DE102019204559A1

DE102019204559A1 - Pistons for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102019204559A1
Application number: DE102019204559.6A
Authority: DE
Inventors: Roland Böhm; Michael Heumann; Ulrich Henzold
Original assignee: Federal Mogul Nuernberg GmbH
Current assignee: Federal Mogul Nuernberg GmbH
Priority date: 2019-04-01
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2020-10-01

Abstract

Erfindungsgemäß ist ein Kolben (2, 2') für einen Verbrennungsmotor mit einem Kolbenboden (4, 4'), einem zylindrischen Kolbenkopf (6, 6'), der sich an den Kolbenboden (4, 4') anschließt, und einer Anzahl Kolbenringnuten in der Mantelfläche des Kolbenkopfes (6, 6') mit einer Höhe des Feuersteges zwischen 3% und 7% des Durchmessers des Kolbensund einem wenigstens bereichsweise hohlen Kolbenschaft (12, 12'), der an dem Kolbenkopf (6, 6') auf der dem Kolbenboden (4, 4') abgewandten Seite angeformt ist und der zwei einander gegenüberliegende Schaftwandabschnitte (14, 14') sowie zwei einander gegenüberliegende, die Schaftwandabschnitte (14, 14') verbindende Verbindungswände (16, 16') aufweist, die zusammen den Hohlraum des Kolbenschafts Verbindungswände (12, 12') umgeben, wobei die Verbindungswände (16, 16') jeweils eine Bolzenbohrung (24, 24') aufweisen, die durch den Hohlraum hindurch miteinander fluchten, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum vom Rand (28, 28') beider Bohrungen (24, 24') je zwei Verstärkungsrippen (30, 30') zum Grund des Hohlraums verlaufen.According to the invention, a piston (2, 2 ') for an internal combustion engine with a piston head (4, 4'), a cylindrical piston head (6, 6 ') which adjoins the piston head (4, 4'), and a number of piston ring grooves in the lateral surface of the piston head (6, 6 ') with a height of the top land between 3% and 7% of the diameter of the piston and an at least partially hollow piston skirt (12, 12') which is attached to the piston head (6, 6 ') on the the piston head (4, 4 ') facing away from the side and which has two opposing skirt wall sections (14, 14') and two opposing connecting walls (16, 16 ') connecting the skirt wall sections (14, 14'), which together the Surrounding cavity of the piston skirt connecting walls (12, 12 '), the connecting walls (16, 16') each having a pin bore (24, 24 ') which are aligned with one another through the cavity, characterized in that in the cavity from the edge (28 , 28 ') of both holes (24, 24' ) two reinforcing ribs (30, 30 ') each run to the bottom of the cavity.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor, zum Beispiel für einen Dieselmotor, mit einem Kolbenboden, einem zylindrischen Kolbenkopf, der sich an den Kolbenboden anschließt, und einer Anzahl Kolbenringnuten in der Mantelfläche des Kolbenkopfes mit einer Höhe des Feuersteges zwischen 3% und 7% des Durchmessers des Kolbens sowie einem wenigstens bereichsweise hohlen Kolbenschaft, der an dem Kolbenkopf auf der dem Kolbenboden abgewandten Seite angeformt ist und der zwei einander gegenüberliegende Schaftwandabschnitte sowie zwei einander gegenüberliegende, die Schaftwandabschnitte verbindende Verbindungswände aufweist, die zusammen den Hohlraum des Kolbenschafts becherförmig umgeben, wobei die zwei Verbindungswände jeweils eine Bolzenbohrung aufweisen, die durch den Hohlraum hindurch miteinander fluchten. Der Kolben ist insbesondere als Gusskolben, etwa aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, ausgelegt.The invention relates to a piston for an internal combustion engine, for example for a diesel engine, with a piston head, a cylindrical piston head which adjoins the piston head, and a number of piston ring grooves in the lateral surface of the piston head with a top land between 3% and 7% the diameter of the piston as well as an at least partially hollow piston skirt, which is formed on the piston head on the side facing away from the piston head and which has two opposing skirt wall sections and two opposing connecting walls connecting the skirt wall sections, which together surround the cavity of the piston skirt in a cup, wherein the two connecting walls each have a bolt hole which is aligned with one another through the cavity. The piston is designed in particular as a cast piston, for example made of aluminum or an aluminum alloy.

