DE19832091A1 - Kolben für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor.

Der Kolben eines Verbrennungsmotors ist in einen Zylinder mit einem vorbestimmten Spiel eingepaßt und bewegt sich im Zylinder hin und her. Da eine Pleuelstange hierbei den Kolben in einem Zustand hält, in dem die Pleuelstange von einer rechten zu einer linken Position schräggestellt ist, gleitet der Kolben in einer hin- und hergehenden Bewegung in einen Zustand, bei dem der Kolben durch eine seitliche Kraft von rechts oder links gegen die Innenfläche des Zylinders gedrückt wird.

Da die seitliche Kraft einen großen Betrag aufweist und die Wirkung einer Teilschubkraft auf die Innenfläche des Zylinders ein Problem wie beispielsweise ein Festfressen verursacht, ist es zur Vermeidung des Problems wirkungsvoll, daß die Schub- bzw. Druckkraft zerlegt bzw. verteilt wird und der Flächendruck durch Vergrößerung des Bereichs des Mantelabschnitts des Kolbens, welcher die Innenfläche des Zylinders berührt, verringert wird.

Wenn jedoch der Bereich, an welchem der Mantelabschnitt des Kolbens die Innenfläche des Zylinders berührt, größer wird, wird ein Reibungsverlust während der Gleitbewegung des Kolbens größer.

Daher ist in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 64(1989)-3054 (KOKAI) ein unsymmetrischer Kolben offen­ bart, bei dem der Bereich eines druckseitigen Mantels, welcher die Innenfläche des Zylinders während eines Expan­ sionshubs berührt und auf den eine große Schubkraft wirkt, und der Bereich eines gegendruckseitigen Mantels klein ist.

Somit ist es möglich, einen Kolben für einen Verbren­ nungsmotor zu erhalten, bei dem die Schubkraft verteilt werden kann, der Flächendruck verringert werden kann und die Erhöhung des Reibungsverlustes beherrscht werden kann.

Wenn sich der Kolben im Zylinder hin- und herbewegt, wobei die seitliche Kraft die Richtung ändert, ist zu erwarten, daß sich der Kolben von einer Seite auf die andere Seite bewegt und ein Zusammenstoßen zwischen dem Kolben und der Innenfläche des Zylinders verursacht einen Kolbenschlag sowie ein Geräusch.

Als Gegenmaßnahme gegen das Geräusch ist es wirkungsvoll, daß der untere Bereich des Mantelabschnitts des Kolbens lose die Innenfläche des Zylinders berührt. Jedoch ist bei diesem herkömmlichen Beispiel die Wandstärke des Mantel­ abschnitts im wesentlichen konstant. Die Abmessung der Wandstärke wird derart gewählt, daß eine Festigkeit sichergestellt ist, welche jederzeit einer großen seitlichen Kraft bei einer hohen Motorleistung standzuhalten.

Bei dem herkömmlichen Beispiel weist der Kolben zum Zeit­ punkt einer hohen Motorleistung eine ausreichende Festig­ keit auf, und es ist möglich, den Reibungsverlust während der Gleitbewegung des Kolbens zu beherrschen. Jedoch wird das Geräusch erzeugt, wenn der Mantelabschnitt bzw. Man­ telbereich des Kolbens die Innenfläche des Zylinders berührt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kolben für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, welcher in der Lage ist, eine Schubkraft zu verteilen, einen Flächen­ druck zu verringern, eine Erhöhung eines Reibungsverlustes während einer Gleitbewegung des Kolbens zu beherrschen und die Erzeugung eines Geräusches zu verhindern.

