DE102019213358A1 - Kolben - Google Patents

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DE102019213358A1
DE102019213358A1 DE102019213358.4A DE102019213358A DE102019213358A1 DE 102019213358 A1 DE102019213358 A1 DE 102019213358A1 DE 102019213358 A DE102019213358 A DE 102019213358A DE 102019213358 A1 DE102019213358 A1 DE 102019213358A1
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Jakob Wissler
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    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/16Pistons  having cooling means
    • F02F3/20Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
    • F02F3/22Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben (1) für einen Verbrennungsmotor (2) mit einem Kühlkanal (3), der zumindest eine Zulauföffnung (4) mit einem darin angeordneten Zulauftrichter (5) aufweist.Erfindungswesentlich ist dabei, dass der Zulauftrichter (5) mittels einer Blindnietverbindung (6,6') in der Zulauföffnung (4) fixiert ist.Hierdurch kann eine einfache, nur von einer Seite aus zugängliche und zugleich zuverlässige Fixierung des Zulauftrichters (5) in der Zulauföffnung (4) erreicht werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor mit einem umlaufenden Kühlkanal, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem einen Zulauftrichter für einen solchen Kolben sowie ein Verfahren zur Montage eines solchen Zulauftrichters in einem Kolben.
  • Aus der DE 10 2006 013 884 A1 ist ein gattungsgemäßer Kolben für einen Verbrennungsmotor bekannt, der einen Kolbenkopf und einen Kolbenschaft aufweist, wobei zwischen dem Kolbenkopf und dem Kolbenschaft ein umlaufender Kühlkanal ausgebildet ist. Ebenfalls vorgesehen ist ein Zulauftrichter, über welchen Kühlöl in den Kühlkanal eingespeist wird.
  • Aus der DE 33 384 419 A1 ist ein weiterer Kolben für einen Verbrennungsmotor mit einem umlaufenden Kühlkanal und einer Zulauföffnung bekannt, wobei in der Zulauföffnung ein Zulauftrichter angeordnet ist. Der Zulauftrichter ist dabei in die Zulauföffnung eingeschraubt. Dies stellt jedoch einen erheblichen Nachteil dar, da zur Montage des Zulauftrichters zunächst ein Innengewinde in die Zulauföffnung eingeschnitten werden muss. Darüber hinaus muss der Zulauftrichter ein komplementär dazu ausgebildetes Außengewinde aufweisen, wodurch sich eine komplexe Fertigung ergibt.
  • Aus der DE 10 2012 211 060 A1 ist ein weiterer Kolben für einen Verbrennungsmotor bekannt, der in einer Zulauföffnung eines Kühlkanals ebenfalls einen eingeschraubten bzw. eingepressten Zulauftrichter aufweist. Auch hier muss entweder ein entsprechendes Gewinde vorgesehen werden oder aber eine entsprechende Passgenauigkeit, um eine vordefinierte Presspassverbindung herstellen zu können.
  • Aus der DE 10 2009 056 922 B4 ist ein Kolben mit einem Zulauftrichter für Kühlöl in einem Kühlkanal bekannt, wobei der Zulauftrichter in einem Stoßbereich zwischen zwei Kühlkanalabdeckungsteilen eingehängt ist.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Kolben der gattungsgemäßen Art eine verbesserte zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere eine leicht zugängliche und einfache aber dennoch zuverlässige Montage eines Zulauftrichters in einer Zulauföffnung für einen Kühlkanal in einem Kolben bietet.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Zulauftrichter mittels einer einfachen und insbesondere auch von einer einzigen Seite her, nämlich der Kolbenunterseite, zugänglichen Blindnietverbindung in einer Zulauföffnung eines Kühlkanals eines Kolbens zu fixieren. Hierdurch ist das Fixieren des Zulauftrichters durch Setzen der Blindnietverbindung äußerst einfach möglich, wobei die Blindnietverbindung als herkömmliche Blindnietverbindung oder als Blindnietmutterverbindung ausgebildet sein kann. Durch eine derartige Blindnietverbindung ist insbesondere kein Zugang vom Kühlkanal aus erforderlich, sodass der Zulauftrichter auch in einem durch einen Salzkern hergestellten und anschließend durch die Zulauföffnung aufgebohrten Kühlkanal einsetzbar ist. Eine derartige Fixierung des Zulauftrichters in der Zulauföffnung stellt auch eine äußerst kostengünstige Lösung dar, die insbesondere deutlich kostengünstiger als beispielsweise ein Verschweißen oder Verlöten eines solchen Zulauftrichters in der Zulauföffnung ist.