Mit zunehmender Leistungs-, Emissions- und/oder Verbrauchsoptimierung von Verbrennungsmotoren nehmen die thermischen und mechanischen Belastungen nicht zuletzt auch im Zuge der Gewichtsoptimierung an den Kolben zu. Dabei ist es vorteilhaft, die Belastbarkeit und Lebensdauer des Kolbens auch bei verringertem Kolbengewicht beizubehalten oder sogar zu verbessern. Dazu werden verschiedene Ansätze verfolgt, zu denen nur zum Beispiel Optimierung des Kolbenmaterials wie etwa der Aluminiumlegierung, eine Verbesserung der Kühlarchitektur und mechanisch und thermodynamisch strukturelle Maßnahmen gehören.With increasing performance, emissions and / or consumption optimization of internal combustion engines, the thermal and mechanical loads also increase in the course of weight optimization on the pistons. It is advantageous to maintain or even improve the resilience and service life of the piston even with a reduced piston weight. Various approaches are being pursued, including, for example, optimization of the piston material such as the aluminum alloy, an improvement in the cooling architecture and mechanical and thermodynamic structural measures.

Zu Letzteren zählt etwa - wegen des bekanntlich günstigen Einflusses auf die Emissionswerte - das Reduzieren der Höhe des Feuersteges (des Abstands zwischen Kolbenboden und oberster Kolbenringnut). Eine größere Höhe des Feuerstegs trägt andererseits aber zur Betriebsfestigkeit des Kolbens bei: die Betriebsfestigkeit wird durch das Emissionswerte verbessernde Reduzieren der Feuersteghöhe folglich, speziell am Muldenrand (der mittigen Vertiefung im Kolbenboden), verringert.The latter includes reducing the height of the top land (the distance between the piston crown and the uppermost piston ring groove) because of the known favorable influence on the emission values. On the other hand, however, a greater height of the top land contributes to the fatigue strength of the piston: the fatigue strength is consequently reduced by reducing the top land height, which improves emission values, especially at the bowl edge (the central depression in the piston crown).

Eine weitere Maßnahme der Kolbenoptimierung unter thermischen Aspekten, die allerdings ebenfalls die Betriebsfestigkeit am Muldenrand reduziert, ist der thermisch entkoppelte Schaft. Der dazu oberhalb der Schaftwandabschnitte angebrachte horizontale Schlitz zur thermischen Entkopplung der Schaftwandabschnitte vom Kolbenkopf unterbindet zugleich mechanisch nachteilig die Abstützung des Zünddrucks durch den Schaft.Another measure of piston optimization under thermal aspects, which, however, also reduces the fatigue strength at the bowl edge, is the thermally decoupled skirt. The horizontal slot provided above the skirt wall sections for thermal decoupling of the skirt wall sections from the piston head at the same time, mechanically disadvantageous, prevents the ignition pressure from being supported by the skirt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Kolben mit geringer Höhe des Feuersteges, insbesondere einen Gusskolben aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, bereitzustellen, der die oben genannten Probleme löst und/oder der bezüglich der mechanischen Festigkeit optimiert ist.The object of the invention is to provide a piston with a low top land, in particular a cast piston made of aluminum or an aluminum alloy, which solves the above-mentioned problems and / or which is optimized with regard to mechanical strength.

Diese Aufgabe wird von einem Kolben mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a piston with the features of claim 1. Preferred configurations are given in the subclaims.