Diese Aufgabe wird mit einem Kolben mit den Merkmalen des Abspruchs 1 bzw. 4 bzw. 8 gelöst. Vorteilhafte Weiter­ bildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß weist ein Kolben für einen Verbrennungs­ motor einen Ringsteg, welcher sich zu einem Kolbenboden bzw. Boden erstreckt, eine Bolzennabe, welche an einer unteren Seite des Ringstegs gebildet ist, eine Kolbenbol­ zenöffnung, welche in der Bolzennabe gebildet ist, und einen Mantelabschnitt bzw. -bereich auf. Dabei erstreckt sich der Mantelbereich zum Ringsteg, wobei der Mantel­ bereich einen druckseitigen Mantel aufweist, welcher mit einer Innenfläche eines Zylinders während eines Expan­ sionshubs in Kontakt steht, und einen gegendruckseitigen Mantel aufweist, wobei ein Bereich bzw. eine Fläche des druckseitigen Mantels größer als ein Bereich bzw. eine Fläche des gegendruckseitigen Mantels ist.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der druckseitige Mantel derart gebildet, daß eine Wandstärke in einem Bereich nahe dem Ringsteg und einem vom Ringsteg weiter entfernten Bereich dünner wird als in einem mittle­ ren Bereich beidseitig zu einer Mittelposition entlang einer Umfangsrichtung um eine Kolbenmittellinie, die im wesentlichen senkrecht zu einer Achse der Kolbenbolzen­ öffnung ist, und die Wandstärke eines Bereichs zwischen dem näheren Bereich und dem mittleren Bereich sowie eine Wandstärke eines Bereichs zwischen dem mittleren Bereich und dem weiter entfernten Bereich sich allmählich bzw. graduell ändert.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der druckseitige Mantel derart gebildet, daß seine Wandstärke von einem dem Ringsteg nahen Bereich zu einem vom Ringsteg weiter entfernten Bereich beidseitig zu einer Mittelposition entlang der Umfangsrichtung um einen Kolbenmittelbolzen im wesentlichen senkrecht zur Achse der Kolbenbolzenbohrung allmählich dünner wird.

Bei diesem Aufbau arbeitet der Kolben in einem Zustand, in welchem der Kolben im Inneren eines nicht dargestellten Zylinders eines Motors angeordnet ist, und gleitet in einer hin- und hergehenden Bewegung in einen Zustand, in dem der Kolben durch eine seitliche Kraft von links und rechts gegen die Innenfläche gedrückt wird.

Da zu diesem Zeitpunkt der Bereich des druckseitigen Mantels, auf den eine große Schubkraft wirkt, größer als der Bereich des gegendruckseitigen Mantels des Kolbens ist, und der Kolben unsymmetrisch ist, wird die Schubkraft durch einen großen Druck aufnehmenden Bereich, welcher gegen die große Schubkraft aufrechterhalten wird, ver­ teilt, eine Flächenkraft gering gehalten, die Erhöhung eines Reibungsverlustes verringert und ein sanfter bzw. weicher Betrieb durchgeführt.

Wenn die seitliche Kraft die Richtung ändert, ist anderer­ seits während der hin- und hergehenden Gleitbewegung zu erwarten, daß sich der Kolben von einer Seite auf die andere Seite bewegt und der Zusammenstoß zwischen dem Kol­ ben und der Innenfläche des Zylinders einen Kolbenschlag und ein Geräusch verursacht. Jedoch kann die vorliegende Erfindung derartige Probleme lösen.

Beim Kolben der vorliegenden Erfindung ist der druckseitige Mantel derart gebildet, daß seine Wandstärke in einem Bereich bei dem Ringsteg und einem Bereich weiter entfernt vom Ringsteg dünner als in einem mittleren Bereich an beiden Seiten des Mittelbereichs entlang der Umfangsrichtung um eine Kolbenmittellinie, die im wesentlichen senkrecht zur Achse der Kolbenbolzenbohrung ist, ist. Die Wandstärke eines Bereichs zwischen dem näheren Bereich und dem mittleren Bereich und die Wandstärke eines Bereichs zwischen dem mittleren Bereich und dem weiter entfernten Bereich ändert sich nach und nach.

