein Bereich zwischen Ringfeldbereich und Kolbenbodenbereich des Kolbens, wobei dieser Bereich jeweils auf die Rückwand von Ringfeldbereich und Kolbenbodenbereich bezogen ist. Der Anbindungsbereich ist zur Beherrschung der unterschiedlichen Seitenkräfte auf den Kolben und/oder der Verformungen des Kolbens während des Betriebs in einer Brennkraftmaschine passend gestaltet. Die Anbindung im Anbindungsbereich weist dazu bevorzugt zumindest einen Radius und/oder zumindest eine bestimmte Abmessung auf.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens ist die zumindest eine Anbindung von dem Bereich des Ringfeldes zum Bereich des Kolbenbodens hin unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. Bei einem asymmetrischen Kolben ist beispielsweise der Anbindungsbereich auf der Seite der Druckseite des Kolbens von seinen Abmessungen her größer, das heißt dicker, ausgebildet als der Anbindungsbereich auf der Seite der Gegendruckseite, so dass dadurch die während des Betriebs des Kolbens auftretenden Seitenkräfte auf den Kolben und/oder Verformungen des Kolbens besser beherrschbar sind. Alternativ oder ergänzend ist es beispielsweise auch möglich, den Radius der Anbindung im Anbindungsbereich zu verändern, so dass dadurch auch ein asymmetrischer Kolben entsteht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens besteht der Kolben aus zumindest zwei Bauteilen, wobei ein Bauteil zumindest einen Kolbenboden und das andere Bauteil zumindest die Kastenwände aufweist, wobei der Bereich zwischen den Kastenwänden und dem Kolbenboden zumindest eine Art von Verbindung aufweist. Ein solcher zweiteiliger Kolben kann beispielsweise mittels einer Reibschweißverbindung, Schraubenverbindung, Pressverbindung und/oder dergleichen verbunden werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens ist die Kolbeninnenform mittels eines einteiligen Kerns herstellbar, insbesondere gießbar. Dadurch ist eine besonders einfache und schnelle Herstellung der Kolbeninnenform in dem Kolben beispielsweise mittels des Gießverfahrens möglich, indem beispielsweise die Kolbeninnenform mittels eines einteilig ausformbaren Kerns während des Gießens des gesamten Kolbens direkt mit gegossen wird.
Der Pleuel weist in einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Trapezform im Bereich des Pleuelauges auf, wobei dieses Pleuelauge den Kolbenbolzen aufnimmt. Die Form des Pleuels bestimmt die Form und Lage der jeweiligen Kastenwand in dem Kolben. Bevorzugt weist der Pleuel zwei Pleuelaugen auf, von denen das in seinen Abmessungen kleinere Pleuelauge den Kolbenbolzen aufnimmt. In dem Bereich des kleineren Pleuelauges weist der Pleuel eine Trapezform auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels erstreckt sich der Winkel der Trapezform des Pleuels zwischen 8° und 25°, vorzugsweise zwischen 15° und 20°, je Trapezseite.
In den vier Figuren ist eine bevorzugte Ausgestaltung gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigen
1: einen Ausschnitt eines Kolbens in Seitenansicht im Schnitt,
2: einen Ausschnitt des Kolbens in Ansicht aus Pleuelrichtung in Richtung Kolbenboden gesehen im Schnitt A-A,
3: einen Ausschnitt des Kolbens in Ansicht aus Pleuelrichtung in Richtung Kolbenboden gesehen im Schnitt B-B und
4: eine vereinfachte Darstellung des Verlaufs der Rippen und Kastenwände im Kolben.
In den drei 1 bis 3 ist jeweils nur eine Seite eines Kolben 1 einer Brennkraftmaschine als Ausschnitt vereinfacht dargestellt. Gemäß den 1 bis 3 ist nur die linke Seite des Kolbens 1 dargestellt. Gemäß 1 ist der Kolben 1 in Seitenansicht im Schnitt dargestellt, wobei die Schnittebene durch eine Hubachse 6 des Kolbens verläuft. Gemäß den 2 und 3 verläuft der A-A Schnitt und B-B Schnitt jeweils durch eine Ebene, die von einer Bolzenachse 8 und einer Quer-Achse 7 des Kolbens 1 aufgespannt wird und parallel dazu verschoben wird. Die Quer-Achse 7 verläuft dabei senkrecht zu der Bolzenachse 8 und der Hubachse 6. Im Ausführungsbeispiel ist der Kolben 1 als Kolben für eine Ottobrennkraftmaschine ausgebildet, wobei der Kolben 1 als einteiliges Bauteil ausgebildet ist.