Die Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor. Ein erfindungsgemäßer Kolben hat einen Kolbenboden, einen zylindrischen Kolbenkopf, der sich an den Kolbenboden anschließt, eine Anzahl Kolbenringnuten in der Mantelfläche des Kolbenkopfes sowie einen wenigstens bereichsweise hohlen Kolbenschaft. Die Höhe des Feuersteges (des Abstands zwischen Kolbenboden und oberster Kolbenringnut) am erfindungsgemäßen Kolben ist (wegen des bekanntlich günstigen Einflusses auf die Emissionswerte) gering und beträgt zwischen 3% und 7% des Durchmessers des Kolbens. Der Kolbenschaft ist am Kolbenkopf auf der dem Kolbenboden abgewandten Seite angeformt und weist zwei einander gegenüberliegende Schaftwandabschnitte sowie zwei einander gegenüberliegende, die Schaftwandabschnitte verbindende Verbindungswände auf. Die Schaftwandabschnitte und die Verbindungswände zusammen umgeben den Hohlraum des Kolbenschafts. Die Gestalt lässt sich als becher- oder napfförmig beschreiben, insbesondere als sich die Rückseite des Kolbenbodens und/oder (gegebenenfalls) der Mulde und/oder des Kolbenkopfes als Grund oder Boden dieser becher- oder napfförmigen Gestalt ansehen lassen. Die Verbindungswände weisen jeweils eine Bolzenbohrung auf, die durch den Hohlraum hindurch miteinander fluchten.The invention relates to a piston for an internal combustion engine. A piston according to the invention has a piston head, a cylindrical piston head which adjoins the piston head, a number of piston ring grooves in the lateral surface of the piston head and an at least regionally hollow piston skirt. The height of the top land (the distance between the piston crown and the uppermost piston ring groove) on the piston according to the invention is low (because of the known favorable influence on the emission values) and amounts to between 3% and 7% of the diameter of the piston. The piston skirt is molded onto the piston head on the side facing away from the piston head and has two mutually opposite skirt wall sections and two opposite connecting walls that connect the skirt wall sections. The skirt wall sections and the connecting walls together surround the cavity of the piston skirt. The shape can be described as cup-shaped or cup-shaped, in particular as the rear side of the piston head and / or (optionally) the cavity and / or the piston head can be viewed as the base or bottom of this cup-shaped or cup-shaped configuration. The connecting walls each have a bolt hole which is aligned with one another through the cavity.

Erfindungsgemäß ist der Kolben dadurch ausgesteift, dass in dem Hohlraum vom Rand jeder der beiden Bolzenbohrungen je zwei Verstärkungsrippen zum Grund des Hohlraums verlaufen.According to the invention, the piston is stiffened in that two reinforcing ribs each run in the cavity from the edge of each of the two pin bores to the base of the cavity.

Möglicherweise zusätzlich begünstigt durch im Folgenden spezifizierte Gestaltung und Dimensionierung bewirken diese Verstärkungsrippen erfindungsgemäß vorteilhaft, dass die durch den Zünddruck erzeugten Kolbenkräfte den Kolben weniger verformen (und zwar insbesondere den Kolbenboden und -kopf seitlich neben der Unterstützung durch die Verbindungswände mit den Bolzenbohrungen, und ganz besonders dann, wenn dieser Verformungseffekt erfindungsgemäß durch einen niedrigen Feuersteg (mit einer Höhe des Feuerstegs zwischen 3% und 7%, insbesondere 4,5% und 5,5%, des Kolbendurchmessers, besonders bevorzugt mit einer Höhe des Feuerstegs von 4 mm) und möglicherweise zusätzlich durch einen thermisch entkoppelten Schaft mit den dazu oberhalb der Schaftwandabschnitte angebrachten horizontalen Schlitzen mechanisch besonders nachteilig ausgeprägt ist) und stattdessen effizienter in die Kontaktfläche zwischen Kolben und Bolzen eingeleitet werden - und also bestimmungsgemäß möglichst vollständig zum Antrieb der Kurbelwelle dienen.Possibly additionally favored by the design and dimensioning specified below, these reinforcing ribs have the advantageous effect according to the invention that the piston forces generated by the ignition pressure deform the piston less (and in particular the piston crown and head laterally next to the support provided by the connecting walls with the pin bores, and in particular when this deformation effect according to the invention by a low top land (with a top land height between 3% and 7%, in particular 4.5% and 5.5%, of the piston diameter, particularly preferably with a top land height of 4 mm) and possibly additionally mechanically through a thermally decoupled shaft with the horizontal slots attached above the shaft wall sections is particularly disadvantageous) and instead are introduced more efficiently into the contact surface between piston and pin - and thus, as intended, serve as completely as possible to drive the crankshaft.