Wenn der Kolben die Innenfläche des Zylinders aufgrund der Änderung der Richtung der seitlichen Kraft berührt, berührt der Kolben die Innenfläche des Zylinders langsam durch einen dünnen Bereich an einer unteren Seite des Man­ telbereichs. Der Kolbenschlag wird leichter und die Erzeu­ gung des Geräusches wird verhindert.

Der Mantelbereich nimmt die seitliche Kraft, welche wäh­ rend der hohen Motorleistung erzeugt wird, durch die aus­ reichende Festigkeit auf.

Deshalb ist es möglich, die Schubkraft zu verteilen, einen Flächendruck zu verringern, das Ansteigen des Reibungs­ verlustes während einer Gleitbewegung des Kolbens zu beherrschen und einen Kolben für einen Verbrennungsmotor zu erhalten, der die Erzeugung von Geräuschen verhindern kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine Schnittansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines Kolbens gemäß der vorliegenden Erfindung für Verbrennungsmotoren zeigt;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 eine Schnittansicht, welche ein weiteres Ausfüh­ rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens für Verbrennungsmotoren zeigt;

Fig. 6 eine Schnittansicht aus Sicht einer Richtung VI in Fig. 5;

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in Fig. 5; und

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 5.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung eine Erläuterung eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben.

Im ersten Ausführungsbeispiel ist der Kolben für den Ver­ brennungsmotor in der Zeichnung mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet und aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Der Kolben 1 umfaßt einen Kopf bzw. Boden 2 am obersten Ende in Fig. 1, einen Ringsteg 3, welcher sich zum Boden 2 erstreckt, und einen Mantelbereich 4, der sich zum Ring­ steg 3 erstreckt. In diesem Ausführungsbeispiel sind drei Kolbenringnuten 5 im Ringsteg 3 gebildet.

Eine unterhalb des Ringstegs 3 gebildete Bolzennabe ist mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet. Einander gegenüberlie­ gende Bolzennaben 6 sind an beiden Seiten einer Achse Y1 (vgl. Fig. 2) gebildet. Eine Kolbenbolzenöffnung 7 erstreckt sich durch die Bolzennaben 6 und ist in den Bol­ zennaben 6 gebildet. Eine Achse X1 der Kolbenbolzenöffnung 7 ist im wesentlichen senkrecht zur Achse Y1 des Kolbens 1.

Der Mantelbereich 4 ist ausschließlich in einem Bereich gebildet, der im wesentlichen senkrecht zur Achse X1 der Kolbenbolzenöffnung 7 in den Bolzennaben 6 gebildet ist. Die Fläche eines druckseitigen Mantels 4a bzw. Mantels der Druckseite ist größer als die Fläche eines gegendruck­ seitigen Mantels 4b bzw. Mantels der Gegendruckseite. Der Mantelbereich 4 (der druckseitige Mantel 4a und der gegendruckseitige Mantel 4b) ist bezüglich der Achse X1 der Kolbenbolzenöffnung 7 unsymmetrisch gebildet.

Der Mantelbereich 4 ist mit den Bolzennaben 6 mittels Ver­ bindungselementen bzw. -trägern 8 verbunden. Die Verbin­ dungselemente 8 erstrecken sich vom äußeren Umfang der Bolzennaben 6 zu einem Endbereich des druckseitigen Mantels 4a und einem Endbereich des gegendruckseitigen Mantels 4b. Die oberen Enden der Verbindungselemente 8 sind mit dem Ringsteg 3 verbunden.

Der druckseitige Mantel 4a ist derart ausgebildet, daß seine Wandstärke in einem Bereich nahe dem Ringsteg 3 (Bereich C) und einem Bereich weiter entfernt vom Ringsteg 3 (Bereich D) dünner als in einem Mittelbereich (Bereich E) an beiden Seiten entlang einer Umfangsrichtung von einer Position im wesentlichen senkrecht zu Achse X1 der Kolbenbolzenöffnung 7 ist. Die Wandstärke eines Bereichs (Bereich F) zwischen dem Bereich C und dem Bereich E und die Wandstärke eines Bereichs (Bereich G) zwischen dem Bereich E und dem Bereich D ändert sich nach und nach bzw. graduell (vgl. Fig. 4).

