DE102020116392A1 - Kolbenbolzen für einen Kolben einer Hubkolbenmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

Kolbenbolzen für einen Kolben einer Hubkolbenmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolbenbolzen (1) für einen Kolben einer Hubkolbenmaschine, wobei der Kolbenbolzen (1) durch 3D-Drucken hergestellt ist, wobei der Kolbenbolzen (1) in seinem hohlen Längenbereich (L) eine Bombierung (B) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kolbenbolzen für einen Kolben einer Hubkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beziehungsweise 5. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug.
  • Am 23. April 2020 war im Internet unter dem Link „https://www.blumenbecker.com/fileadmin/blumenbecker/downloads/3D-Druck-Broschuere-web.pdf“ ein Dokument abrufbar, welches Materialien zum 3D-Drucken offenbart. Eines dieser Materialien ist ein Einsatzstahl in Form von 20MnCr5, welches durch 3D-Drucken verarbeitet werden kann, derart, dass aus diesem Einsatzstahl durch 3D-Drucken Bauteile hergestellt werden können. Als ein Beispiel für ein solches, aus dem genannten Einsatzstahl durch 3D-Drucken hergestelltes Bauteil ist ein Kolbenbolzen.
  • Außerdem ist der EP 1 484 531 B1 eine Motor-Kolbenbolzen-Gleitstruktur als bekannt zu entnehmen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kolbenbolzen für einen Kolben einer Hubkolbenmaschine, eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass der durch 3D-Drucken hergestellt Kolbenbolzen besonders vorteilhaft für eine insbesondere als Verbrennungskraftmaschine ausgebildete Hubkolbenmaschine verwendet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kolbenbolzen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 beziehungsweise 5, durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Kolbenbolzen für einen Kolben einer vorzugsweise als Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Hubkolbenmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass der Kolbenbolzen dazu ausgebildet ist, den Kolben der Hubkolbenmaschine gelenkig mit einem Pleuel der Hubkolbenmaschine zu verbinden. Somit weist die Hubkolbenmaschine in ihrem vollständig hergestellten Zustand einen Zylinder und den translatorisch bewegbar in dem Zylinder aufgenommenen Kolben sowie das zuvor genannten Pleuel auf, welches mittels der Kolbenbolzens gelenkig mit dem Kolben verbunden ist. Hierzu sind jeweilige Teilbereiche des Kolbenbolzens in dem Bolzen und in dem Pleuel, insbesondere in einem Pleuelauge des Pleuels, aufgenommen. Dabei ist der Kolbenbolzen, welcher vorzugsweise einstückig ausgebildet ist, durch 3D-Drucken, das heißt durch ein auch als additive Fertigung oder additives Fertigungsverfahren bezeichnetes generatives Fertigungsverfahren hergestellt. Mit anderen Worten ist der Kolbenbolzen gedruckt, das heißt 3D-gedruckt.
  • Um nun den Kolbenbolzen besonders vorteilhaft für eine beziehungsweise in einer Hubkolbenmaschine verwenden zu können, um - wie zuvor beschrieben - den Kolben besonders zuverlässig und sicher gelenkig mit dem Pleuel verbinden zu können, ist es bei dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass der Kolbenbolzen in seinem hohlen Längenbereich eine Bombierung, das heißt eine Balligkeit aufweist. Mit anderen Worten ist der Kolbenbolzen zumindest in einem Längenbereich, insbesondere über seine gesamte, in axialer Richtung des Kolbenbolzens verlaufende Länge, hohl ausgebildet und weist somit einen hohlen Längenbereich auf, welcher sich zumindest über einen Teil der in axialer Richtung des Kolbenbolzens verlaufenden Länge erstreckt. Insbesondere erstreckt sich der hohle Längenbereich über die gesamte, in axialer Länge des Kolbenbolzens verlaufende Länge des Kolbenbolzens. In dem hohlen Längenbereich ist der Kolbenbolzen, welcher einfach auch als Bolzen bezeichnet wird, ballig