  • Bei einer fortlaufenden Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Zulauföffnung als eine Bohrung im Kolben ausgebildet oder der Kühlkanal ist mittels einer Kühlkanalabdeckung, beispielsweise mittels eines Kühlkanalbleches, verschlossen, wobei die Zulauföffnung als Durchgangsöffnung in der Kühlkanalabdeckung ausgebildet ist. Diese Aufzählung lässt bereits erkennen, dass der erfindungsgemäß mittels der Blindnietverbindung in der Zulauföffnung fixierte Zulauftrichter unabhängig von der Ausbildung des Kolbens und auch unabhängig von der Ausbildung beispielsweise eines Kühlkanals oder einer Kühlkanalabdeckung einsetzbar ist. So kann die Zulauföffnung beispielsweise als nachträglich in den Kolben eingebrachte Bohrung ausgebildet sein, wobei alternativ auch vorstellbar ist, dass eine derartige Zulauföffnung als Durchgangsöffnung in der Kühlkanalabdeckung vorgesehen ist.
  • Alternativ hierzu ist auch denkbar, dass der Kühlkanal mittels einer zweiteiligen Kühlkanalabdeckung mit einem ersten Kühlkanalabdeckungsteil und einem zweiten Kühlkanalabdeckungsteil verschlossen ist, wobei in diesem Fall die Zulauföffnung an einem Stoß der beiden Kühlkanalabdeckungsteile vorgesehen ist. In diesem Fall kann die Zulauföffnung besonders einfach hergestellt werden, beispielsweise mittels eines entsprechenden Stanzvorganges, bei welchem an jedem Kühlkanalabdeckungsteil ein Halbkreis ausgestanzt wird, die bei aneinanderstoßenden Kühlkanalabdeckungsteilen zusammen die Zulauföffnung bilden.
  • Bei einer fortlaufenden Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Blindnietverbindung als Blindnietmutterverbindung ausgebildet, wobei der Zulauftrichter einen Ringkragen und an seinem, einem Trichter abgewandten, Ende ein erstes Innengewinde aufweist, wobei zwischen diesem ersten Innengewinde und dem Ringkragen ein erster Stauchbereich vorgesehen ist. Die Blindnietmutterverbindung ist dabei eine Sonderform der Blindnietverbindung, bei welcher die Blindnietmutter zunächst auf einen Gewindedorn des Blindnietsetzwerkzeugs aufgeschraubt und anschließend in die Zulauföffnung eingesteckt wird, bis sie mit ihrem Ringkragen an einem Rand der Zulauföffnung anliegt. Anschließend wird der Gewindedorn zurückgezogen und dabei der Stauchbereich aufgebaucht, wodurch ein Rand der Zulauföffnung zwischen dem Ringkragen einerseits und dem aufgebauchten Stauchbereich eingeklemmt und darüber der Zulauftrichter in der Zulauföffnung fixiert wird. Abschließend wird durch ein entgegengesetztes Drehen des Gewindedorns dieser wieder aus dem ersten Gewinde des Zulauftrichters entfernt, woraufhin dieser fertig fixiert in der Zulauföffnung verbleibt.
  • Alternativ ist selbstverständlich auch denkbar, dass der Zulauftrichter in der Art eines Blindniets ausgebildet ist, wobei dieser dann zur Montage zunächst in die Zulauföffnung eingesteckt wird, bis er mit seinem Ringkragen an der Zulauföffnung anliegt. Anschließend wird an dem Nietdorn gezogen, bis der Stauchbereich aufgebaucht und der Zulauftrichter über die Blindnietverbindung in der Zulauföffnung fixiert ist. In diesem Fall müsste der Zulauftrichter anschließend noch durchgebohrt werden, was jedoch ebenfalls fertigungstechnisch einfach herstellbar ist.
  • Bei einer fortlaufenden Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung wird der Zulauftrichter eine axiale Länge L von 10 mm ≤ L ≤ 35 mm auf, wobei ein derartiger Längenbereich nahezu sämtliche Einsatzvarianten abdeckt. Variiert werden kann ferner eine Trichterlänge LT zwischen vorzugsweise 6 und 16 mm, wodurch ein unterschiedlicher Ölfanggrad des Zulauftrichters (Ölfangtrichter) erreicht werden kann.
  • Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Zulauftrichter einen maximalen Durchmesser Dmax von 10mm ≤ Dmax ≤ 14 mm aufweist. Dadurch lassen sich nahezu sämtliche Größenbereiche von gängigen Kolben abdecken. Je größer dabei der maximale Durchmesser Dmax ist, umso mehr Öl kann beispielsweise aufgefangen und dem Kühlkanal zugeleitet werden.
  • Zusätzlich oder alternativ ist auch denkbar, dass der Zulauftrichter einen Standrohrinnendurchmesser DSI von ca. 2 bis 8 mm aufweist. Hierdurch ist eine ausreichende Versorgung des Kühlkanals mit Öl machbar.
  • Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, einen Zulauftrichter als Blindniet oder als Blindnietmutter auszubilden, wobei die Blindnietmutter eine Sonderform der Blindniete darstellt. Hierdurch ist eine vergleichsweise einfache und dennoch zuverlässige Montage des Zulauftrichters in einer zugehörigen Zulauföffnung eines Kühlkanals eines Kolbens möglich, verbunden mit dem Vorteil, dass ein derartiger Zulauftrichter von einer Seite aus, das heißt beispielsweise der Kolbenunterseite aus, in der Zulauföffnung fixiert und dadurch montiert werden kann.
  • Bei der vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist der Zulauftrichter einen Ringkragen und an seinem, einem Trichter des Zulauftrichters abgewandten Ende ein Innengewinde auf, wobei zwischen dem Innengewinde und dem Ringkragen ein erster Stauchbereich vorgesehen ist. In diesem Fall ist der Zulauftrichter als Blindnietmutter ausgebildet. Eine derartige Ausführungsform bietet den großen Vorteil, dass nach der Montage des Zulauftrichters der Gewindedorn des Blindnietsetzwerkzeugs einfacher herausgedreht und dadurch die Durchgangsöffnung bereits hergestellt werden kann.
  • Alternativ ist auch denkbar, dass die Blindnietverbindung als Blindnietmutterverbindung ausgebildet ist und der Zulauftrichter an seinem, dem Trichter abgewandten Ende ein Innengewinde aufweist, wobei zwischen dem Trichter und dem Innengewinde ein erster und ein zweiter Stauchbereich liegen. In diesem Fall bildet somit der zweite Stauchbereich den in der zuvor beschriebenen alternativen Ausführungsform gebildeten Ringkragen. In diesem Fall wird somit ein Gewindedorn durch den Trichter in das Gewinde am freien Ende des Zulauftrichters vom Trichter aus eingeschraubt und in diesem auf dem Gewindedorn aufgeschraubten Zustand durch die Zulauföffnung am Kolben gesteckt. Anschließend wird der Gewindedorn entweder axial zurückgezogen, wobei der Zulauftrichter am Trichter oder an einer anderen Stelle über ein Widerlager, beispielsweise das Blindnietsetzwerkzeug, gehalten ist oder wobei der Dorn (Gewindedorn) durch ein Verdrehen ein Stauchen des Zulauftrichters in Axialrichtung bewirkt. Durch unterschiedliche Steifigkeiten der beiden Stauchbereiche, beispielsweise eine schwächere Steifigkeit des zweiten Stauchbereichs im Vergleich zum ersten Stauchbereich, kann ein nacheinander erfolgendes Verformen der Stauchbereiche erreicht werden, wobei zum Schluss die beiden Stauchbereiche den Zulauftrichter an/in der Zulauföffnung einklemmen. Nachfolgend wird der Gewindedorn herausgeschraubt und entnommen. Beiden Ausführungsformen ist dabei gemein, dass hiermit ein schnelles, zuverlässiges und einfaches Fixieren des Zulauftrichters in der Zulauföffnung ermöglicht wird.
  • Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Verfahren zur Montage eines Zulauftrichters in einem Kolben anzugeben, bei welchem der Zulauftrichter zunächst mit seinem, einem Trichter des Zulauftrichters abgewandten Ende in eine Zulauföffnung des Kühlkanals des Kolbens eingesteckt und anschließend darin mittels einer Blindnietverbindung fixiert wird. Hierdurch kann eine einfache und dennoch zugleich zuverlässige Montage bzw. Fixierung des Zulauftrichters in der Zulauföffnung erfolgen.