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine innere Umfangsfläche des druckseitigen Mantels 4a kreisförmig mit einem Radius RA an einem mittleren Bereich, welcher der Bereich E ist, von einem Mittelpunkt gebildet, welcher um einen Abstand La von der Achse X1 der Kolbenbolzenbohrung näher zum druckseitigen Mantel 4a liegt. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist im Bereich C die innere Umfangsseite des druckseitigen Mantels 4a kreisförmig mit einem Radius RB ausgehend von der Achse X1 der Kolbenbolzenbohrung 7 gebildet. Im Bereich D ist die innere Umfangsseite des druckseitigen Mantels 4a kreisförmig mit einem Radius RB ausgehend von der Achse X1 der Kolbenbolzenöffnung 7 wie im Bereich C gebildet.

Im Bereich F, welcher zwischen dem Bereich C und dem Bereich E liegt, und im Bereich G, welcher zwischen dem Bereich E und dem Bereich D liegt, bewegt sich die Posi­ tion des Mittelpunktes graduell von der Achse X1 der Kol­ benbolzenöffnung 7 zu einer Position mit einem Abstand La und der Radius ändert sich von RB zu RA, und dadurch ändert sich die Wandstärke zwischen dem Bereich C und dem Bereich E und die Wandstärke zwischen dem Bereich E und dem Bereich D graduell und in glatter bzw. gleichmäßiger Weise. Das heißt, die Wandstärke zwischen dem Bereich C und dem Bereich E ändert sich graduell und in glatter Weise vom Bereich C zum Bereich E und die Wandstärke zwischen dem Bereich E und dem Bereich D ändert sich graduell und in glatter Weise vom Bereich E zum Bereich D.

Daher wird die Wandstärke des mittleren Bereichs des druckseitigen Mantels 4a (Bereich E) von einer Position im wesentlichen senkrecht zur Achse X1 der Kolbenbolzen­ öffnung 7 zur Umfangsrichtung allmählich dicker.

Die Wandstärke an der Position im wesentlichen senkrecht zur Achse X1 der Kolbenbolzenöffnung 7 ist derart gebil­ det, daß die Wandstärke t1 (vgl. Fig. 2) an einem Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 (im Abschnitt des Bereichs E) größer als die Wandstärke t2 (vgl. Fig. 3) an einem Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1 (im Abschnitt des Bereichs C und des Bereichs D) ist oder die Wandstärke t1 gleich zur Wandstärke t2 ist.

Bei diesem Aufbau wird der Kolben 1 derart verwendet, daß der Kolben 1 innerhalb eines Zylinders eines Motors ange­ ordnet wird, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Da in diesem Fall eine in der Zeichnung nicht dargestellte Pleuelstange den Kolben in einem Zustand hält, in dem die Pleuelstange von links nach rechts schräggestellt wird, gleitet der Kolben 1 in einer hin- und hergehenden Bewe­ gung in einen Zustand, in dem Kolben 1 durch eine seitli­ che Kraft von rechts oder links gegen die Innenfläche des Zylinders gedrückt wird.

Da zu diesem Zeitpunkt die Fläche des druckseitigen Mantels 4a, auf welche eine große Druck- bzw. Schubkraft ausgeübt wird, größer als die Fläche des gegendruck­ seitigen Mantels 4b des Kolbens 1 ist und der Kolben 1 unsymmetrisch ist, wird die Schubkraft auf eine große Druckaufnahmefläche verteilt, ein Flächendruck gering gehalten, das Ansteigen eines Reibungsverlustes verringert und ein weicher bzw. sanfter Betrieb ausgeführt.

