DE19739449A1 - Dreiteiliger gebauter Kolben - Google Patents

Dreiteiliger gebauter Kolben

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    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/0015—Multi-part pistons
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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Description

Die Erfindung betrifft einen dreiteiligen Kolben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Kolben ist aus der DE-OS 196 03 589 bekannt. Dieser Kolben ist der Bauart nach ein Gelenkkolben.
Ein weiterer dreiteiliger Gelenkkolben ist aus der EP-PS 185 352 bekannt.
Die Nachteile des in der DE-OS 196 03 589 beschriebenen Kolbens sind darin zu sehen, daß Schaft und Oberteil eine relativ komplizierte Formgebung aufweisen müssen, um die Kippbewegungen, die vom Kolbenbolzen auf das Oberteil wir­ ken, abzufangen.
Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß zwar bis zu Durchmessern von ca. 200 mm Werkzeugmaschinen zum Erzeugen komplizierter Kolbenformen verfügbar sind, oberhalb dieses Durchmesserbereichs jedoch noch keine Serien-Bearbeitungs­ maschinen für z. B. triovale Schaftformen existieren.
Die Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, bei dem gattungsgemäßen Kolben eine aufwendige Formgebung des Kopf- sowie des Schaftteils zu vermeiden.
Dieses Problem wird gelöst durch die kennzeichnenden Merk­ male des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Ge­ genstand der Unteransprüche.
Durch die Führung des Kolbenbodens im Schaftteil kann auf eine komplizierte Formgebung beider Teile verzichtet wer­ den. Im Vergleich mit konventionellen gebauten Kolben er­ gibt sich neben einer erhöhten Nabenbelastbarkeit der Vor­ teil, daß - in Kombination mit einem Aluminium-Schaft - ein geschmiedetes Unterteil verwendet werden kann, das erheb­ lich kleiner ist als ein konventionelles Aluminium-Unter­ teil. Dies ist insofern von Vorteil, als ein kleineres Un­ terteil leichter durch Schmieden herstellbar ist.
Bei einer Ausführung nach Anspruch 2 ergibt sich, vergli­ chen mit Unterteilen aus Gußeisen, außerdem der Vorteil, daß Werkstoff-Fehler besser vermieden werden können.
Gemäß Anspruch 3 beträgt die Höhe der Führung vorteilhaft maximal 10% des Kolbendurchmessers.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 den erfindungsgemäßen Kolben im Querschnitt in Druck-Gegendruck-Richtung,
Fig. 2 den erfindungsgemäßen Kolben im Querschnitt in Bolzenrichtung.
Ein Kolben 1 besteht aus einem Kolbenboden 2, einem Unter­ teil 3 mit Unterteilboden, Naben und Nabenabstützung und einem Schaft 4. Der Kolbenboden 2 und das Unterteil 3 sind mit mehreren Schrauben 5 miteinander verbunden und stellen gemeinsam ein Bauteil dar, das der Form nach dem Oberteil eines Gelenkkolbens entspricht, jedoch einen inneren Kühl­ raum 6 und einen äußeren Kühlkanal 7 aufweist, die beim Zu­ sammenfügen von Kolbenboden 2 und Unterteil 3 durch ent­ sprechende Innenkonturen gebildet werden.
Der Schaft 4 ist wie bei Gelenkkolben nur durch einen Kol­ benbolzen 9 mit dem Unterteil 3 verbunden. Der Kolbenboden 2 wird in seinem unteren Bereich vom Schaft 4 mit einer Zentrierung 8 geführt. Dadurch werden Kippbewegungen des Kolbenbodens 2 relativ zum Schaft 4 verhindert, die Verbin­ dung von Schaft 4 und Unterteil 3 ist nicht gelenkig.

Claims (6)

1. Dreiteiliger gebauter Kolben (1) mit einem Kolbenboden aus geschmiedetem Stahl (2) und einem Unterteil (3) mit Unterteilboden, Naben und Nabenabstützung aus einem Ei­ senwerkstoff, das mit dem Kolbenboden (2) mittels Schrauben (5) verbunden ist und mit einem Schaft (4) aus einem Aluminiumwerkstoff, der mit dem Unterteil (3) nach Art eines Gelenkkolbens durch einen Kolbenbolzen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (4) an seinem oberen Ende zumindest in Druck-Gegendruck-Richtung eine Führung für den Kolben­ boden (2) aufweist.
2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (3) aus geschmiedetem Stahl besteht.
3. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Höhe der Führung maximal 0,1 D beträgt.
4. Kolben nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung als Zentrierung (8) des Kolbenbodens (2) im Schaft (4) ausgebildet ist.
5. Kolben nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung umlaufend ist.
6. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Durchmesser < 200 mm aufweist.
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