  • Verwendet werden kann hierbei beispielsweise ein als Blindnietmutter ausgebildeter Zulauftrichter, bei welchem die Montage in der Zulauföffnung wie folgt erfolgt: Zunächst wird der Zulauftrichter auf einen Gewindedorn eines Blindnietsetzwerkzeugs aufgeschraubt und anschließend so weit in die Zulauföffnung des Kolbens eingesteckt, bis er mit seinem Ringkragen an einem Rand der Zulauföffnung anliegt. Anschließend wird der Gewindedorn mittels des Blindnietsetzwerkzeugs zurückgezogen und ein Stauchbereich des Zulauftrichters, welcher zwischen dem Ringkragen und dem Innengewinde liegt, aufgebaucht, wodurch eine feste Klemmverbindung zwischen dem Zulauftrichter und dem Rand der Zulauföffnung geschaffen wird. Anschließend wird der Gewindedorn aus dem Innengewinde des Zulauftrichters herausgeschraubt. Damit ist der Zulauftrichter fertig fixiert in der Zulauföffnung angebracht.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform ist es rein theoretisch auch denkbar, dass der Zulauftrichter als Blindniet ausgebildet ist, wobei dieser dann zur Montage zunächst mit seinem Nietdorn in das Blindnietsetzwerkzeug eingesteckt und anschließend in die Zulauföffnung eingesetzt wird. Nun wird am Nietdorn gezogen, bis dieser an einer Sollbruchstelle abbricht und der zumindest eine Stauchbereich aufgebaucht ist. Hierdurch ist der Zulauftrichter über die Blindnietverbindung fest in der Zulauföffnung fixiert. Anschließend muss noch eine Durchgangsöffnung, beispielsweise mittels Bohren, hergestellt werden.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Figurenliste
    • 1a eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Kolben mit einem erfindungsgemäßen Zulauftrichter entsprechend einer ersten Ausführungsform in noch nicht in einer Zulauföffnung fixierter Weise,
    • 1b eine Darstellung wie in 1a, jedoch nach dem Fixieren
    • 2a eine Darstellung wie in 1a, jedoch mit einem Zulauftrichter mit zwei Stauchbereichen,
    • 2b eine Darstellung wie in 2a, jedoch bei in der Zulauföffnung fixiertem Zulauftrichter.
  • Entsprechend den 1 und 2, weist ein erfindungsgemäßer Kolben 1 für einen nicht näher dargestellten Verbrennungsmotor 2 einen Kühlkanal 3 auf, der zumindest eine Zulauföffnung 4 mit einem darin angeordneten Zulauftrichter 5 besitzt. Erfindungsgemäß ist nun dieser Zulauftrichter 5 mittels einer Blindnietverbindung 6 (vergleiche die 1 und 2) in der Zulauföffnung 4 fixiert. Dies bietet den großen Vorteil, dass eine einfache Montage und Fixierung des Zulauftrichters 5 in der Zulauföffnung 4 von nur einer einzigen Seite aus, beispielsweise einer Kolbenunterseite aus, möglich ist. Zudem entfallen weitere, insbesondere komplexe, Fixiervorgänge, wie beispielsweise ein Vernieten, Verschweißen oder Verlöten des Zulauftrichters 5.
  • Die Zulauföffnung 4 kann dabei als eine Bohrung im Kolben 1 ausgebildet sein, oder aber der Kühlkanal 3 ist mittels einer Kühlkanalabdeckung 8 von unten verschlossen, wobei die Zulauföffnung 4 als Durchgangsöffnung 7 in der Kühlkanalabdeckung 8 ausgebildet ist. Gemäß den 1 und 2 ist dabei jeweils lediglich eine Zulauföffnung 4 in einer Kühlkanalabdeckung 8 dargestellt, wobei selbstverständlich die andere Ausführungsform für den Fachmann leicht nachvollziehbar ist. Der Kühlkanal 3 kann beispielsweise mit einer zweiteiligen Kühlkanalabdeckung 8' mit einem ersten Kühlkanalabdeckungsteil 9a und einem zweiten Kühlkanalabdeckungsteil 9b verschlossen sein, wobei die Zulauföffnung 4 dann an einem Stoß 10 der beiden Kühlkanalabdeckungsteile 9a, 9b vorgesehen sein kann, was die Herstellung der Zulauföffnung 4 deutlich vereinfacht, da in beiden Kühlkanalabdeckungsteilen 9a, 9b lediglich ein Halbkreis mitausgestanzt werden muss, die in zusammengesetztem Zustand die Durchgangsöffnung 7 bzw. die Zulauföffnung 4 bilden.