Es ist besonders bevorzugt, dass die Verstärkungsrippen (insbesondere mindestens irgendeine Außenkonturlinie der Verstärkungsrippe) geradlinig zum Grund des Hohlraums verlaufen oder gekrümmt, und zwar insbesondere stetig und konkav, um die Kraft des Zünddrucks möglichst gleichmäßig und möglichst ohne Spannungskonzentrationen aus dem Kolbenkopf durch die erfindungsgemäßen Verstärkungsrippen in den Rand der Bolzenbohrungen zu übertragen. Insbesondere aus demselben Grund ist es auch besonders bevorzugt, dass die Verstärkungsrippen (insbesondere mindestens irgendeine Außenkonturlinie der Verstärkungsrippe) zum Grund des Hohlraums tangential und/oder stetig in den Rand der Bohrungen übergehen, und zwar insbesondere von einer Verstärkung, die den Rand als ringförmiger Wulst umgibt.It is particularly preferred that the reinforcing ribs (in particular at least any outer contour line of the reinforcing rib) run in a straight line to the base of the cavity or curved, in particular continuously and concave, in order to increase the force of the ignition pressure as evenly as possible and as far as possible without stress concentrations from the piston head through the reinforcing ribs according to the invention to be transferred into the edge of the bolt holes. For the same reason in particular, it is also particularly preferred that the reinforcing ribs (in particular at least any outer contour line of the reinforcing rib) merge tangentially and / or continuously into the edge of the bores to the bottom of the cavity, in particular from a reinforcement that forms the edge as an annular bead surrounds.

Um die Kraft des Zünddrucks aus dem Kolbenkopf insbesondere vom Randbereich des Kolbenbodens durch die erfindungsgemäßen Verstärkungsrippen in den Rand der Bolzenbohrungen effizient und verformungsfrei zu übertragen (und so insbesondere den Randbereich des Kolbenbodens gegen Verformung zu unterstützen), verlaufen vom Rand der jeweiligen Bohrung aus die zwei Verstärkungsrippen zum Grund des Hohlraums voneinander weg (und/oder bezüglich des kreisrunden Kolbenbodens nach außen in Richtung Außenrand des Kolbenbodens) - um insbesondere so nämlich die Unterstützung durch die Enden der insbesondere vier erfindungsgemäßen Rippen an einem Kolben gleichmäßig unter dem Umfang des Kolbenbodens zu verteilen. Insbesondere aus demselben Grund ist es auch besonders bevorzugt, dass die zwei Verstärkungsrippen vom Rand der einen Bohrung und die zwei Verstärkungsrippen vom Rand der anderen Bohrung aus zum Grund des Hohlraums auf einander zu verlaufen. Insgesamt ergibt sich eine gewissermaßen T-förmige Konfiguration, indem die Rippen (als „Aufstrich“ des T) unter dem Kolbenboden (als „Querstrich“ des T) enden.In order to transfer the force of the ignition pressure from the piston head, in particular from the edge area of the piston head, through the reinforcing ribs according to the invention into the edge of the pin bores efficiently and without deformation (and thus in particular to support the edge area of the piston head against deformation), the two run from the edge of the respective bore Reinforcing ribs to the bottom of the cavity away from each other (and / or with respect to the circular piston head outwards towards the outer edge of the piston head) - in particular to distribute the support from the ends of the four ribs according to the invention on a piston evenly under the circumference of the piston head. For the same reason in particular, it is also particularly preferred that the two reinforcement ribs run towards one another from the edge of the one bore and the two reinforcement ribs from the edge of the other bore to the bottom of the cavity. Overall, the result is a T-shaped configuration, so to speak, in that the ribs (as the “upstroke” of the T) end under the piston crown (as the “crossline” of the T).