ausgebildet, sodass der Kolbenbolzen in dem hohlen Längenbereich die auch als Balligkeit bezeichnete Bombierung aufweist. Wie üblich ist unter der Bombierung beziehungsweise unter der Balligkeit eine sich insbesondere in radialer Richtung des Kolbenbolzens von außen nach innen erstreckende Wölbung, das heißt eine konvexe Wölbung zu verstehen, die sich in radialer Richtung des Kolbenbolzens nach innen erstreckt beziehungsweise nach innen gewölbt ist. Hierdurch ist es möglich, den Kolbenbolzen einerseits als Leichtbaukolbenbolzen auszugestalten, dessen Gewicht besonders gering gehalten werden kann. Andererseits kann eine besonders hohe Festigkeit beziehungsweise Stabilität des Kolbenbolzens realisiert werden. Mit anderen Worten kann der Kolbenbolzen dauerhaltbar ausgelegt werden, und dabei auch in beziehungsweise für solche, vorzugsweise als Verbrennungskraftmaschinen ausgebildeten Hubkolbenmaschinen verwendet werden, in denen der Kolbenbolzen hohen, beispielsweise aus Verbrennungen resultierenden Belastungen ausgesetzt ist. Konstruktionen und Simulationen haben gezeigt, dass durch die Balligkeit der Kolbenbolzen besonders gewichtsgünstig und gleichzeitig hinreichend stabil beziehungsweise robust gestaltet werden kann, um auch in als Hubkolbenmaschinen ausgebildeten Verbrennungskraftmaschinen für Kraftfahrzeuge verwendet zu werden, um einen jeweiligen Kolben mit einem jeweiligen Pleuel gelenkig zu verbinden, ohne dass es zu einer übermäßig frühen Beschädigung oder Zerstörung des Kolbenbolzens kommt.
  • Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Kolbenbolzen an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, insbesondere strikt beziehungsweise streng, rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich der Kolbenbolzen während eines Betriebs der Hubkolbenmaschine, insbesondere relativ zu dem Kolben und/oder relativ zu dem Pleuel, drehen kann. Durch die rotationssymmetrische Ausgestaltung können lokal übermäßige Belastungen des Kolbenbolzens vermieden werden.
  • Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Bombierung beziehungsweise Balligkeit in der Mitte der in axialer Richtung des Kolbenbolzens verlaufenden Länge des Kolbenbolzens angeordnet ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass der höchste Punkte der Bombierung beziehungsweise der Wölbung, das heißt der Punkt der Wölbung, der in radialer Richtung des Kolbenbolzens am weitesten innen liegt, in axialer Richtung des Kolbenbolzens in der Mitte der in axialer Richtung des Kolbenbolzens verlaufenden Länge angeordnet ist.
  • Um einerseits eine besonders hohe Stabilität beziehungsweise Festigkeit oder Robustheit des Kolbenbolzens und andererseits ein besonders geringes Gewicht des Kolbenbolzens realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Kolbenbolzen zumindest in einem Bereich, in welchem die Bombierung ausgebildet ist, das heißt zumindest in einem Bereich der Bombierung, mehrere, in axialer Richtung des Kolbenbolzens aufeinanderfolgende und voneinander beabstandeten und zusätzlich zu der Bombierung vorgesehen, ringförmige Vorsprünge aufweist, welche auch als Stützringe bezeichnet werden. Die Stützringe sind gegenüber sich in axialer Richtung des Kolbenbolzens an die jeweiligen Stützringe (Vorsprünge) anschließenden Teilen einer durch die Bombierung gebildeten und in dem Längenbereich angeordneten, innenumfangsseitigen Mantelfläche des Kolbenbolzens in radialer Richtung des Kolbenbolzens nach innen erhaben. Hierdurch kann insbesondere eine besonders hohe Steifigkeit des Kolbenbolzens dargestellt werden.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Kolbenbolzen einstückig ausgebildet ist. Dadurch kann das Gewicht des Kolbenbolzens besonders gering gehalten werden. Außerdem kann dadurch der Kolbenbolzen besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden.