Andererseits ist während der Hin- und Her-Gleitbewegung bei der Richtungsänderung der seitlichen Kraft zu erwar­ ten, daß sich der Kolben 1 von einer Seite auf die andere Seite bewegt, und der Zusammenstoß zwischen dem Kolben 1 und der Innenfläche des Zylinders einen Kolbenschlag sowie ein Geräusch verursacht. Derartige Probleme können jedoch mit der vorliegenden Erfindung verhindert werden.

Beim Kolben 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Mantel 4a der Druckseite derart gebildet, daß seine Wand­ stärke in einem Bereich, der näher zum Ringsteg 3 (Bereich C) liegt, und einem Bereich, der vom Ringsteg 3 (Bereich D) weiter entfernt liegt, dünner als in einem mittleren Bereich (Bereich E) an beiden Seiten des mittleren Bereichs entlang der Umfangsrichtung um die Kolbenmit­ telachse im wesentlichen senkrecht zur Achse X1 der Kol­ benbolzenöffnung 7 ist. Die Wandstärke eines Bereichs (Bereich F) zwischen dem Bereich C und dem Bereich E und die Wandstärke eines Bereichs (Bereich G) zwischen dem Bereich E und dem Bereich D ändert sich graduell.

Wenn der Kolben 1 aufgrund der Änderung der seitlichen Kraft die Innenfläche des Zylinders berührt, berührt der Kolben 1 die Innenfläche des Zylinders langsam durch einen dünnen Bereich, dessen Festigkeit an einer unteren Seite des Mantelbereichs 4 verringert ist. Der Kolbenschlag ist leichter und die Erzeugung eines Geräusches wird verhin­ dert.

Der dickere Bereich des Mantelbereichs 4 nimmt die Druck­ kraft, welche bei hoher Motorleistung erzeugt wird, durch die ausreichende Festigkeit auf.

Daher ist es möglich, die Druckkraft zu verteilen, einen Flächendruck zu verringern, den Anstieg des Reibungsver­ lustes während der Gleitbewegung des Kolbens zu beherr­ schen und einen Kolben 1 für einen Verbrennungsmotor zu erhalten, der in der Lage ist, die Erzeugung eines Geräu­ sches zu verhindern.

Im vorhergehenden wurde ein Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel be­ schränkt. Es ist möglich, das Ausführungsbeispiel zu ändern, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu ver­ lassen. Beispielsweise ist es möglich, den Kolben derart zu bilden, daß die Wandstärke des gegendruckseitigen Mantels 4b sich in gleicher Weise wie die Wandstärke des druckseitigen Mantels 4a ändert. Optional ist es möglich, die Achse bzw. Linie X1 der Kolbenbolzenöffnung 7 in Rich­ tung der Druckseite oder in Richtung der Gegendruckseite zu versetzen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Druckkraft zu verteilen, den Flächendruck zu verringern, den Anstieg des Reibungsverlustes während der Gleitbewe­ gung des Kolbens zu beherrschen und einen Kolben für einen Verbrennungsmotor zu erhalten, welcher die Erzeugung eines Geräuschs verhindert.

Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Kolben für einen Verbrennungsmotor vor­ gesehen, der aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist und in der Zeichnung mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Der Kolben 1 umfaßt einen Boden 2 am obersten Ende in Fig. 5, einen Ringsteg 3, der sich zum Boden 2 erstreckt, und einen Mantelbereich 4, der sich zum Ringsteg 3 erstreckt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind drei Kol­ benringnuten 5 im Ringsteg 3 gebildet.

Der Mantel 4a der Druckseite ist derart gebildet, daß seine Wandstärke von einer Position nahe dem Ringsteg 3 zu einer Position, welche vom Ringsteg 3 weiter entfernt ist, an beiden Seiten entlang einer Umfangsrichtung einer Posi­ tion im wesentlichen senkrecht zur Achse X1 einer Kolben­ bolzenöffnung 7 graduell abnimmt.

