DE102021115568A1

DE102021115568A1 - Verbrennungsmotor mit Kolben

Info

Publication number: DE102021115568A1
Application number: DE102021115568.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Aschaber; Rupert Baindl
Original assignee: Neander Motors AG
Current assignee: Neander Motors AG
Priority date: 2021-06-16
Filing date: 2021-06-16
Publication date: 2022-12-22

Abstract

Verbrennungsmotor mit einer Mehrzahl von Zylinderlaufbuchsen, jeweils einem in jeder Zylinderlaufbuchse beweglich angeordneten Kolben (10) mit einer einen Kolbenboden (20) aufweisenden Ringpartie (30) und einem der Ringpartie (30) benachbart angeordneten, zwei Bolzenbuchsen aufweisenden Kolbenhemd (40) mit jeweils einem in eine Bolzenbuchse eingesetzten Bolzen (50), zwei parallel zueinander angeordneten Kurbelwellen und jeweils zwei einen Kolben (10) mit den beiden Kurbelwellen verbindenden Pleuelstangen (60), dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Kolbenhemds in Längsrichtung der Bolzenbuchsen 50 % bis 65 % des Durchmessers des Kolbenbodens beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einer Mehrzahl von Zylinderlaufbuchsen, jeweils einem in jeder Zylinderlaufbuchse beweglich angeordneten Kolben mit einer einen Kolbenboden aufweisenden Ringpartie und einem der Ringpartie benachbart angeordneten, zwei Bolzenbuchsen aufweisenden Kolbenhemd, zwei parallel zueinander angeordneten Kurbelwellen und jeweils zwei einen Kolben mittels jeweils einem in eine Bolzenbuchse eingesetzten Bolzen mit den beiden Kurbelwellen verbindenden Pleuelstangen.
Ein derartiger Verbrennungsmotor ist beispielsweise aus der DE 10 2005 048 681 B4 bekannt, der durch die aus der EP 3 163 014 B1 bekannte Ausgestaltung dahingehend weitergebildet wurde, dass ein am Kolben vorgesehenes besonders ausgebildetes Schwenklager die dynamischen Motoreigenschaften und die mechanische Beanspruchung im Kurbeltreib verbessert.
Wenngleich sich diese Ausgestaltung als grundsätzlich positiv auf die Laufruhe und die Standzeit des Motors ausgewirkt hat, ist die Fertigung und Einpassung des Schwenklagers recht aufwändig.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Verbrennungsmotor zu schaffen, der bei einer zur Ausbildung gemäß EP 3 163 014 B1 vergleichbaren Laufruhe einfacher zu fertigen ist und eine höhere Standzeit aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Verbrennungsmotor mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, ein sehr leichter und kompakter Kolben bereitgestellt werden kann. Da die oszillierenden Massen direkt in die Masse des Massenausgleiches eingehen, ist eine Reduktion der oszillierenden Massen doppelt wirksam. Ein kurzes Kolbenhemd erhöht zugleich die Verdrehfähigkeit und damit die Aufnahmefähigkeit der Fertigungstoleranzen. Zugleich führt der damit verbundene verminderte Verschleiß zu einer verbesserten Standzeit.
Erfindungsgemäß wird daher ein Verbrennungsmotor vorgeschlagen mit einer Mehrzahl von Zylinderlaufbuchsen, jeweils einem in jeder Zylinderlaufbuchse beweglich angeordneten Kolben mit einer einen Kolbenboden aufweisenden Ringpartie und einem der Ringpartie benachbart angeordneten, zwei Bolzenbuchsen aufweisenden Kolbenhemd, zwei parallel zueinander angeordneten (gegenläufigen) Kurbelwellen und jeweils zwei einen Kolben mittels jeweils einem in eine Bolzenbuchse eingesetzten Bolzen mit den beiden Kurbelwellen verbindenden Pleuelstangen, wobei der Durchmesser des Kolbenhemds in Längsrichtung der Bolzenbuchsen 40 % bis 70 % des Durchmessers des Kolbenbodens beträgt.
Der Durchmesser des Kolbenhemds beträgt dabei bevorzugt in Längsrichtung der Bolzenbuchsen 50 % bis 65 % und besonders bevorzugt 50 % bis 60 % des Durchmessers des Kolbenbodens beträgt.
Die Höhe des Kolbenhemds beträgt bevorzugt 15 % bis 45 % und besonders bevorzugt 30 % bis 40 % des Durchmessers des Kolbenbodens.
Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass der Abstand zwischen den Mitten der Bolzenbuchsen 25 % bis 40 % und besonders bevorzugt 30 % bis 37 % des Durchmessers Kolbenbodens beträgt.
Der Kolben ist insbesondere aus Stahl oder aus Aluminium gefertigt ist und kann speziell mittels eines metallbasierten additiven Verfahrens gefertigt sein. Weiter kann der Kolben zu dessen Kühlung einen Kühlkanal aufweisen, der an eine ein Kühlmittel bereitstellende Leitung angeschlossen ist.
Schließlich ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Kolben spiegelsymmetrisch ausgebildet ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den beigefügten Zeichnungen dargestellten, besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Frontalansicht eines besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispiels im Detail;
2 eine Seitenansicht des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels; und
3 eine perspektivische Ansicht eines Kolbens des erfindungsgemäß ausgestalteten Verbrennungsmotors.