  • Um auf besonders gewichtsgünstige Weise eine besonders hohe Steifigkeit beziehungsweise Stabilität des Kolbenbolzens realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zumindest die Bombierung eine durch das 3D-Drucken hergestellte Wabenstruktur aufweist. Die Wabenstruktur umfasst mehrere, vorzugsweise vieleckige Waben, welche durch jeweilige, die jeweiligen Waben, insbesondere direkt, begrenzende und durch das 3D-Drucken hergestellte Wandungsbereiche der Wabenstruktur insbesondere in Umfangsrichtung des Kolbenbolzens und in axialer Richtung des Kolbenbolzens räumlich voneinander getrennt sind.
  • Dabei können die Waben derart voneinander getrennt sein, dass die jeweiligen, auch als Stege bezeichneten Wandungsbereiche besonders dick oder besonders dünn sind. vorzugsweise sind die jeweiligen Wandungsbereiche, welche zwischen den jeweiligen Waben angeordnet sind und somit die Waben räumlich voneinander trennen, mehrere Millimeter dick.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Kolbenbolzen für einen Kolben einer Hubkolbenmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Der vorzugsweise einstückig ausgebildete Kolbenbolzen ist durch 3D-Drucken hergestellt.
  • Um nun den Kolbenbolzen besonders vorteilhaft für beziehungsweise in beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Hubkolbenmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, verwenden zu können, ist es bei dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass der Kolbenbolzen eine durch das 3D-Drucken hergestellte Wabenstruktur aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
  • Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Wabenstrukturen als gleichseitige, Parallelogrammen ausgebildet sind, das heißt die Form von gleichseitigen Parallelogrammen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich sind die Waben sechseckig ausgebildet. Mit anderen Worten weisen die Waben vorzugsweise die Form von gleichmäßigen Sechsecken auf. Dadurch kann auf besonders gewichtsgünstige Weise eine besonders hohe Steifigkeit und Robustheit des Kolbenbolzens realisiert werden.
  • Um das Gewicht des Kolbenbolzens besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Wabenstruktur beziehungsweise die Waben an sich in radialer Richtung des Kolbenbolzens nach innen hin offen ist beziehungsweise sind.
  • Dabei hat es sich zur Realisierung eines besonders geringen Gewichts und einer besonders hohen Steifigkeit als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Wabenstruktur beziehungsweise die Waben in vollständig hergestelltem Zustand des Kolbenbolzens an sich in radialer Richtung des Kolbenbolzens nach innen hin offen ist beziehungsweise sind.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug. Die Verbrennungskraftmaschine ist als eine Hubkolbenmaschine ausgebildet weist und zumindest einen Kolbenbolzen gemäß dem ersten Aspekt und/oder gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung auf. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
  • Schließlich betrifft ein vierter Aspekt der Erfindung ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts, des zweiten Aspekts und des dritten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des vierten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
  • Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Üblicherweise werden Kolbenbolzen aus einem Stangenmaterial hergestellt und einer mechanischen, insbesondere spanendes, Bearbeitung unterzogen und dadurch in einer gewünschte beziehungsweise zielgebende Form gebracht. Die mechanische Bearbeitung ist zeit- und kostenintensiv und beschränkt den Gestaltungsfreiraum, in welchem, insbesondere in dem Längenbereich des Kolbenbolzens, eine Innenkontur des Kolbenbolzens geschaffen werden kann. Ebenso können Hinterschnitte nicht oder nur sehr aufwändig hergestellt werden.
  • Durch die Erfindung können die zuvor genannten Probleme und Nachteile vermieden werden. Durch das 3D-Drucken, das heißt durch ein generatives Fertigungsverfahren, welches auch als additive manufacturing bezeichnet wird, kann nun ein Rohteil hergestellt werden, welches beispielsweise durch weiteres, insbesondere mechanisches und dabei ganz insbesondere spanendes Bearbeiten zu dem erfindungsgemäßen Kolbenbolzen weitergebildet werden kann. Dabei kann jedoch im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen das zum Herstellen des erfindungsgemäßen Kolbenbolzens vorgesehene mechanische Bearbeiten des Rohteils im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen besonders gering gehalten werden, sodass der erfindungsgemäße Kolbenbolzen besonders kostengünstig hergestellt werden kann. Außerdem kann durch das 3D-Drucken eine hohe Gestaltungsfreiheit realisiert werden, sodass beispielsweise der Kolbenbolzen, insbesondere im Hinblick auf dessen Innenkontur und/oder auf die Herstellung von Hinterschnitten, besonders bedarfsgerecht hergestellt werden kann. Insbesondere ist es denkbar, durch das 3D-Drucken wenigstens einen Hinterschnitt des Kolbenbolzens, insbesondere in dem hohlen Längenbereich, herzustellen.