Die innere Umfangsfläche des druckseitigen Mantels 4a an einem Abschnitt von VII-VII in Fig. 5 ist als Kreis mit einem Radius RA ausgebildet, welcher einen Mittelpunkt an einer Position um einen Abstand Lb von der Achse X1 der Kolbenbolzenöffnung 7 in einer senkrechten Richtung näher zum druckseitigen Mantel 4a aufweist (vgl. Fig. 7). Die innere Umfangsseite des druckseitigen Mantels 4a in einem Bereich VIII-VIII in Fig. 5 ist in einem Kreis mit einem Radius RB gebildet, welcher einen Mittelpunkt an einer Position um einen Abstand Lc von der Achse X1 der Kolben­ bolzenöffnung 7 in einer senkrechten Richtung näher zum druckseitigen Mantel 4a aufweist (vgl. Fig. 8). Die innere Umfangsfläche des druckseitigen Mantels 4a an einem unteren Bereich ist in einem Kreis mit einem Radius RC von einem Mittelpunkt auf der Achse X1 der Kolbenbolzenöffnung 7 gebildet (vgl. Fig. 6).

Der Abstand bzw. das Maß Lb ist größer als das Maß Lc, der Radius RA ist kleiner als der Radius RB und der Radius RB ist kleiner als der Radius RC. Daher ist der Mantel 4a der Druckseite derart geformt, daß sich seine Wandstärke von einer Position näher dem Ringsteg 3 zu einer Position, welche vom Ringsteg 3 weiter entfernt ist, zu beiden Sei­ ten entlang einer Umfangsrichtung der Position im wesent­ lichen senkrecht zur Achse X1 der Kolbenbolzenöffnung 7 verringert, und von einer Position im wesentlichen senk­ recht zur Achse X1 der Kolbenbolzenöffnung 7 zu einer Umfangsrichtung graduell vergrößert.

Die Wandstärke einer Position, welche im wesentlichen senkrecht zur Achse X1 der Kolbenbolzenöffnung 7 ist, ist derart gebildet, daß die Wandstärke t1 in einem Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 5 größer als die Wand­ stärke t2 in einem Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 5 ist. Die Wandstärke t2 in einem Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 5 ist dicker als die Wandstärke t3 an einem unteren Bereich. Es ist jedoch auch möglich, daß die Wandstärke t1 gleich der Wandstärke t2 und der Wand­ stärke t3 ist.

Beim Kolben 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist der druckseitige Mantel 4a derart gebildet, daß seine Wand­ stärke von einem Bereich näher zum Ringsteg 3 zu einem Bereich, der vom Ringsteg 3 weiter entfernt ist, an beiden Seiten in Umfangsrichtung entlang der Position im wesent­ lichen senkrecht zur Achse X1 der Kolbenbolzenöffnung 7 graduell dünner wird.

Zusammenfassend wurde insoweit ein Kolben 1 beschrieben, der einen Ringsteg 3, welcher sich zu einem Boden 2 erstreckt, eine an einer unteren Seite des Ringstegs 3 gebildete Bolzennabe 6, eine in der Bolzennabe 6 gebildete Kolbenbolzenöffnung 7 und einen sich zum Ringsteg 3 erstreckenden Mantelbereich 4 umfaßt. Der Mantelbereich 4 ist derart gebildet, daß eine Fläche eines druckseitigen Mantels 4a größer als eine Fläche eines gegendruckseitigen Mantels 4b ist. Der Mantel 4a der Druckseite ist derart gebildet, daß seine Wandstärke in einem Bereich nahe dem Ringsteg 3 und einem Bereich weiter vom Ringsteg 3 entfernt dünner als in einem mittleren Bereich ist, der an beiden Seiten einer mittleren Position in Umfangsrichtung um eine Kolbenmittellinie, die im wesentlichen senkrecht zu einer Achse der Kolbenbolzenöffnung 7 ist. Weiter ändert sich eine Wandstärke eines Bereichs zwischen dem näheren Bereich und dem mittleren Bereich und eine Wandstärke eines Bereichs zwischen dem mittleren Bereich und dem weiter entfernten Bereich graduell. Der Mantel 4a der Druckseite ist derart gebildet, daß seine Wandstärke von einem Bereich näher dem Ringsteg 3 zu einem Bereich weiter vom Ringsteg 3 entfernt zu beiden Seiten des mittleren Bereichs entlang der Umfangsrichtung um die Kolbenmittellinie, die im wesentlichen senkrecht zur Achse der Kolbenbolzenöffnung 7 ist, graduell abnimmt.

Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrati­ ven Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Ände­ rungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.

Claims (14)

1. Kolben (1) für einen Verbrennungsmotor mit:
einem Ringsteg (3), der sich bis zu einem Boden (2) erstreckt;
einer Bolzennabe (6), welche an einer unteren Seite des Ringstegs (3) gebildet ist;
einer Kolbenbolzenöffnung (7), welche in der Bol­ zennabe (6) gebildet ist; und
einem Mantelbereich (4), welcher sich bis zum Ringsteg (3) erstreckt, wobei der Mantelbereich (4) einen druckseitigen Mantel (4a), welcher eine Innenfläche eines Zylinders während eines Expansionshubs berührt, und einen gegendruckseitigen Mantel (4b) aufweist, wobei eine Fläche des druckseitigen Mantels (4a) größer als eine Fläche des gegendruckseitigen Mantels (4b) ist;
wobei der druckseitige Mantel (4a) derart gebildet ist, daß eine Wandstärke in einem dem Ringsteg (3) nahen Bereich (C) und einem vom Ringsteg (3) entfernten Bereich (D) dünner ist als in einem mittleren Bereich (E) beidseitig einer mittleren Position entlang einer Umfangsrichtung um eine Kolbenmittellinie, welche im wesentlichen senkrecht zu einer Achse der Kolbenbolzenbohrung (7) ist, und eine Wandstärke eines Bereichs (F) zwischen dem nahen Bereich (C) und dem mittleren Bereich (E) und eine Wandstärke eines Bereichs (G) zwischen dem mittleren Bereich (E) und dem entfernten Bereich (D) sich graduell ändert.

2. Kolben (1) für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Bereich (E) des druckseitigen Mantels (4a) derart gebildet ist, daß die Wandstärke ausgehend von der mittleren Position, welche im wesentlichen senkrecht zur Achse der Kolbenbolzenbohrung (7) in Umfangsrichtung ist, graduell zunimmt.

3. Kolben (1) für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der druckseitige Mantel (4a) derart gebildet ist, daß die Wandstärke an der mittleren Position, welche im wesentlichen senkrecht zur Achse der Kolbenbolzenbohrung (7) ist, im wesentlichen konstant ist.

4. Kolben (1) für einen Verbrennungsmotor mit:
einem Ringsteg (3), welcher sich bis zu einem Boden (2) erstreckt;
einer Bolzennabe (6), welche an einer unteren Seite des Ringstegs (3) gebildet ist;
einer Kolbenbolzenöffnung (7), welche in einer Bol­ zennabe (6) gebildet ist; und
einem Mantelbereich (4), welcher sich bis zum Ringsteg (3) erstreckt, wobei der Mantelbereich (4) einen druckseitigen Mantel (4a), welcher eine Innenfläche eines Zylinders während eines Expansionshubs berührt, und einen gegendruckseitigen Mantel (4b) aufweist, und eine Fläche des druckseitigen Mantels (4a) größer als eine Fläche des gegendruckseitigen Mantels (4b) ist;
wobei der druckseitige Mantel (4a) derart gebildet ist, daß eine Wandstärke eines dem Ringsteg (3) nahen Bereichs (C) und eines vom Ringsteg (3) entfernten Bereichs (D) beidseitig zu einer mittleren Position entlang der Umfangsrichtung um einen Kol­ benmittelbolzen, welcher im wesentlichen senkrecht zur Achse der Kolbenbolzenbohrung (7) ist, graduell abnimmt.