  • Betrachtet man den Zulauftrichter 5 näher, so kann man erkennen, dass dieser im vorliegenden Fall gemäß den 1a und 1b einen Ringkragen 11 aufweist, der beim Einschieben des Zulauftrichters 5 in die Zulauföffnung 4 als Anschlag dient. Ebenfalls weist ein derartiger Zulauftrichter 5 an einem, einem Trichter 12 abgewandten Ende ein Innengewinde 13 auf, wobei zwischen dem Innengewinde 13 und dem Ringkragen 11 ein erster Stauchbereich 14 angeordnet ist, der beim Herstellen der Blindnietverbindung 6 gestaucht und dabei nach außen aufgebaucht wird. Der umgeformte Stauchbereich 14 und der Ringkragen 11 klemmen somit nach hergestellter Blindnietverbindung 6 die Kühlkanalabdeckung 8 zwischen sich ein und fixieren dadurch den Zulauftrichter 5 zuverlässig in der Zulauföffnung 4.
  • Eine Montage des Zulauftrichters 5 im Kolben 1 bzw. in der Zulauföffnung 4 erfolgt dabei wie folgt:
    • Zunächst wird der Zulauftrichter 5 mit seinem Trichter 12 über einen Gewindedorn 15 eines Blindnietsetzwerkzeugs 16 geschoben und anschließend das Innengewinde 13 des Zulauftrichters 5 mit einem komplementär dazu ausgebildeten Außengewinde 17 des Gewindedorns 15 verschraubt. Anschließend wird der Gewindedorn 15 zusammen mit dem Zulauftrichter 5 durch die Zulauföffnung 4 geschoben, bis der Zulauftrichter 5 mit seinem Ringkragen 11 an einer Unterseite der Kühlkanalabdeckung 8, 8' bzw. an einem unteren Rand der Zulauföffnung 4 anliegt. Anschließend erfolgt ein axiales Zurückziehen des Gewindedorns 15,
    • wodurch dieser das Innengewinde 13 nach unten zieht und dabei den ersten Stauchbereich 14 plastisch nach außen verformt, wie dies gemäß der 1b dargestellt ist. Das axiale Zurückziehen kann selbstverständlich rein theoretisch auch durch eine entsprechende Drehbewegung des Gewindedorns 15 im Innengewinde 13 erreicht werden, wobei selbstverständlich der Zulauftrichter 5, entweder beispielsweise am Ringkragen 11 oder an seinem Trichter 12 in Axialrichtung fixiert wird und dadurch der die Stauchumformung des ersten Stauchbereichs 14 hervorrufenden Axialbewegung des Innengewindes 13 nach unten entgegenwirkt Ist nun die Blindnietverbindung 6 hergestellt, so wird der Gewindedorn 15 in entgegengesetzter Richtung verdreht und dadurch mit seinem Außengewinde 17 aus dem Innengewinde 13 des Zulauftrichters 5 herausgeschraubt. Anschließend kann der Gewindedorn 15 entnommen werden. Hierdurch ist der Zulauftrichter 5 zuverlässig in der Zulauföffnung 4 des Kolbens 1 fixiert. In diesem Fall ist die Blindnietverbindung 6 als sogenannte Blindnietmutterverbindung 6' ausgebildet.
