DE19825848A1

DE19825848A1 - Kühlkanalkolben

Info

Publication number: DE19825848A1
Application number: DE1998125848
Authority: DE
Inventors: Siegfried Mielke
Original assignee: KS Kolbenschmidt GmbH
Current assignee: KS Kolbenschmidt GmbH
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 1999-12-16

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kühlkanalkolben für einen Verbrennungsmotor, mit einem eingegossenen Ringträgerbauteil (4) und einem an das Ringträgerbauteil angrenzenden den Kühlkanal (10) begrenzenden rohrförmigen Bauteil (6), welches an seiner radial äußeren dem Ringträgerbauteil (4) zugewandten Seite offen ist und im Querschnitt betrachtet mit zwei freien Schenkeln (20, 22) an das Ringträgerbauteil (4) angefügt ist; um den Bauraum zu optimieren und eine größtmögliche Kühlleistung zur Vefügung zu stellen, ist der Kolben so ausgebildet, daß das rohrförmige Bauteil (6) im Querschnitt betrachtet im wesentlichen kreissegmentförmig ist und daß das Ringbauteil (4) radial innen im Übergang von Ober- und Unterseite (12, 14) zur kühlkanalbegrenzenden Innenseite (8) angefast ist und hierdurch eine zur Kolbenlängsrichtung geneigte obere und eine untere Anlagefläche (16, 18) für das rohrförmige Bauteil (6) gebildet ist, gegen welche der obere bzw. der untere Schenkel (20, 22) mit seiner Stirnseite auf Stoß anliegt und lösbar befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühlkanalkolben für einen Verbrennungsmotor, mit einem eingegossenen Ringträgerbauteil und einem an das Ringträgerbauteil angrenzenden den Kühlkanal begrenzenden rohrförmigen Bauteil, welches an seiner radial äußeren dem Ringträgerbauteil zugewandten Seite offen ist und im Querschnitt betrachtet mit zwei freien Schenkeln an das Ringträgerbauteil angefügt ist.

Ein derartiger Kühlkanalkolben ist bekannt. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühlkanalkolben der vorstehend beschriebenen Art so auszubilden, dass das rohrförmige den Kühlkanal begrenzende Bauteil eine möglichst geringe radiale Tiefe aufweist, was im Hinblick auf eine am Kolbenboden vorgesehene Brennmulde oder im Hinblick auf zur Muldenrandverstärkung vorgesehene Eingussteile wesentlich ist, um den zur Verfügung stehenden Bauraum zu optimieren. Häufig ist es auch gewünscht, die Brennraummulde bzgl. der Kolbenlängsachse exzentrisch anzuordnen, so dass die radiale Tiefe bzw. Erstreckung des Kühlkanals die Gestaltungsfreiheit zu stark begrenzt.

Andererseits soll ein möglichst großvolumiger Kühlkanal für eine effektive Kühlung zur Verfügung stehen.

Diese Aufgabe wird bei einem Kühlkanalkolben der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das rohrförmige Bauteil im Querschnitt betrachtet im wesentlichen kreissegmentförmig ist und dass das Ringträgerbauteil radial innen im Übergang von Ober- und Unterseite zur Kühlkanal begrenzenden Innenseite angefast ist und hierdurch eine zur Kolbenlängsrichtung geneigte obere und eine untere Anlagefläche für das rohrförmige Bauteil gebildet ist, gegen welche der obere bzw. der untere Schenkel mit seiner Stirnseite auf Stoß anliegt und unlösbar befestigt ist.

Dadurch, dass das Ringträgerbauteil in der beschriebenen Weise angefast ist, läßt sich das rohrförmige im Querschnitt im wesentlichen kreissegmentförmig, also C- förmig ausgebildete Bauteil an der umlaufenden oberen bzw. unteren Anlagefläche am Ringträgerbauteil anordnen und dort anschweißen oder anlöten. Mit dieser Konfiguration, in der das rohrförmige Bauteil im Querschnitt betrachtet eine im wesentlichen kreisförmige Kühlkanalquerschnittsfläche begrenzt, wird ein größtmögliches Kühlkanalvolumen erreicht, wobei die radiale Tiefe des Kühlkanals minimiert ist.