Erfindungsgemäß kann der Kolben Horizontalschlitze aufweisen oberhalb der Verbindungswände zu deren thermischer Entkopplung vom Kolbenkopf. Insbesondere in dieser Ausgestaltung ist es besonders bevorzugt, dass die Verstärkungsrippen vom Rand der jeweiligen Bohrung zu einer auf dem Grund des Hohlraums ringförmig umlaufenden Rippe (insbesondere auf Höhe unterhalb der untersten und/oder dritten Kolbenringnut) verlaufen. Auch dies dient insbesondere dazu, die Kraft des Zünddrucks aus dem Kolbenkopf insbesondere vom Randbereich des Kolbenbodens durch die erfindungsgemäßen Verstärkungsrippen in den Rand der Bolzenbohrungen effizient und verformungsfrei zu übertragen und so insbesondere den Randbereich des Kolbenbodens gegen Verformung zu unterstützen.According to the invention, the piston can have horizontal slots above the connecting walls for their thermal decoupling from the piston head. In this embodiment in particular, it is particularly preferred that the reinforcing ribs run from the edge of the respective bore to a rib encircling the base of the cavity in a ring shape (in particular at the level below the lowest and / or third piston ring groove). This also serves in particular to transfer the force of the ignition pressure from the piston head, in particular from the edge area of the piston head, through the reinforcing ribs according to the invention into the edge of the pin bores efficiently and without deformation, and thus in particular to support the edge area of the piston head against deformation.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen ersichtlich. Die dort und oben von den Ausführungsformen aufgewiesenen Merkmale sind auch getrennt voneinander oder in beliebiger Kombination erfindungsgemäß, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen erfolgt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen:

1 ist eine dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Kolbens von schräg unten;
2 zeigt die Unteransicht des Kolbens aus 1;
3 zeigt den Querschnitt im rechten Winkel zur Bolzenachse durch den Kolben aus 1;
4 zeigt einen Schnitt entlang den beiden erfindungsgemäßen Verstärkungsrippen quer zur Bolzenachse durch den Kolben aus 1 leicht verkippt zum Querschnitt in 3;
5 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines alternativen erfindungsgemäßen Kolbens von schräg unten;
6 zeigt die Unteransicht des Kolbens aus 5;
7 zeigt den Querschnitt im rechten Winkel zur Bolzenachse durch den Kolben aus 5;
8 zeigt einen Schnitt entlang den beiden erfindungsgemäßen Verstärkungsrippen quer zur Bolzenachse durch den Kolben aus 5 leicht verkippt zum Querschnitt in 7.

Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments. The features shown there and above of the embodiments are also according to the invention separately from one another or in any combination provided the features do not contradict one another. The following description of the preferred embodiments is made with reference to the accompanying drawings:

1 is a three-dimensional representation of a piston according to the invention obliquely from below;
2 shows the bottom view of the piston 1 ;
3 shows the cross-section at right angles to the bolt axis through the piston 1 ;
4th shows a section along the two reinforcing ribs according to the invention transversely to the bolt axis through the piston 1 slightly tilted to the cross-section in 3 ;
5 shows a three-dimensional representation of an alternative piston according to the invention obliquely from below;
6th shows the bottom view of the piston 5 ;
7th shows the cross-section at right angles to the bolt axis through the piston 5 ;
8th shows a section along the two reinforcing ribs according to the invention transversely to the bolt axis through the piston 5 slightly tilted to the cross-section in 7th .

