DE10255892A1

DE10255892A1 - Kolben für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE10255892A1
Application number: DE2002155892
Authority: DE
Inventors: Eberhard Fezer
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-06-09

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Kolben (1) für einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem auf der Kolbenaußenseite angeordneten Ölfang (13) zum Auffangen von auf die Kolbenunterseite auftreffendem Öl, der als ein zur Kolbenaußenseite hin im Bereich des Zenits der jeweiligen Bolzenbohrung (5) an die jeweilige Nabe (4) angeformter Vorsprung (13) ausgebildet ist, in den eine Verlängerung des Zenits der Bolzenbohrung (5) oder eine Vorweite eingearbeitet ist. Ein Ölkanal, der als eine in die Verlängerung des Zenits der Bolzenbohrung (5) oder in die Vorweite eingearbeitete Ölzuführungsnut (15) ausgebildet ist, leitet das aufgefangene Öl in die Bolzenbohrung (5).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der japanischen Gebrauchsmusterschrift JP 6-22549 ist ein Kolben für einen Verbrennungsmotor mit Bolzennaben bekannt, deren Außenflächen so weit zurückgesetzt sind, dass der Kolbenkopf nahe den Außenflächen Überhänge bildet, in deren Unterseiten der Kühlung des Kolbenbodens dienende Hohlräume eingearbeitet sind. Von dem zur Kühlung des Kolbens in den Hohlraum gespritzten Öl wird hierbei über eine als Ölkanal wirkende, in die Innenfläche des Hohlraumes eingearbeitete und auf der Innenseite des Kolbenbolzen-Sicherungsringes in die Bolzenbohrung mündende, vertikale Ausnehmung ein Teil des Kühlöles zur Schmierung des Kolbenbolzens in die Bolzenbohrung geleitet. In die Ausnehmung gelangt aber lediglich ein geringer Teil des beim Anspritzen des Hohlraumes seitlich wegspritzenden Kühlöles, sodass eine sichere Schmierung eines in die Bolzenbohrung eingeführten Kolbenbolzens keinesfalls gewährleistet ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, für eine sichere Schmierung des Kolbenbolzens eines leichten Kastenkolbens mit zurückgesetzten Nabenaußenflächen und mit einem Überhänge bildenden Kolbenkopf eine ausreichende Menge des auf die Kolbenunterseite auftreffenden Öles aufzufangen und in die Bolzenbohrung zu leiten.

Gelöst wird die Aufgabe mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches stehenden Merkmalen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Hierbei bewirkt der Ölfang, der über einen zum Kolbenboden hin geneigten Ölkanal mit der Bolzenbohrung verbunden ist, dass bei der Abwärtsbewegung des Kolbens eine ausreichende Menge des als Ölnebel im Kurbelgehäuse vorliegenden Öles aufgefangen und wegen der Neigung des Ölkanals zwangsweise in das Innere des Kolbens abgelenkt wird, um dann zur Schmierung des Kolbenbolzens in die Bolzenbohrung geleitet zu werden.