  • Aufgrund der hohen, durch das 3D-Drucken realisierbaren Gestaltungsfreiheit kann gezielt in festigkeitskritischen Bereichen des Kolbenbolzens Material angebracht werden, während an weniger belasteten Stellen im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen Material weggelassen werden kann. Ebenso erlaubt das 3D-Drucken das Herstellen von bionisch geformten Strukturen, das heißt von bionischen Strukturen, Wabenstrukturen und Hinterschnitte, die mittels herkömmlicher Fertigungsverfahren nicht hergestellt werden können. In der Folge kann der Kolbenbolzen besonders gewichtsgünstig ausgebildet werden. Als weitere Folge kann ein Kurbeltrieb einer beispielsweise als Dieselmotor ausgebildeten Hubkolbenmaschine, deren Kurbeltrieb üblicherweise recht gewichtsintensiv ist, besonders gewichtsgünstig gestaltet werden.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiels mit den dazugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
    • 1 eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen, durch 3D-Drucken hergestellten Kolbenbolzens für eine Hubkolbenmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform;
    • 2 eine schematische Längsschnittansicht des Kolbenbolzens gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
    • 3 eine schematische Längsschnittansicht des Kolbenbolzens gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine erste Ausführungsform eines Kolbenbolzens 1 für einen Kolben einer Hubkolbenmaschine. Dies bedeutet, dass die Hubkolbenmaschine in ihrem vollständig hergestellten Zustand den genannten Kolben sowie den Kolbenbolzen 1 aufweist. Die Hubkolbenmaschine weist beispielsweise in ihrem vollständig hergestellten Zustand einen Zylinder auf, in welchem der Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen ist. Der Zylinder und der Kolben begrenzen beispielsweise jeweils einen Brennraum der insbesondere als Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Hubkolbenmaschine, wobei während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine in dem Brennraum Verbrennungsvorgänge ablaufen. Außerdem weist die Hubkolbenmaschine eine als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle auf, die drehbar an einem Gehäuseelement der Hubkolbenmaschine gelagert ist. Das Gehäuseelement bildet beispielsweise den Zylinder. Mittels des Kolbenbolzens 1 ist der Kolben gelenkig mit einem Pleuel verbunden, wobei das Pleuel gelenkig, insbesondere drehbar, mit der Kurbelwelle verbunden ist. Dadurch können die translatorischen Bewegungen des Kolbens in dem Zylinder in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle umgewandelt werden. Zum gelenkigen Verbinden des Kolbens mit dem Pleuel über den Kolbenbolzen 1 sind jeweilige Teilbereiche des Kolbenbolzens 1 in jeweiligen, korrespondierenden Aufnahmen des Kolbens und des Pleuels aufgenommen. Insbesondere ist der Kolbenbolzen 1 drehbar in dem Pleuel und/oder in dem Kolben aufgenommen. Der Kolbenbolzen 1 ist einstückig ausgebildet. Außerdem ist der Kolbenbolzen 1 durch 3D-Drucken hergestellt.