Die 1 bis 4 und die 5 bis 8 zeigen jeweils eine Ausgestaltung der Erfindung, nämlich jeweils einen Kolben 2, 2' für einen Verbrennungsmotor (nicht dargestellt).The 1 to 4th and the 5 to 8th each show an embodiment of the invention, namely one piston each 2 , 2 ' for an internal combustion engine (not shown).

Die Kolben 2, 2' haben einen Kolbenboden 4, 4', einen zylindrischen Kolbenkopf 6, 6', der sich an den Kolbenboden anschließt, eine Anzahl Kolbenringnuten 8, 8' in der Mantelfläche 10, 10' des Kolbenkopfes sowie einen wenigstens bereichsweise hohlen Kolbenschaft 12, 12'. Der Kolbenschaft ist am Kolbenkopf 6, 6' auf der dem Kolbenboden 4, 4' abgewandten Seite angeformt und weist zwei einander gegenüberliegende Schaftwandabschnitte 14, 14' sowie zwei einander gegenüberliegende, die Schaftwandabschnitte 14, 14' verbindende Verbindungswände 16, 16' auf. Die Schaftwandabschnitte 14, 14' und die Verbindungswände 16, 16' zusammen umgeben den Hohlraum 18, 18' des Kolbenschafts becherförmig, und zwar mit der Rückseite des Kolbenbodens 4, 4' und der sogenannten Mulde 20, 20' und des Kolbenkopfes 6, 6' als Grund 22, 22' dieses becherförmigen Hohlraums 18, 18'.The pistons 2 , 2 ' have a piston crown 4th , 4 ' , a cylindrical piston head 6th , 6 ' , which connects to the piston crown, a number of piston ring grooves 8th , 8th' in the lateral surface 10 , 10 ' of the piston head and an at least partially hollow piston skirt 12 , 12 ' . The piston skirt is on the piston head 6th , 6 ' on the piston crown 4th , 4 ' molded on facing away from the side and has two opposing shaft wall sections 14th , 14 ' as well as two opposite one another, the shaft wall sections 14th , 14 ' connecting connecting walls 16 , 16 ' on. The shaft wall sections 14th , 14 ' and the connecting walls 16 , 16 ' together surround the cavity 18th , 18 ' of the piston skirt cup-shaped, with the back of the piston crown 4th , 4 ' and the so-called Mulde 20th , 20 ' and the piston head 6th , 6 ' as a reason 22nd , 22 ' this cup-shaped cavity 18th , 18 ' .

Die Verbindungswände 16, 16' weisen jeweils eine Bolzenbohrung 24, 24' auf, die durch den Hohlraum 18, 18' hindurch miteinander fluchten, oder mit anderen Worten eine gemeinsame Bohrungsachse 26, 26' aufweisen. Der Kolben 2, 2' ist dadurch ausgesteift, dass in dem Hohlraum 18, 18' vom Rand 28, 28' jeder der beiden Bolzenbohrungen 24, 24' je zwei Verstärkungsrippen 30, 30' zum Grund 22, 22' des Hohlraums 18, 18' verlaufen.The connecting walls 16 , 16 ' each have a bolt hole 24 , 24 ' on that through the cavity 18th , 18 ' align through each other, or in other words a common bore axis 26th , 26 ' exhibit. The piston 2 , 2 ' is stiffened in that in the cavity 18th , 18 ' from the edge 28 , 28 ' each of the two bolt holes 24 , 24 ' two reinforcement ribs each 30th , 30 ' to the reason 22nd , 22 ' of the cavity 18th , 18 ' run away.