Die nasenförmige Ausgestaltung des Ölfanges gemäß Unteranspruch 3 hat hierbei den Vorteil, einfach und preisgünstig herstellbar zu sein. Eine Vergrößerung der Auffangfläche für Spritzöl und damit auch der Menge des zur Schmierung des Kolbenbolzens in die Bolzenbohrung geleiteten Öles ergibt sich bei einer Ausgestaltung des Ölfanges als brückenförmige Abdeckung des auf der Kolbenunterseite angeordneten Hohlraumes gemäß Unteranspruch 4.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen
1 einen Halblängsschnitt durch einen Kolben mit einer ersten Ausgestaltung eines nahe der Bolzenbohrung angeordneten Ölfanges,
2 eine Schnittdarstellung des Kolbens gemäß 1 mit einer Vorderansicht des erfindungsgemäßen Ölfanges,
3 einen senkrecht zur Längsachse des Kolbens liegenden Schnitt durch eine Hälfte des Kolbens mit einer Unteransicht des Ölfanges,
4 einen Halblängsschnitt durch den Kolben mit einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ölfanges,
5 eine Schnittdarstellung des Kolbens gemäß 4, die die zweite Ausgestaltung des Ölfanges im Schnitt zeigt, und
6 einen senkrecht zur Längsachse des Kolbens liegenden Schnitt, der eine Hälfte des Kolbens und eine Unteransicht der zweiten Ausgestaltung des Ölfanges gemäß der Erfindung zeigt.
1 zeigt im Halblängsschnitt entlang der Linie I-I in 3 einen Kolben 1, der einen Kolbenkopf 2 mit einer außenliegenden Ringpartie 3, daran angeformte Naben 4 mit je einer Bolzenbohrung 5 und einen bei der Lage der Schnittrichtung gemäß 1 in Draufsicht dargestellten Kolbenschaft 6 aufweist. Die Nabenaußenfläche 7 ist hierbei gegenüber der Ringpartie 3 so weit zurückgesetzt, dass der Außenrand des Kolbenkopfes 2 einen Überhang 8 bildet, der es erlaubt, in die dem Kolbenboden 9 abgewandte Seite des Überhanges 8 einen Hohlraum 10 einzuarbeiten, der zum einen das Gewicht des Kolbens verringert, und der zum anderen eine effektive Kühlung des im Bereich des Hohlraumes 10 relativ dünnwandigen Kolbenbodens 9 durch Sprühen von Kühlöl in Richtung der Pfleile 11 auf die Unterseite des Kolbenbodens 9 ermöglicht.
2 zeigt eine Schnittdarstellung des Kolbens 1 entlang der Linie II-II in 1, bei der der Kolbenkopf 2 teilweise im Schnitt dargestellt ist, und bei der die beiden an die Ringpartie 3 angeformten Kolbenschäfte 6 in Draufsicht dargestellt sind. Zudem zeigt 2 in Draufsicht die Kastenwand 12, die die Kolbenschäfte 6 miteinander verbindet, und die der Halterung der Naben 4 dient.
Zu dem Zweck, die Schmierung eines in die Bolzenbohrung 5 eingeführten in den Figuren nicht dargestellten Kolbenbolzens zu verbessern, ist auf der Nabenaußenfläche 7 im Hohlraum 10 auf der dem Kolbenboden 9 zugewandten Seite der Bolzenbohrung 5 ein nasenförmiger Vorsprung 13 angebracht, der in 1 im Schnitt und in 2 in Draufsicht dargestellt ist, dessen Nasenspitze 14 in Schaftrichtung zeigt, und der demgemäß für in Richtung der Pfeile 11 spritzendes Kühlöl aber auch für einen bei der Bewegung des Kolbens in Richtung der Kurbelwelle in Richtung der Pfeile 11 auf die Kolbenunterseite auftreffenden Sprühölneben die Funktion eines Ölfanges hat. Über einen in den Außenbereich des Zenits der Bolzenbohrung 5 eingearbeiteten und als Ölzuführungsnut 15 ausgebildeten Ölkanal, deren Nutgrund tiefer liegt, als der Grund der Nut für einen Kolbenbolzen-Sicherungsring 16, kann das vom Vorsprung 13 aufgefangene Kühlöl unter der Voraussetzung in Richtung des Pfeiles 17 in die Bolzenbohrung 5 geleitet werden, dass die Ölzuführungs nut 15 zur Kolbeninnenseite hin schräg in Richtung Kolbenboden 9 geneigt ist und so weit hinter der Nut für den Sicherungsring 16 endet, dass sich in Richtung Kolbeninnenseite hinter dem Sicherungsring 16 eine Öffnung 18 ergibt, durch die Öl in die Bolzenbohrung 5 fließen kann. Hierbei bewirkt die schräge Lage des Grundes der Ölzuführungsnut 15, dass hierauf auftreffendes Öl in Richtung des Pfeiles 17 in das Kolbeninnere der Ölzuführungsnut 15 reflektiert und damit zwangsweise abgelenkt wird. Das auf der Kolbeninnenseite liegende Ende der Ölzuführungsnut 15 ist zur Kolbeninnenseite hin schräg in Richtung Bolzenbohrung 5 geneigt, wodurch eine bessere Verteilung des in die Bolzenbohrung 5 geleiteten Öles bewirkt wird.
Der in 3 dargestellte Schnitt entlang der Linie III-III in 1 verdeutlicht zum einen die Art der Halterung der Naben 4 an der die Kolbenschäfte 6 miteinander verbindenden Kastenwand 12. Zum anderen zeigt er in Unteransicht den nasenförmigen Vorsprung 13, in den die Ölzuführungsnut 15 eingearbeitet ist, die zur Kolbeninnenseite hin in der Öffnung 18 endet.
Der Halblängsschnitt gemäß 4 entlang der Linie IV-IV in 6, die Schnittdarstellung gemäß 5 und die in 6 dargestellte Unteransicht des Kolbens 1 zeigen eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ölfanges, bei der der Vorsprung als brückenartige Abdeckung 19 des auf der Unterseite des Überhanges 8 des Kolbenkopfes 2 angeordneten Hohlraumes 10 ausgebildet ist. Hierbei geht, wie insb. die 4 und 6 zeigen, die schaftseitige Oberfläche 20 der Abdeckung 19 stufenlos in die Ölzuführungsnut 15 über, wobei, wie in 4 zu sehen ist, ebenso wie der Grund der Ölzuführungsnut 15 auch die Oberfläche 20 zur Kolbeninnenseite hin in Richtung des Kolbenbodens 9 geneigt sind. Dies bewirkt auch hierbei, dass in Richtung der Pfeile 21 auf die Oberfläche 20 auftreffendes Öl, das teils zu Kühlzwecken an die Kolbenunterseite gespritzt wird, und das teils bei der Bewegung des Kolbens 1 in Richtung Kurbelwelle in Form von Ölnebel auf die Kolbenunterseite trifft, von der schräg liegenden Oberfläche 20 in Richtung des Pfeiles 17 reflektiert wird, sodass es über die Öffnung 18 in die Bolzenbohrung 5 gelangen kann.