5. Kolben (1) für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der druckseitige Mantel (4a) derart gebildet ist, daß die Wandstärke ausgehend von der mittleren Position, welche im wesentlichen senkrecht zur Achse der Kolbenbolzenbohrung (7) in Umfangsrichtung ist, graduell zunimmt.

6. Kolben (1) für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der druckseitige Mantel (4a) derart gebildet ist, daß die Wandstärke von der dem Ringsteg (3) nahen Position zur vom Ringsteg (3) entfernten Position an der Mittelposition, welche im wesentlichen senkrecht zur Achse der Kolbenbolzen­ bohrung (7) ist, graduell abnimmt.

7. Kolben (1) für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der druckseitige Mantel (4a) derart gebildet ist, daß die Wandstärke an der mittleren Position, welche im wesentlichen senkrecht zur Achse der Kolbenbolzenbohrung (7) ist, im wesentlichen konstant ist.

8. Motorkolben (1) mit:
einem Boden (2);
einem Ringstegbereich (3), welcher sich unterhalb des Bodens (2) erstreckt;
einem Bolzennabenbereich (6) mit einer Kolbenbolzen­ bohrung (7); und
einem Mantelbereich (4) mit einem kleineren Mantel (4b), welcher sich vom Ringstegbereich (3) aus erstreckt und eine kleinere Druckfläche festlegt, und einem größeren Mantel (4a), welcher sich vom Ringstegbereich (3) aus erstreckt, welcher eine Hauptdruckfläche festlegt, welche eine größere Fläche als die kleinere Druckfläche aufweist, und welche erste und zweite seitliche Bereiche sowie einen Umfangsmittelbereich aufweist, welcher zwischen den ersten und zweiten seitlichen Bereichen entlang einer Umfangsrichtung um eine Kolbenmittellinie angeordnet ist, wobei jeweils in den ersten und zweiten seitlichen Bereichen die Wandstärke des größeren Mantels (4a) entlang einer vom Ringstegbereich (3) nach unten gerichteten Richtung graduell abnimmt.

9. Motorkolben (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wandstärke des größeren Mantels (4a) aus­ gehend vom Umfangsmittelbereich jeweils zu den ersten und zweiten seitlichen Bereichen entlang der Umfangs­ richtung graduell zunimmt.

10. Motorkolben (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wandstärke des größeren Mantels (4a) am Umfangsmittelbereich in der nach unten gerichteten Richtung graduell abnimmt.

11. Motorkolben (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wandstärke des größeren Mantels am Umfangsmittelbereich in der nach unten gerichteten Richtung im wesentlichen konstant ist.

12. Motorkolben (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kolben (1) eine zweiseitige Symmetrie bezüglich einer imaginären Ebene aufweist, welche die Kolbenmittellinie enthält, und zu welcher eine Mittel­ linie der Kolbenbolzenbohrung (7) senkrecht ausgebil­ det ist, der erste und der zweite seitliche Bereich an gegenüberliegenden Seiten der Imaginärebene angeordnet sind und der Umfangsmittelbereich derart am Kolben angeordnet ist, daß die imaginäre Ebene den Umtangs­ mittelbereich halbiert.

13. Motorkolben (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder der ersten und zweiten seitlichen Bereiche des größeren Mantels (4a) einen mittleren Unterbereich aufweist, welcher in Richtung nach unten zwischen einem oberen Unterbereich, welcher näher zum Ringstegbereich (3) liegt, und einem unteren Unter­ bereich, welcher vom Ringstegbereich (3) weiter ent­ fernt als obere Unterbereich liegt, angeordnet ist, und die Wandstärke des größeren Mantels (4a) am mittleren Unterbereich größer als am oberen Unterbereich und als am unteren Unterbereich ist.

14. Motorkolben (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wandstärke des größeren Mantels (4a) sich an jedem der ersten und zweiten seitlichen Bereiche von einem oberen Ende des größeren Mantels zu einem unteren Ende des größeren Mantels in Richtung nach unten graduell abnimmt.