  • Um nun einerseits ein besonders geringes Gewicht und andererseits eine besonders hohe Steifigkeit beziehungsweise Stabilität oder Robustheit des Kolbenbolzens 1 realisieren zu können, weist der Kolbenbolzen 1 in seinem hohlen Längenbereich L eine auch als Balligkeit bezeichnete Bombierung B auf. Bei der ersten Ausführungsform erstreckt sich der hohle Längenbereich L über die gesamte, in axialer Richtung des Kolbenbolzens 1 verlaufende Länge des Kolbenbolzens 1, sodass der hohle Längenbereich L in axialer Richtung des Kolbenbolzens 1 beidseitig beziehungsweise beiden Ends an eine Umgebung 2 des Kolbenbolzens 1 mündet. Dabei ist die axiale Richtung des Kolbenbolzens 1 durch einen Doppelpfeil 3 veranschaulicht. Unter der Bombierung B ist eine konvexe, in radialer Richtung des Kolbenbolzens 1 nach innen hin verlaufende Wölbung zu verstehen, wobei die radiale Richtung des Kolbenbolzens 1 senkrecht zur axialen Richtung des Kolbenbolzens 1 verläuft
  • Des Weiteren weist der einstückig ausgebildete Kolbenbolzen 1 eine durch das 3D-Drucken hergestellte Wabenstruktur W auf, welche zumindest in einem Bereich angeordnet ist, in welchem auch die Bombierung B angeordnet ist. Bei der ersten Ausführungsform erstreckt sich die Wabenstruktur W zumindest über einen überwiegenden Teil und somit über mehr als die Hälfte der in axialer Richtung des Kolbenbolzens 1 verlaufenden Länge der Bombierung B und/oder des Längenbereichs L, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass sich die Wabenstruktur W über die gesamte, in axialer Richtung des Kolbenbolzens 1 verlaufende Länge der Bombierung B erstreckt. Die Wabenstruktur W weist eine Mehrzahl von Waben 4 auf, die bei der ersten Ausführungsform jeweils vieleckig und vorliegend sechseckig ausgebildet sind. Die Waben 4 und somit die Wabenstruktur W sind an sich sowie in vollständig hergestelltem Zustand des Kolbenbolzens 1, dessen vollständig hergestellter Zustand in 1 gezeigt ist, in radialer Richtung des Kolbenbolzens 1 nach innen hin offen, wodurch ein besonders geringes Gewicht und eine besonderes hohe Steifigkeit des Kolbenbolzens 1 realisiert werden können. Der Längenbereich L wird auch als Innenbereich oder als Inneres des Kolbenbolzens 1 bezeichnet, sodass in dem Innenbereich des Kolbenbolzens 1 die Bombierung B angeordnet beziehungsweise vorgesehen ist. Außerdem ist der Kolbenbolzen 1 rotationssymmetrisch ausgebildet, sodass übermäßige, lokale Belastungen des Kolbenbolzens 1 insbesondere während des befeuerten Betriebs der Hubkolbenmaschine vermieden werden können. Des Weiteren ist es vorgesehen, dass der Kolbenbolzen 1 außenumfangsseitig zylindrisch ausgebildet ist, das heißt die Form eines graden Kreiszylinders aufweist. Mit anderen Worten ist es beispielsweise vorgesehen, dass eine außenumfangsseitige, in radialer Richtung nach außen weisende Mantelfläche 5 des Kolbenbolzens 1 zylindrisch ausgebildet ist und dabei die Form eines geraden Kreiszylinders aufweist.
  • Alternativ zu der in 1 gezeigten Ausführungsform ist es denkbar, dass die jeweilige Wabe 4 als ein Karo, das heißt als ein gleichseitiges Parallelogramm ausgebildet ist.
  • 2 zeigt in einer schematischen Längsschnittansicht eine zweite Ausführungsform des Kolbenbolzens 1. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere in der Form und/oder in der Anordnung der Waben 4. Alternativ oder zusätzlich kann sich die zweite Ausführungsform in der Dicke von zwischen den Waben 4 angeordneten Wandungsbereichen der Wabenstruktur W unterscheiden.