Gemäß 1 weist der Kolben 1 einen Kolbenboden 2 auf. Der Kolbenboden 2 des Kolbens 1 weist dabei ein den Kolben 1 vollständig umlaufendes (vereinfacht dargestelltes) Ringfeld 3 auf. Gemäß 1 weist der Kolben 1 im Ausführungsbeispiel gleiche Anbindungen im Bereich der Rückwand von dem Bereich des Ringfeldes 3 zum Bereich des Kolbenbodens 2 hin über den Umfang des Kolbens 1 gesehen auf. Der Anbindungsbereich 14 ist der Bereich zwischen jeweiliger Rückwand von Ringfeld 3 und Kolbenboden 2. Im Ausführungsbeispiel ist gemäß 1 die Anbindung im Anbindungsbereich 14 als Radius ausgebildet.
Gemäß 3 weist der Kolben 1 ein an dem Kolbenboden 2 angeordnetes Schaftteil auf, wobei das Schaftteil im Ausführungsbeispiel zwei tragende Schaftwandabschnitte 4a, 4b aufweist. Der eine Schaftwandabschnitt 4a bildet im Ausführungsbeispiel die Druckseite und der andere Schafwandabschnitt 4b bildet im Ausführungsbeispiel die Gegendruckseite.
Gemäß den 1 bis 3 sind die beiden tragenden Schaftwandabschnitte 4a, 4b über zwei gegenüber dem Kolbenaußendurchmesser zurückliegende schräggestellte Kastenwände 5 miteinander verbunden.
In der Kastenwand 5 ist jeweils eine Bolzennabe 9 zur Aufnahme eines (nicht dargestellten) Kolbenbolzens angeordnet. Gemäß den 1 bis 3 verläuft die innenliegende Fläche der Bolzennabe 9 bezogen auf die Kolbenmitte, das heißt die Hubachse 6, bündig zur Fläche der zugehörigen Kastenwand 5. Gemäß den 1 bis 3 wird die jeweilige Bolzennabe 9 in Richtung Kolbenmitte, das heißt in Richtung Hubachse 6, durch die zugehörige Kastenwand 5 begrenzt, wobei gemäß den 1 bis 3 die Bolzennabe 9 nicht aus der zugehörigen Kastenwand 5 hervorsteht. Die Bolzennabe 9 ist somit integraler Bestandteil der zugehörigen Kastenwand 5 in Richtung Mitte des Kolbens 1.
Gemäß 1 steht die Bolzennabe 9 aus der zugehörigen Kastenwand 5 in Richtung Kolbenaußenseite hervor. Des Weiteren steht gemäß 1 die Bolzennabe 9 aus der direkt gegenüberliegenden Seite des Kolbenbodens 2, das heißt vom Kolbenboden 2 in Richtung Pleuel bezogen auf die Richtung der Hubachse 6, an der Kastenwand 5 aus der Kastenwand 5 hervor. Die Bolzennabe 9 steht demzufolge an der jeweils zugehörigen Kastenwand 5 aus dieser an der Kolbenunterseite gemäß 1 hervor.
Ferner weist gemäß den 2 und 3 die Kastenwand 5 im Verlauf quer zur Richtung der Bolzennabe 9, das heißt quer zur Bolzenachse 8 und senkrecht zur Hubachse 6, einen konkaven Verlauf auf. Im Ausführungsbeispiel weisen die beiden Kastenwände 5 einen spiegelbildlich entsprechenden konkaven Verlauf derart auf, dass durch die beiden Kastenwände 5 annähernd eine gleichförmige X-Form gemäß 4 entsteht. Dadurch entsteht ein etwa symmetrischer Kolben 1.
Gemäß den 1 bis 3 ist des Weiteren die Breite b der Kastenwände 5 zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich, so dass dadurch auch ein etwa symmetrischer Kolben 1 entsteht.