  • Betrachtet man den Zulauftrichter 5 gemäß den 2a und 2b, so kann man erkennen, dass dieser an seinem dem Trichter 12 abgewandten Längsende ebenfalls ein Innengewinde 13 aufweist, wobei zwischen dem Trichter 12 und dem Innengewinde 13 wiederum ein erster Stauchbereich 14 und hier zusätzlich noch ein zweiter Stauchbereich 18 liegen. Auch in diesem Fall kann die Fixierung des Zulauftrichters 5 in der Zulauföffnung 4 mittels einer Blindnietmutterverbindung 6' hergestellt werden. Hierzu wird ebenfalls ein Gewindedorn 15 (nicht dargestellt) in den Zulauftrichter 5 von unten eingeschoben, bis er mit seinem Außengewinde 17 in das Innengewinde 13 des Zulauftrichters 5 eingeschraubt werden kann. Anschließend erfolgt ein axiales Zurückziehen des oberen Teils des Zulauftrichters 5, in welchem das Innengewinde 13 liegt, und gleichzeitig ein Abstützen des unteren Teils des Zulauftrichters 5, beispielsweise am Trichter 12. Durch das Verkürzen der axialen Länge werden die beiden Stauchbereiche 14, 18 aufgebaucht und dadurch die Kühlkanalabdeckung 8, 8' zwischen den beiden aufgebauchten Stauchbereichen 14, 18 (vergleiche 2b) eingeklemmt. Dabei kann selbstverständlich vorgesehen sein, dass die beiden Stauchbereiche 14, 18 unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen, beispielsweise durch eine entsprechend vordefinierte Materialschwächung, wodurch ein nacheinander Stauchen bzw. Aufbauchen der beiden Stauchbereiche 14, 18 erreicht werden kann.
  • Rein theoretisch ist selbstverständlich auch eine Fixierung des Zulauftrichters 5 über eine Blindnietverbindung 6 bekannt, bei welcher der Zulauftrichter 5 noch einen nicht gezeichneten Nietdorn aufweist und über diesen ähnlich einer Blindniet am Blindnietsetzwerkzeug 16 gehalten wird. Hierüber wird der Zulauftrichter 5 in die Zulauföffnung 4 eingesteckt, bis er beispielsweise mit seinem Anschlag, das heißt seinem Ringkragen 11, an einem Außenrand der Zulauföffnung 4 anliegt. Anschließend wird der nicht gezeichnete Nietdorn mittels des Blindnietsetzwerkzeugs 16 zurückgezogen, wodurch der erste Stauchbereich 14 gestaucht und nach außen aufgebaucht wird und dadurch zwischen diesem und dem Ringkragen 11 die Kühlkanalabdeckung 8, 8' eingeklemmt wird. Bei einem weiteren Ziehen bricht der Nietdorn an einer Sollbruchstelle, wobei dann anschließend, das heißt nach dem Entnehmen des Nietdorns, eine Durchgangsöffnung durch den Zulauftrichter 5 noch hergestellt, beispielsweise gebohrt werden muss.
  • Generell kann der Zulauftrichter 5 eine axiale Länge L zwischen 10 und 35 mm aufweisen. Eine Trichterlänge LT liegt vorzugsweise zwischen 6 mm und 16 mm (6 mm ≤ LT ≤ 16 mm). Ein maximaler Durchmesser Dmax des Zulauftrichters liegt zwischen 10 und 14 mm, während ein Standrohrinnendurchmesser DSL circa 2 - 8 mm aufweist. Durch die genannten Längen- und Durchmesserangaben kann einerseits ein vordefiniertes Eindringen von Kühlöl in den Kühlkanal 3 erreicht werden, ebenso wie eine vordefinierte Kühlölmenge.
  • Geschützt werden soll mit der Erfindung selbstverständlich nicht nur der Kolben 1 mit einem erfindungsgemäß darin über eine Blindnietverbindung 6 bzw. eine Blindnietmutterverbindung 6' angeordneten Zulauftrichter 5, sondern auch ein derartiger Zulauftrichter 5 und das zuvor beschriebene Montageverfahren zur Fixierung desselben in der Zulauföffnung 4.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Zulauftrichter 5 und dem erfindungsgemäßen Kolben 1 ist es möglich, eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Zulauftrichter 5 und der Zulauföffnung 4 zu erreichen, die sowohl eine einfache Montage von lediglich einer einzigen Seite aus, nämlich der Kolbenunterseite, ermöglicht, als auch eine zuverlässige Fixierung des Zulauftrichters 5 in der Zulauföffnung 4. Darüber sind derartige Zulauftrichter 5 kostengünstig herzustellen und aufgrund ihrer üblicherweise metallischen Ausbildung langlebig. Ein Fixierung bzw. Setzen des Zulauftrichters 5 in der Zulauföffnung 4 kann dabei selbst von ungeübten Werkern problemlos bewerkstelligt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006013884 A1 [0002]
    • DE 33384419 A1 [0003]
    • DE 102012211060 A1 [0004]
    • DE 102009056922 B4 [0005]

Claims (12)

  1. Kolben (1) für einen Verbrennungsmotor (2) mit einem Kühlkanal (3), der zumindest eine Zulauföffnung (4) mit einem darin angeordneten Zulauftrichter (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauftrichter (5) mittels einer Blindnietverbindung (6,6') in der Zulauföffnung (4) fixiert ist.