1: Kolben
2: Kolbenkopf
3: Ringpartie
4: Nabe
5: Bolzenbohrung
6: Kolbenschaft
7: Nabenaußenfläche
8: Überhang
9: Kolbenboden
10: Hohlraum
11: Pfeile
12: Kastenwand
13: Vorsprung, Ölfang
14: Nasenspitze
15: Ölzuführungsnut, Ölkanal
16: Kolbenbolzen-Sicherungsring
17: Pfeil
18: Öffnung
19: Vorsprung, brückenförmige Abdeckung, Ölfang
20: Oberfläche der Abdeckung
21: Pfeile

Claims

Kolben (1) für einen Verbrennungsmotor – mit einem Kolbenkopf (21, dessen eine Seite den Kolbenboden (9) bildet, – mit auf der dem Kolbenboden (9) abgewandten Seite an den Kolbenkopf (2) angeformten Naben (4), die je eine Bolzenbohrung (5) aufweisen, – wobei die Außenflächen (7) der Naben (4) gegenüber dem Außenrand des Kolbenkopfes (2) so weit zurückgesetzt sind, dass sich nahe den Außenflächen (7) je ein Überhang (8) ergibt, dadurch gekennzeichnet, – dass an den Außenflächen (7) der Naben (4) nahe dem Zenit der Bolzenbohrungen (5) je ein Ölfang (13, 19) zum Auffangen von auf die Kolbenunterseite auftreffendem Öl angeformt ist, und – dass der Ölfang (13, 19) mit der jeweiligen Bolzenbohrung (5) über einen Ölkanal (15) verbunden ist, der zur Kolbeninnenseite hin schräg in Richtung Kolbenboden (9) geneigt angeordnet ist und in der Bolzenbohrung (5) mündet.
Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass der Ölfang als ein zur Kolbenaußenseite hin im Bereich des Zenits der jeweiligen Bolzenbohrung (5) an die jeweilige Nabe (4) angeformter Vorsprung (13, 19) ausgebildet ist, in den eine Verlängerung des Zenits der Bolzenbohrung (5) oder eine Vorweite eingearbeitet ist, und – dass der Ölkanal als eine in die Verlängerung des Zenits der Bolzenbohrung (5) oder in die Vorweite eingearbeitete Ölzuführungsnut (15) ausgebildet ist, die in der Bolzenbohrung (5) endet.
Kolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (13) nasenförmig ausgebildet ist.
Kolben nach Anspruch 2, wobei in die dem Kolbenboden (9) abgewandten Seiten der Überhänge (8) je ein Hohlraum (10) eingearbeitet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung als brückenförmige Abdeckung (19) des jeweiligen Hohlraumes (10) ausgebildet ist.