Gemäß 1 weist auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbenbodens 2, das heißt vom Kolbenboden 2 in Richtung Pleuel bezogen auf die Hubachse 6 gesehen, die Fläche der Kastenwand 5 in Richtung Kolbenaußenseite an der Kastenwand 5 einen Bund 11 auf, der zur Aufnahme von Seitenkräften die Kastenwand 5 außen verstärkt. Gemäß 1 ist der Bund 11 im Bereich der Kolbenunterseite des Kolbens 1 angeordnet.
Im Ausführungsbeispiel weist der Bund 11 quer zur Richtung des Verlaufs der Bolzenachse 8, das heißt somit in Richtung Quer-Achse 7, und parallel zum Verlauf der Kastenwände 5 gleiche Abmessungen auf, so dass sich gleiche Bandausprägungen zwischen Druckseite und Gegendruckseite ergeben, wodurch auch ein etwa symmetrischer Kolben 1 entsteht.
Gemäß der 3 ist der jeweils aus dem Schaftwandabschnitt 4a, 4b gebildete Abschnittswinkel 10 zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich, so dass dadurch ein gleichförmiger Verlauf der X-Form der Kastenwände 5 entsteht und somit auch ein etwa symmetrischer Kolben 1 entsteht. Der Abschnittswinkel 10 wird dabei zwischen der Hubachse 6 und den Berührpunkten zwischen jeweiliger Kastenwand 5 und jeweiligem Schaftwandabschnitt 4a, 4b gemäß 3 aufgespannt. Im Ausführungsbeispiel sind die Abmessungen der beiden Schaftwandabschnitte 4a, 4b bezogen auf den Kolbenboden 2 in Richtung Pleuel bezogen auf die Hubachse 6 gleich, so dass ein etwa symmetrischer Kolben 1 entsteht. Gemäß der 3 ist im Ausführungsbeispiel die Dicke d der beiden Schaftwandabschnitte 4a, 4b zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich, so dass dadurch auch ein etwa symmetrischer Kolben 1 entsteht. Die X-Form der beiden Kastenwände 5 ist gemäß vorhergehenden Ausführungen im Bereich von etwa dem Ringfeld 3 bis zur Kolbenunterseite ausgebildet.
Gemäß 1 weist der Kolbenboden 2 zwei den Kolben 1 teilumlaufende Hinterschnitte 12 auf. Im Ausführungsbeispiel verlaufen die beiden Hinterschnitte 12 im Kolbenboden 2 jeweils mit einem konstanten Radius um die Hubachse 6 radial im Bereich der Kolbenaußenseite um die zugehörige Kastenwand 5 herum. Somit ist der jeweilige teilumlaufende Hinterschnitt 12 jeweils nur um die zugehörige Kastenwand 5 herum im Bereich der Kolbenaußenseite gemäß 2 und 3 in dem Kolben 1 angeordnet.
Des Weiteren weist der Kolben 1 zwei Rippen 13 auf, die die beiden teilumlaufenden Hinterschnitte 12 im Kolbenboden 2 verstärken und dabei den jeweiligen Umlauf des teilumlaufenden Hinterschnittes 12 mittels der jeweiligen Rippe 13 gemäß 2 und 3 unterbrechen. Daneben wird der jeweilige teilumlaufende Hinterschnitt 12 durch die zugehörige Kastenwand 5 im Umlauf gemäß 2 und 3 begrenzt. Gemäß den 1, 2, 3 und 4 sind die Rippen 13 jeweils im Bereich und ergänzend auch außerhalb des Bereichs des teilumlaufenden Hinterschnitts 12 passend zueinander angeordnet. Die beiden in den 2 und 3 eingezeichneten Rippen 13 weisen im Ausführungsbeispiel in ihrem Verlauf gleiche Abmessungen auf, so dass ein etwa symmetrischer Kolben 1 entsteht. In 2 und 3 ist auch eine Dicke k der beiden Rippe 13 dargestellt. Die Dicke k der jeweiligen Rippe 13 ist in ihrem Verlauf zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich, so dass ein etwa symmetrischer Kolben 1 entsteht.
Im Ausführungsbeispiel weisen die Rippen 13 gemäß 2 und 3 in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben 9, das heißt in Bolzenachsrichtung, parallel zum Verlauf des Kolbenbodens 2 einen im Ausführungsbeispiel etwa sinusförmigen wellenartigen Verlauf auf, der auch im Ausführungsbeispiel periodisch ist.