  2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass die Zulauföffnung (4) als eine Bohrung im Kolben (1) ausgebildet ist, oder - dass der Kühlkanal (3) mittels einer Kühlkanalabdeckung (8) verschlossen ist, wobei die Zulauföffnung (4) als Durchgangsöffnung (7) in der Kühlkanalabdeckung (8) ausgebildet ist.
  3. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (3) mittels einer zweiteiligen Kühlkanalabdeckung (8') mit einem ersten Kühlkanalabdeckungsteil (9a) und einem zweiten Kühlkanalabdeckungsteil (9b) verschlossen ist, wobei die Zulauföffnung (4) an einem Stoß (10) der beiden Kühlkanalabdeckungsteile (9a,9b) vorgesehen ist.
  4. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blindnietverbindung (6) als Blindnietmutterverbindung (6') ausgebildet ist und der Zulauftrichter (5) einen Ringkragen (11) und an seinem, einem Trichter (12) abgewandten Ende ein Innengewinde (13) aufweist, wobei zwischen dem Innengewinde (13) und dem Ringkragen (11) ein erster Stauchbereich (14) vorgesehen ist.
  5. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blindnietverbindung (6) als Blindnietmutterverbindung (6') ausgebildet ist und der Zulauftrichter (5) an seinem, einem Trichter (12) abgewandten Ende ein Innengewinde (13) aufweist, wobei zwischen dem Trichter (12) und dem Innengewinde (13) ein erster und ein zweiter Stauchbereich (14, 18) liegen.
  6. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass der Zulauftrichter (5) eine axiale Länge L von 10 mm ≤ L ≤ 35 mm aufweist, und/oder - dass der Zulauftrichter (5) eine Trichterlänge LT von 6 mm ≤ LT ≤ 16 mm aufweist.
  7. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass der Zulauftrichter (5) einen maximalen Durchmesser Dmax von 10 mm ≤ Dmax ≤ 14 mm aufweist, und/oder - dass der Zulauftrichter (5) einen Standrohrinnendurchmesser DSI von ca. 2 - 8 mm aufweist.
  8. Zulauftrichter (5) eines Kolbens (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zulauftrichter (5) als Blindniet oder als Blindnietmutter ausgebildet ist.
  9. Zulauftrichter nach Anspruch 8, zweite Alternative, dadurch gekennzeichnet, - dass der Zulauftrichter (5) einen Ringkragen (11) und an seinem, einem Trichter (12) abgewandten Ende ein Innengewinde (13) aufweist, wobei zwischen dem Innengewinde (13) und dem Ringkragen (11) ein erster Stauchbereich (14) vorgesehen ist, oder - dass der Zulauftrichter (5) an seinem, dem Trichter (12) abgewandten Ende ein Innengewinde (13) aufweist, wobei zwischen dem Trichter (12) und dem Innengewinde (13) ein erster und ein zweiter Stauchbereich (14, 18) liegen.
  10. Zulauftrichter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, - dass der Zulauftrichter (5) eine axiale Länge L von 10 mm ≤ L ≤ 35 mm aufweist, und/oder - dass der Zulauftrichter (5) eine Trichterlänge LT von 6 mm ≤ LT ≤ 16 mm aufweist.
  11. Zulauftrichter nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, - dass der Zulauftrichter (5) einen maximalen Durchmesser Dmax von 10 mm ≤ Dmax ≤ 14 mm aufweist, und/oder - dass der Zulauftrichter (5) einen Standrohrinnendurchmesser DSI von ca. 2 - 8 mm aufweist.
  12. Verfahren zur Montage eines Zulauftrichters (5) in einem Kolben (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem - der Zulauftrichter (5) mit seinem, einem Trichter (12) des Zulauftrichters (5) abgewandten Ende in eine Zulauföffnung (4) eines Kühlkanals (3) des Kolbens (1) eingesteckt wird, - der Zulauftrichter (5) mittels einer Blindnietverbindung (6), insbesondere mittels einer Blindnietmutterverbindung (6'), in der Zulauföffnung (4) fixiert wird.
DE102019213358.4A 2019-09-03 2019-09-03 Kolben Withdrawn DE102019213358A1 (de)

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