1 zeigt eine Frontalansicht eines besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispiels, von dem im Detail im Wesentlichen nur der Kolben dargestellt ist. Der Kolben 10 ist - wie bekannt - in einer nicht dargestellten Zylinderlaufbuchse eines Verbrennungsmotors beweglich angeordnet und weist eine einen Kolbenboden 20 aufweisende Ringpartie 30 und ein der Ringpartie 30 benachbart angeordnetes Kolbenhemd 40 auf. Das Kolbenhemd 40 weist zwei Bolzenbuchsen auf, die zur Aufnahme je eines Bolzens 50 eingerichtet sind, mit deren Hilfe je eine Pleuelstange 60 am Kolben 10 befestigt wird. Das dem Kolben 10 gegenüberliegende Ende der Pleuelstangen ist mit je einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle verbunden.
Wie 2 in einer Seitenansicht des in 1 gezeigten Ausschnitts zeigt, beträgt der Durchmesser des Kolbenhemds 40 in Längsrichtung der Bolzenbuchsen in etwa 55 % des Durchmessers des Kolbenbodens 20 und liegt damit im besonders bevorzugten Bereich zwischen 50 % und 60 %. Die Höhe des Kolbenhemds 40 liegt im dargestellten Beispiel bei etwa 35 % und damit im Bereich von 30 % bis 40 % des Durchmessers des Kolbenbodens 20.
Schließlich zeigt 3 eine perspektivische Ansicht des Kolbens 10 des erfindungsgemäß ausgestalteten Verbrennungsmotors, ohne dass die zuvor dargestellten weiteren Elemente, insbesondere die Pleuelstangen und die Bolzen, eingezeichnet sind.
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 102005048681 B4 [0002]
EP 3163014 B1 [0002, 0004]

Claims

Verbrennungsmotor mit - einer Mehrzahl von Zylinderlaufbuchsen, - jeweils einem in jeder Zylinderlaufbuchse beweglich angeordneten Kolben (10) mit einer einen Kolbenboden (20) aufweisenden Ringpartie (30) und einem der Ringpartie (30) benachbart angeordneten, zwei Bolzenbuchsen aufweisenden Kolbenhemd (40), - zwei parallel zueinander angeordneten Kurbelwellen und - jeweils zwei einen Kolben (10) mittels jeweils einem in eine Bolzenbuchse eingesetzten Bolzen (50) mit den beiden Kurbelwellen verbindenden Pleuelstangen (60), dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Kolbenhemds (40) in Längsrichtung der Bolzenbuchsen 40 % bis 70 % des Durchmessers des Kolbenbodens (20) beträgt.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Kolbenhemds (40) in Längsrichtung der Bolzenbuchsen 50 % bis 65 % des Durchmessers des Kolbenbodens (20) beträgt.
Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Kolbenhemds (40) in Längsrichtung der Bolzenbuchsen 50 % bis 60 % des Durchmessers des Kolbenbodens (20) beträgt.
Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Kolbenhemds (40) 15 % bis 45 % des Durchmessers des Kolbenbodens (20) beträgt.
Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Kolbenhemds (40) 30 % bis 40 % des Durchmessers des Kolbenbodens (20) beträgt.
Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Mitten der Bolzenbuchsen 25 % bis 40 % des Durchmessers Kolbenbodens (20) beträgt.
Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Mitten der Bolzenbuchsen 30 % bis 37 % des Durchmessers Kolbenbodens (20) beträgt.
Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10) aus Stahl oder aus Aluminium gefertigt ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10) mittels eines metallbasierten additiven Verfahrens gefertigt ist.
Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10) einen Kühlkanal aufweist.
Verbrennungsmotor nach eine der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10) spiegelsymmetrisch ist.