Des Weiteren weisen die Rippen 13 in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben 9, des heißt in Bolzenachsrichtung, quer zum Verlauf des Kolbenbodens 2 einen im Ausführungsbeispiel etwa sinusförmigen wellenartigen Verlauf gemäß 1 auf. Dieser sinusförmig wellenartig ausgeprägte Verlauf ist im Ausführungsbeispiel periodisch. Der Verlauf quer zum Kolbenboden 2 bezieht sich dabei auf die Richtung der Hubachse 6.
In 4 ist der erfindungsgemäße Kolben 1 zur Verdeutlichung in Ansicht von der Kolbenunterseite in Richtung Kolbenboden 2 bezogen auf die Hubachse 6 vereinfacht dargestellt, so dass der etwa sinusförmige wellenartige Verlauf der beiden Rippen 13 bezogen auf die beiden Kastenwände 5 und den Kolbenboden 2 deutlich wird. Ferner wird die X-Form der konkaven Kastenwände 5 deutlich.
Der im Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 4 dargestellte etwa symmetrische Kolben 1 kann beispielsweise durch unterschiedliche Abschnittswinkel 10 zwischen Druckseite und Gegendruckseite, unterschiedliche Abmessungen der Schaftwandabschnitte 4a, 4b, unterschiedliche Dicken d der Schaftwandabschnitte 4a, 4b zwischen Druckseite und Gegendruckseite, unterschiedliche Breiten b der Kastenwände 5 zwischen Druckseite und Gegendruckseite, unterschiedliche Abmessungen des Bundes 11 quer zur Richtung des Verlaufs der Bolzennabe 9 und parallel zum Verlauf der Kastenwände 5, unterschiedliche Verläufe der Rippen 13 in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben 9 quer und/oder parallel zum Verlauf des Kolbenbodens 2, unterschiedliche Anbindungen von dem Bereich der Rückwand des Ringfeldes 3 zum Bereich der Rückwand des Kolbenbodens 2 und/oder durch unterschiedliche Abmessungen der Rippen 13 im Verlauf zwischen Druckseite und Gegendruckseite auch als asymmetrischer Kolben 1 ausgebildet sein. Ein solcher asymmetrischer Kolben 1 ist in den 1 bis 4 nicht dargestellt.
Die Brennkraftmaschine weist ferner einen in den 1 bis 4 nicht dargestellten, mit dem vorhergehend beschriebenen Kolben 1 zusammenwirkendes Pleuel auf, der eine Form aufweist, an die der konkave Verlauf der jeweiligen Kastenwand 5 des Kolbens 1 korrespondierend angepasst ist. Der Pleuel weist des Weiteren ein Pleuelauge zur Aufnahme eines Kolbenbolzens auf. Ferner weist der Pleuel ein weiteres Pleuelauge auf, das im Ausführungsbeispiel die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine aufnimmt. Das Pleuelauge zur Aufnahme des Kolbenbolzens ist im Ausführungsbeispiel in seinem Durchmesser kleiner gegenüber dem Pleuelauge, dass die Kurbelwelle aufnimmt.
Der Pleuel weist des Weiteren eine Trapezform im Bereich des kleineren Pleuelauges auf, wobei dieses kleinere Pleuelauge den Kolbenbolzen aufnimmt, so dass der Pleuel mittels eines Kolbenbolzens, der durch die Bolzennaben 9 des Kolbens 1 und das kleinere Pleuelauge des Pleuel gesteckt wird, an dem Kolben 1 beziehungsweise den Kastenwänden 5 beweglich anordnenbar ist (nicht in den 1 bis 4 dargestellt). Der Pleuel weist dabei bevorzugt eine gerade Trapezform im Bereich des kleineren Pleuelauges auf. Eine gerade Trapezform bedeutet, dass die Flächen des Trapezes gerade sind. Im Gegensatz dazu ist beispielsweise die Kastenwand 5 in ihrem Verlauf konkav gekrümmt. Mittels der Flächen des Pleuels lässt sich der kleinste Abstand zwischen jeweiliger Kastenwand 5 und trapezförmigen Pleuel im Bereich des kleineren Pleuelauges ermitteln. Auf diesen kleinsten Abstand im Bereich der Mitte des Kolbens 1 bezogen auf den Pleuel wird die Form der jeweiligen Kastenwand 5 angepasst.
