DE19722053C2

DE19722053C2 - Kolben für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE19722053C2
Application number: DE1997122053
Authority: DE
Inventors: Siegfried Mielke
Original assignee: KS Kolbenschmidt GmbH
Current assignee: KS Kolbenschmidt GmbH
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 2002-10-24
Anticipated expiration: 2017-05-28
Also published as: DE19722053A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor, vorzugsweise für einen hochbelasteten Motor mit direkter Kraftstoffeinspritzung, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein derartiger Kolben ist bspw. aus DE 76 17 370 U1 bekannt. Bei diesem Kolben wird ein C-förmig gebogener Blechring mit seinen Umfangsrändern mit dem Ringträgerbauteil verbunden. Es erweist sich als aufwendig, den Blechring mit hinreichender Genauigkeit zu biegen und dann die Umfangsränder mit dem Ringträgerbauteil zu verbinden.

Die US 4,907,545 zeigt ebenfalls einen gattungsgemäßen Kolben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolben der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die Verbindung des den Kühlkanal bildenden Bauteils und des Ringträgerbauteils vereinfacht wird, wobei gleichzeitig eine effektive Kühlung des Ringträgerbauteils beibehalten werden soll.

Diese Aufgabe wird durch einen vorzugsweise im Niederdruck- oder Pressgießverfahren bei Drücken bis zu 500 bar hergestellten Kolben mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Es wird daran festgehalten, dass als Kühlkanalbauteil kein ringförmig geschlossenes Rohr verwendet wird, welches im Betrieb des Kolbens einen ungünstigen Wärmeübergang bildet und damit eine nur unzureichende Kühlung zulässt, sondern dass der Kühlkanal so ausgebildet wird, dass das Kühlmedium direkt an das Ringträgerbauteil angrenzt. Das Kühlkanalbauteil ist daher im Querschnitt betrachtet nach außen hin offen; es könnte im weitesten Sinne als C-förmig oder U-förmig betrachtet werden. Die radial äußeren freien Schenkel sind an das Ringträgerbauteil angefügt.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass wenigstens einer der Schenkel an dem Ringträgerbauteil angewalzt ist. Der andere Schenkel könnte bspw. angeschweißt oder, was herstellungstechnisch als besonders vorteilhaft angesehen wird, lediglich in eine Anlage an das Ringträgerbauteil gebracht sein.

Das Ringträgerbauteil könnte an seiner radial inneren Begrenzung eine umlaufende Stufe aufweisen, gegen die ein Schenkel des Kühlkanalbauteils angelegt und angewalzt ist, in dem bspw. eine Kante der Stufe über den Schenkel des Kühlkanalbauteils verwalzt ist.

Nach der Erfindung besteht das Kühlkanalbauteil aus zwei Halbschalenbauteilen, die einander radial innen überlappen oder auf Stoß aneinander anliegen und dort zusammengefügt sind. Mit einer derartigen Konstruktion lassen sich an sich beliebige Kühlkanalformen ausbilden. Die Halbschalenteile können radial innen miteinander verwalzt oder verschweißt sein. Im letzteren Fall ist der Stoß vorzugsweise V-förmig. Die Halbschalenteile können mit ihren radial äußeren Schenkeln am Ringträgerbauteil angeschweißt oder mit dem Ringträgerbauteil verwalzt sein.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kolbens. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen nicht erfindungsgemäßen Kolben,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbens mit einem Kühlkanalbauteil aus zwei sich überlappenden Halbschalenformteilen und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbens mit einem Kühlkanalbauteil aus zwei Halbschalenformteilen.

Fig. 1 zeigt einen insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichneten Kolben mit einem Ringträgerbauteil 4 und einem von einem Kühlkanalbauteil 6 gebildeten Kühlkanal 8. Das Kühlkanalbauteil 6 ist im Wesentlichen torusförmig; es ist jedoch radial außen nicht geschlossen und weist somit in der Schnittansicht der Fig. 1 einen oberen Schenkel 10 und einen unteren Schenkel 12 auf, die sich in Richtung auf das Ringträgerbauteil 4 erstrecken und mit ihren freien Enden unmittelbar an das Ringträgerbauteil 4 angefügt sind. Im dargestellten Fall sind die freien Enden der Schenkel 10, 12 an das Ringträgerbauteil 4 angeschweißt. Dadurch dass das Kühlkanalbauteil 6 nach radial außen offen ist, kann das darin befindliche Kühlmittel beim Betrieb des Kolbens unmittelbar an die radial innere Seite 14 des Ringträgerbauteils 4 gelangen und somit eine effektive Kühlung bewirken.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig. 2 besteht ein Kühlkanalbauteil 40 aus einer oberen und einer unteren Halbschale 42 bzw. 44, die sich radial innen überlappen und dort miteinander verwalzt oder verschweißt sind. Die freien Schenkel der Halbschalen 42, 44 sind mit einem Ringträgerbauteil 46 verschweißt.

Fig. 3 zeigt schließlich die Anordnung eines Kühlkanalbauteils 50 aus zwei Halbschalenteilen 52, 54, die im Querschnitt betrachtet radial nach außen parallel zueinander erstreckte Schenkel 56, 58 aufweisen, die jeweils gegen eine umlaufende Stufe 60, 62 des Ringträgerbauteils 64 angelegt und mit dem Ringträgerbauteil 64 verwalzt oder verschweißt sind. Radial innen liegen die Halbschalenteile 52, 54 auf Stoß aneinander und sind dort (66) miteinander verschweißt.

Claims

1. Kolben für einen Verbrennungsmotor, vorzugsweise für einen hochbelasteten Motor mit direkter Kraftstoffeinspritzung, mit einem Ringträgerbauteil (44) und einem an das Ringträgerbauteil (46, 64) angrenzenden einen Kühlkanal bildenden und im wesentlichen torusförmigen Bauteil (40), das vor dem Gießen des Kolbens an das Ringträgerbauteil angefügt ist, wobei das den Kühlkanal bildende Bauteil (40, 50) an seiner radial äußeren dem Ringträgerbauteil (46, 64) zugewandten Seite offen ist und im Querschnitt betrachtet zwei in Richtung auf das Ringträgerbauteil (46, 64) erstreckte Schenkel (56, 58) aufweist, die an dem Ringträgerbauteil angefügt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlkanalbauteil (40, 50) aus zwei Halbschalenbauteilen (42, 44, 52, 54) besteht, die einander radial innen überlappen oder, auf Stoß aneinander anliegen und dort zusammengefügt sind.

2. Kolben für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalenbauteile (42, 44) miteinander verwalzt oder verschweißt sind.

3. Kolben für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalenbauteile (42, 44, 52, 54) mit ihren radial äußeren Schenkeln (56, 58) am Ringträgerbauteil (46) angeschweißt oder mit dem Ringträgerbauteil (64) verwalzt sind.

4. Kolben für einen Verbrennungsmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalenbauteile (52, 54) mit den sich zueinander streckenden Schenkeln (56, 58) an umlaufende Stufen (60, 62) des Ringträgerbauteils (64) angelegt sind und am Stoß (66) miteinander verschweißt sind.

5. Kolben für einen Verbrennungsmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringträgerbauteil (64) an seiner radial inneren Begrenzung die umlaufende Stufe (60) aufweist, gegen die ein Schenkel (56, 58) des Kühlkanalbauteils (50) angelegt und dort angewalzt oder angeschweißt ist.