  • Schließlich zeigt 3 eine dritte Ausführungsform. Bei der dritten Ausführungsform weist der Kolbenbolzen 1 in dem Längenbereich L und dabei zumindest in dem Bereich, in welchem die Bombierung B ausgebildet beziehungsweise angeordnet oder vorgesehen ist, mehrere, in axialer Richtung des Kolbenbolzens 1 aufeinanderfolgende und in axialer Richtung des Kolbenbolzens 1 voneinander beabstandete sowie zusätzlich zu der Bombierung B vorgesehene, ringförmige Vorsprünge 6 auf, welche auch als Ringe oder Stützringe bezeichnet werden. Die Vorsprünge 6 sind gegenüber sich in axialer Richtung des Kolbenbolzens 1 an die jeweiligen Vorsprünge 6 anschließenden Teilen T einer durch die Bombierung B gebildeten und in dem Längenbereich L angeordneten, in radialer Richtung des Kolbenbolzens 1 nach innen weisenden und somit von der außenumfangsseitigen Mantelfläche 5 abgewandten, innenumfangsseitigen Mantelfläche 7 des Kolbenbolzens 1 in radialer Richtung des Kolbenbolzens 1 nach innen hin erhaben. Dabei ist in 2 und 3 die radiale Richtung des Kolbenbolzens 1 durch einen Doppelpfeil 8 veranschaulicht.
  • Außerdem ist die jeweilige Wabe 4 zumindest im Wesentlichen viereckig beziehungsweise rechteckig ausgebildet und kann dabei abgerundete Ecken aufweisen. Auch die Stützringe (Vorsprünge 6) sind durch das 3D-Drucken hergestellt, sodass eine besonders hohe Steifigkeit auf besonders gewichtsgünstige Weise dargestellt werden kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kolbenbolzen
    2
    Umgebung
    3
    Doppelpfeil
    4
    Wabe
    5
    außenumfangsseitige Mantelfläche
    6
    Vorsprung
    7
    innenumfangsseitige Mantelfläche
    8
    Doppelpfeil
    B
    Bereich
    L
    Längenbereich
    T
    Teil
    W
    Wabenstruktur
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1484531 B1 [0003]

Claims (10)

  1. Kolbenbolzen (1) für einen Kolben einer Hubkolbenmaschine, wobei der Kolbenbolzen (1) durch 3D-Drucken hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenbolzen (1) in seinem hohlen Längenbereich (L) eine Bombierung (B) aufweist.
  2. Kolbenbolzen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenbolzen (1) zumindest in einem Bereich, in welchem die Bombierung (B) ausgebildet ist, mehrere in axialer Richtung (3) des Kolbenbolzens (1) aufeinanderfolgende und voneinander beabstandete und zusätzlich zu der Bombierung (B) vorgesehene, ringförmige Vorsprünge (6) aufweist, die gegenüber sich in axialer Richtung (3) des Kolbenbolzens (1) an die Vorsprünge (6) anschließenden Teilen (T) einer durch die Bombierung (B) gebildeten und in dem Längenbereich (L) angeordneten, innenumfangsseitigen Mantelfläche (7) des Kolbenbolzens (1) in radialer Richtung (8) des Kolbenbolzens (1) nach innen erhaben sind.
  3. Kolbenbolzen (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenbolzen (1) einstückig ausgebildet ist.
  4. Kolbenbolzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Bombierung (B) eine durch das 3D-Drucken hergestellte Wabenstruktur (W) aufweist.
  5. Kolbenbolzen (1) für einen Kolben einer Hubkolbenmaschine, wobei der Kolbenbolzen (1) durch 3D-Drucken hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenbolzen (1) eine durch das 3D-Drucken hergestellte Wabenstruktur (W) aufweist.
  6. Kolbenbolzen (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wabenstruktur (W) mehrere Waben (4) in Form von gleichseitigen Parallelogrammen und/oder mehrere, sechseckige Waben aufweist.
  7. Kolbenbolzen (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wabenstruktur (W) an sich in radialer Richtung (8) des Kolbenbolzens (1) nach innen hin offen ist.
  8. Kolbenbolzen (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wabenstruktur (W) in vollständig hergestelltem Zustand des Kolbenbolzens (1) an sich in radialer Richtung (8) des Kolbenbolzens (1) nach innen hin offen ist.
  9. Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, wobei die Verbrennungskraftmaschine als eine Hubkolbenmaschine ausgebildet ist und zumindest einen Kolbenbolzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
  10. Kraftfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 9.
DE102020116392.4A 2020-06-22 2020-06-22 Kolbenbolzen für einen Kolben einer Hubkolbenmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug Pending DE102020116392A1 (de)

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