Der Pleuel weist im Ausführungsbeispiel eine Trapezform auf, die sich zwischen 8° und 25°, vorzugsweise zwischen 15° und 20°, je Trapezseite erstreckt. Der Winkel wird dabei zwischen der längeren der beiden parallel zueinander liegenden Seiten des Trapezes und jeweils einer Trapezseite gemessen.
Da die Form des Pleuels die Form und Lage der beiden Kastenwände 5 des Kolbens 1 bestimmt, weist die Bolzennabe 9 der jeweiligen Kastenwand 5 auch eine solche korrespondierende Trapezform auf. Gemäß 1 weisen im Ausführungsbeispiel die Kastenwände 5 im Bereich des Kolbenbodens 2 etwa einen Verlauf parallel zur Hubachse 6 in Richtung Hubachse 6 gesehen auf und im Bereich der jeweiligen Bolzennabe 9 einen der Pleuelform angepassten Verlauf in Richtung Hubachse 6 gesehen auf. Der eine Bereich geht dabei in den anderen Bereich passend über.
Dabei ist zumindest im Bereich des kleinsten Abstandes zwischen Pleuel und jeweiliger Kastenwand 5 im Bereich der Bolzennabe 9 die Form der trapezförmigen Pleuelnabenschräge annähernd gleich oder genau gleich der Form der jeweiligen Bolzennabe 9 und der zugehörigen Kastenwand 5. Im Ausführungsbeispiel weist die Form der jeweiligen Kastenwand 5 mit zugehöriger Bolzennabe 9 mit zunehmendem Abstand zum kleinsten Abstand in Richtung Kolbenaußenseite, das heißt im vorliegenden Fall parallel zur Richtung der jeweiligen Kastenwand 5 und quer zur Bolzenachse 8, keine Trapezform mehr auf.
Bezugszeichenliste

1: Kolben
2: Kolbenboden
3: Ringfeld
4a: Schaftwandabschnitt (Druckseite)
4b: Schaftwandabschnitt (Gegendruckseite)
5: Kastenwand
6: Hubachse
7: Quer-Achse
8: Bolzenachse
9: Bolzennabe
10: Abschnittswinkel
11: Bund
12: Hinterschnitt
13: Rippe
14: Anbindungsbereich
d: Dicke (des Schaftwandabschnittes 4a, 4b)
b: Breite (der Kastenwand 5)
k: Dicke (der Rippe 13)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10145589 B4 [0002]

Claims

Kolben (1) einer Brennkraftmaschine, der einen Kolbenboden (2) mit einem Ringfeld (3) sowie ein an dem Kolbenboden (2) angeordnetes Schaftteil aufweist, wobei das Schaftteil zumindest zwei tragende Schaftwandabschnitte (4a, 4b) aufweist und die tragenden Schaftwandabschnitte (4a, 4b) über zumindest zwei gegenüber dem Kolbenaußendurchmesser zurückliegende schräg gestellte Kastenwände (5) miteinander verbunden sind, wobei in der Kastenwand (5) jeweils eine Bolzennabe (9) zur Aufnahme eines Kolbenbolzens angeordnet ist und der eine Schaftwandabschnitt (4a) die Druckseite und der andere Schaftwandabschnitt (4b) die Gegendruckseite bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegende Fläche der Bolzennabe (9) bezogen auf die Kolbenmitte bündig zur Fläche der zugehörigen Kastenwand (5) verläuft und die Kastenwand (5) im Verlauf quer zur Richtung der Bolzennabe (9) einen konkaven Verlauf aufweist.
Kolben (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kastenwände (5) einen konkaven, vorzugsweise einen sich spiegelbildlich entsprechenden konkaven, Verlauf derart aufweisen, dass durch die beiden Kastenwände (5) annähernd eine gleichförmige X-Form entsteht, so dass ein etwa symmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils aus dem Schaftwandabschnitt (4a, 4b) gebildete Abschnittswinkel (10) zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich ist, so dass dadurch ein gleichförmiger Verlauf der X-Form der Kastenwände (5) entsteht und somit ein etwa symmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Schaftwandabschnitte (4a, 4b) gleich sind, so dass ein etwa symmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (d) der Schaftwandabschnitte (4a, 4b) zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich ist, so dass ein etwa symmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (b) der Kastenwände (5) zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich ist, so dass ein etwa symmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzennabe (9) aus der zugehörigen Kastenwand (5) in Richtung Kolbenaußenseite hervorsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzennabe (9) auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbenbodens (2) an der Kastenwand (5) aus der Kastenwand (5) hervorsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbenbodens (2) die Fläche der Kastenwand (5) in Richtung Kolbenaußenseite an der Kastenwand (5) einen Bund (11) aufweist, der zur Aufnahme von Seitenkräften die Kastenwand (5) verstärkt.