Die obere und die untere Anlagefläche sind etwa 35 bis 55°, vorzugsweise etwa 40 bis 50° zur Kolbenlängsachse geneigt und insbesondere symmetrisch zur Ebene des Ringträgerbauteils ausgebildet. Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, dass die Neigung der Anlageflächen derart ist, dass sich an die Neigung der Anlageflächen angelegte Geraden innerhalb des Kühlkanals, vorzugsweise innerhalb eines mittleren Drittels eines horizontalen Durchmesserbereichs der Querschnittsfläche des Kühlkanals schneiden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlkanalkolbens.

In der Zeichnung zeigt:

Die Figur ein Ringträgerbauteil mit angefügtem rohrförmigem Kühlkanalbauteil im Schnitt.

Die einzige Figur zeigt einen lediglich angedeuteten Kühlkanalkolben 2 mit einem eingegossenen Ringträgerbauteil 4, an den zuvor ein im Querschnitt im wesentlichen kreisförmiges Kühlkanalbauteil 6 angefügt ist. Das Kühlkanalbauteil 6 und eine Innenseite 8 des Ringträgerbauteils 4 begrenzen einen Kühlkanal 10.

Im Übergang von einer Oberseite 12 bzw. einer Unterseite 14 zur Innenseite 8 ist das Ringträgerbauteil 4 angefast, so dass es eine obere und eine untere Anlagefläche 16 bzw. 18 für die freien Schenkel 20 bzw. 22 des Kühlkanalbauteils 6 bildet, die kegelflächenartig etwa 45° zur Kolbenlängsachse verlaufen. Die Stirnseiten der Schenkel 20 und 22 des Kühlkanalbauteils 6 haben die gleiche Neigung von ca. 45° zur Kolbenlängsachse. An die Neigung der Anlageflächen 16, 18 angelegte Geraden 24, 26 schneiden sich im wesentlichen in der Mitte des Kühlkanals 10 in einem mittleren Drittel 28 eines Durchmesserbereichs. Hierdurch kann eine kompakte, sehr stabile volumenoptimierte Bauform erreicht werden.

Der Kühlkanalkolben ist vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung mit 7 bis 20 Masse-% Si und 2 bis 6 Masse-% Cu hergestellt, die sich im Hinblick auf die Warmfestigkeit und die Wärmeleitfähigkeit sehr günstig auswirkt.

Claims

1. Kühlkanalkolben für einen Verbrennungsmotor, mit einem eingegossenen Ringträgerbauteil (4) und einem an das Ringträgerbauteil angrenzenden den Kühlkanal (10) begrenzenden rohrförmigen Bauteil (6), welches an seiner radial äußeren dem Ringträgerbauteil (4) zugewandten Seite offen ist und im Querschnitt betrachtet mit zwei freien Schenkeln (20, 22) an das Ringträgerbauteil (4) angefügt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Bauteil (6) im Querschnitt betrachtet im wesentlichen kreissegmentförmig ist und dass das Ringträgerbauteil (4) radial innen im Übergang von Ober- und Unterseite (12, 14) zur kühlkanalbegrenzenden Innenseite (8) angefast ist und hierdurch eine zur Kolbenlängsrichtung geneigte obere und eine untere Anlagefläche (16, 18) für das rohrförmige Bauteil (6) gebildet ist, gegen welche der obere bzw. der untere Schenkel (20, 22) mit seiner Stirnseite auf Stoß anliegt und unlösbar befestigt ist.

2. Kühlkanalkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere und die untere Anlagefläche (16, 18) etwa 35-55 Grad zur Kolbenlängsachse geneigt sind.

3. Kühlkanalkolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die obere und die untere Anlagefläche (16, 18) etwa 40-50 Grad zur Kolbenlängsachse geneigt sind.

4. Kühlkanalkolben nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an die Neigung der Anlageflächen (16, 18) angelegte Geraden (24, 26) sich innerhalb des Kühlkanals (10) scheiden.

5. Kühlkanalkolben nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittpunkt der Geraden (24, 26) im mittleren Drittel (28) eines Durchmesserbereichs der im wesentlichen kreisförmigen Querschnittsfläche des rohrförmigen Bauteils (6) liegt.

6. Kühlkanalkolben nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Bauteil (6) radial außen über ein zwischen 60 und 90 Grad umfassendes Segment offen ist.

7. Kühlkanalkolben nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des rohrförmigen Bauteils (6) zwischen 0,4 bis 1,2 mm liegt.