Die Verstärkungsrippen 30, 30' (und insbesondere auch Außenkonturlinien 30, 30' der Verstärkungsrippen, dargestellt als Strich-Punkt-Linie in 2 und 6) verlaufen bereichsweise geradlinig und bereichsweise konkav stetig gekrümmt zum Grund 22, 22' des Hohlraums, und zwar in den Rand 28, 28' der Bohrungen 24, 24' tangential und stetig übergehend - nämlich dort in eine Verstärkung 28, 28' des Randes, die den Rand der Bohrungen 24, 24' im Hohlraum 18, 18' als ringförmiger Wulst 28, 28' umgibt. Auch verlaufen die Verstärkungsrippen 30, 30' von Bohrungsrand 28, 28' aus voneinander weg (bezüglich des Kolbenbodens nach außen in Richtung Außenrand des Kolbenbodens; 2 und 6) im Wesentlichen senkrecht zur Kolbenbolzenachse 26, 26'. In der Ausgestaltung gemäß 1 bis 4 (nämlich ohne horizontalen Schlitz 32'; dazu sogleich) verlaufen sie nicht in die Innenseite der Schaftwandabschnitte 14, 24' hinein (3 und 4); in der Ausgestaltung gemäß 5 bis 8 dagegen (nämlich mit horizontalem Schlitz 32') dagegen gehen sie in die Innenseite der Schaftwandabschnitte 14, 24' über (7 und 8).The reinforcement ribs 30th , 30 ' (and in particular also outer contour lines 30th , 30 ' of the reinforcement ribs, shown as a dash-dot line in 2 and 6th ) run rectilinear in some areas and continuously curved in some concave areas to the base 22nd , 22 ' of the cavity, namely in the edge 28 , 28 ' of the holes 24 , 24 ' merging tangentially and continuously - namely in a reinforcement there 28 , 28 ' of the edge, which is the edge of the holes 24 , 24 ' in the cavity 18th , 18 ' as an annular bead 28 , 28 ' surrounds. The reinforcement ribs also run 30th , 30 ' from the edge of the hole 28 , 28 ' from away from each other (with respect to the piston head outwards towards the outer edge of the piston head; 2 and 6th ) essentially perpendicular to the piston pin axis 26th , 26 ' . In the design according to 1 to 4th (namely without a horizontal slot 32 ' ; they do not run into the inside of the shaft wall sections 14th , 24 ' into ( 3 and 4th ); in the design according to 5 to 8th on the other hand (namely with a horizontal slot 32 ' ) on the other hand, they go into the inside of the shaft wall sections 14th , 24 ' about ( 7th and 8th ).

Ebenfalls in 2 und 6 gut erkennbar ist, dass die zwei Verstärkungsrippen 30, 30' vom Rand der einen Bohrung 24, 24' und die zwei Verstärkungsrippen 30, 30' vom Rand der anderen Bohrung 24, 24' aus zum Grund 22, 22' des Hohlraums unter einem vergleichsweise kleinen Winkel auf einander zu verlaufen.Also in 2 and 6th it can be clearly seen that the two reinforcing ribs 30th , 30 ' from the edge of one hole 24 , 24 ' and the two reinforcing ribs 30th , 30 ' from the edge of the other hole 24 , 24 ' for the reason 22nd , 22 ' of the cavity to run towards each other at a comparatively small angle.

Der Kolben 2' weist Horizontalschlitze 32' auf, und zwar oberhalb der Verbindungswände 16' zu deren thermischer Entkopplung vom Kolbenkopf 6'. In dieser Ausgestaltung (gemäß 5 bis 8) ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt (allerdings wie in 1 bis 4 abgebildet auch in der anderen verwirklicht), dass die Verstärkungsrippen 30, 30' zu einer auf dem Grund 22, 22' des Hohlraums (zusammen mit den Verbindungswänden 16, 16' eine am Hohlraumgrund 22, 22' ringförmige Verstärkung bildenden) Rippe 34, 34' (auf Höhe unterhalb der untersten, dritten der Kolbenringnuten 8, 8') verlaufen.The piston 2 ' has horizontal slots 32 ' on, above the connecting walls 16 ' for their thermal decoupling from the piston head 6 ' . In this configuration (according to 5 to 8th ) it is particularly preferred according to the invention (but as in 1 to 4th pictured also realized in the other) that the reinforcing ribs 30th , 30 ' to one on the bottom 22nd , 22 ' of the cavity (together with the connecting walls 16 , 16 ' one at the bottom of the cavity 22nd , 22 ' annular reinforcement) rib 34 , 34 ' (at the level below the lowest, third of the piston ring grooves 8th , 8th' ) run.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