Kolben (1) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (11) quer zur Richtung des Verlaufs der Bolzennabe (9) und parallel zum Verlauf der Kastenwände (5) gleiche Abmessungen aufweist, so dass sich gleiche Bundausprägungen zwischen Druckseite und Gegendruckseite ergeben, wodurch ein etwa symmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenboden (2) zumindest einen den Kolben (1) teilumlaufenden Hinterschnitt (12) aufweist, der mittels zumindest einer Rippe (13) verstärkt ist.
Kolben (1) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe (13) in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben (9) parallel zum Verlauf des Kolbenbodens (2) einen wellenförmigen, vorzugsweise einen sinusförmigen wellenartigen, Verlauf aufweist.
Kolben (1) gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe (13) in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben (9) quer zum Verlauf des Kolbenbodens (2) einen wellenförmigen, vorzugsweise einen sinusförmigen wellenartigen, Verlauf aufweist.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe (13) in ihrem Verlauf gleiche Abmessungen aufweist, so dass ein etwa symmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (k) der Rippe (13) in ihrem Verlauf zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich ist, so dass ein etwa symmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Anbindung von dem Bereich des Ringfeldes (3) zum Bereich des Kolbenbodens (2) hin gleich ist, so dass ein etwa symmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) aus zumindest zwei Bauteilen besteht, wobei ein Bauteil zumindest den Kolbenboden (2) und das andere Bauteil zumindest die Kastenwände (5) aufweist, wobei der Bereich zwischen den Kastenwänden (5) und dem Kolbenboden (2) zumindest eine Art von Verbindung aufweist.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeninnenform mittels eines einteiligen Kerns herstellbar ist, insbesondere gießbar ist.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnittswinkel (10) zwischen Druckseite und Gegendruckseite des Kolbens (1) unterschiedlich sind, so dass ein asymmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Schaftwandabschnitte (4a, 4b) des Kolbens (1) unterschiedlich sind, so dass ein asymmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18, 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (d) der Schaftwandabschnitte (4a, 4b) des Kolbens (1) zwischen Druckseite und Gegendruckseite unterschiedlich ist, so dass ein asymmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (b) der Kastenwände (5) zwischen Druckseite und Gegendruckseite unterschiedlich ist, so dass ein asymmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen des Bundes (11) quer zur Richtung des Verlaufs der Bolzennabe (9) und parallel zum Verlauf der Kastenwände (5) unterschiedlich sind, so dass ein asymmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Rippe (13) in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben (9) quer und/oder parallel zum Verlauf des Kolbenbodens (2) unterschiedlich ist, so dass ein asymmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Rippe (13) in ihrem Verlauf zwischen Druckseite und Gegendruckseite unterschiedlich sind, so dass ein asymmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (k) der Rippe (13) in ihrem Verlauf zwischen Druckseite und Gegendruckseite unterschiedlich ist, so dass ein asymmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Anbindung von dem Bereich des Ringfeldes (3) zum Bereich des Kolbenbodens (2) hin unterschiedlich ist, so dass ein asymmetrischer Kolben (1) entsteht.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kastenwände (5) einen konkaven Verlauf derart aufweisen, dass durch die beiden Kastenwände (5) annähernd eine ungleichförmige X-Form entsteht, so dass ein asymmetrischer Kolben (1) entsteht.
Pleuel einer Brennkraftmaschine, aufweisend ein Pleuelauge zur Aufnahme eines Kolbenbolzens, wobei der Pleuel mit dem Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28 zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Pleuel eine Form aufweist, an die der konkave Verlauf der jeweiligen Kastenwand (5) angepasst ist.
Pleuel gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Pleuel eine Trapezform im Bereich des Pleuelauges aufweist, wobei dieses Pleuelauge den Kolbenbolzen aufnimmt.
Pleuel gemäß Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der Trapezform des Pleuels sich zwischen 8° und 25°, vorzugsweise zwischen 15° und 20°, je Trapezseite erstreckt.