2, 2'2, 2 ': Kolbenpiston
4, 4'4, 4 ': KolbenbodenPiston crown
6, 6'6, 6 ': KolbenkopfPiston head
8, 8'8, 8 ': KolbenringnutPiston ring groove
10, 1010, 10: MantelflächeOuter surface
12, 12'12, 12 ': KolbenschaftPiston skirt
14, 14'14, 14 ': SchaftwandabschnittShaft wall section
16, 16'16, 16 ': VerbindungswandConnecting wall
18, 18'18, 18 ': KolbenschafthohlraumPiston skirt cavity
20, 20'20, 20 ': Muldetrough
22, 22'22, 22 ': HohlraumgrundCavity bottom
24, 24'24, 24 ': BolzenbohrungBolt hole
26, 26'26, 26 ': BohrungsachseHole axis
28, 28'28, 28 ': BolzenbohrungsrandBolt hole edge
30, 30'30, 30 ': VerstärkungsrippeReinforcement rib
32'32 ': HorizontalschlitzHorizontal slot
34, 34'34, 34 ': Ripperib

Claims

Pistons (2, 2 ') for an internal combustion engine with a piston head (4, 4'), a cylindrical piston head (6, 6 ') which adjoins the piston head (4, 4'), and a number of piston ring grooves (8, 8 ') in the lateral surface (10, 10') of the piston head (6, 6 ') with a height of the top land between 3% and 7% of the diameter of the piston and an at least partially hollow piston skirt (12, 12'), the the piston head (6, 6 ') is molded on the side facing away from the piston head (4, 4') and the two opposing skirt wall sections (14, 14 ') and two opposing connecting walls (14, 14') connecting the skirt wall sections (14, 14 '). 16, 16 '), which together surround the cavity (18, 18') of the piston skirt (12, 12 '), the connecting walls (16, 16') each having a pin bore (24, 24 ') through the Align the cavity through each other, characterized in that in the cavity (18, 18 ') from the edge (28, 28') of both bores (24, 24 ') two reinforcement ribs (30, 30 ') each run to the base (22, 22') of the cavity (18, 18 ').

Piston after Claim 1 , characterized in that the reinforcing ribs (30, 30 ') merge tangentially and / or continuously into the edge (28, 28') of the bores (24, 24 ').

Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing ribs (30, 30 ') run straight or curved, namely continuously and concave, to the base (22, 22') of the cavity (18, 18 ').

Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the two reinforcing ribs (30, 30 ') move away from each other from the edge (28, 28') of the respective bore (24, 24 ') to the bottom (22, 22') of the cavity (18, 18 ') run.

Piston according to one of the preceding claims, characterized in that slots 32 'are arranged above the connecting walls 16' essentially parallel to the piston head (4, 4 ') in the piston (2, 2').

Piston after Claim 5 , characterized in that the reinforcing ribs (30, 30 ') do not run into the inside of the shaft wall sections (14, 14').

Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the two reinforcing ribs (30, 30 ') from the edge (28, 28') of the one bore (24, 24 ') and the two reinforcing ribs (30, 30') from the edge ( 28, 28 ') of the other bore (24, 24') to run towards the bottom (22, 22 ') of the cavity (18, 18') towards one another.

Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing ribs (30, 30 ') from the edge (28, 28') of the respective bore (24, 24 ') to a ring on the base (22, 22') of the cavity (18, 18 ') circumferential rib (34, 34') run.

Piston according to one of the preceding claims, characterized in that a horizontal slot for thermal decoupling from the piston head is arranged above each of the two skirt wall sections.

Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the height of the top land is between 4.5% and 5.5% of the diameter of the piston.