DE19926568A1 - Gekühlter Kolben für Verbrennungsmotoren - Google Patents
Gekühlter Kolben für VerbrennungsmotorenInfo
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Abstract
Um bei einem Kolben für Verbrennungsmotoren mit einem im Kolbenkopf (1) ringförmig umlaufenden Kühlkanal (2), der an seinem zum Kolbenschaft hin offenen Ende durch ein entsprechend geformtes und mindestens einmal radial geteiltes Wandteil (3) verschlossen ist, eine Verbesserung der Wärmeabfuhr zu erreichen, soll das Wandteil (3) auf seinem Umfang verteilt mit mehreren radial angeordneten, sich axial in den Kühlkanal (2) hinein erstreckenden Querwänden (6) versehen sein.
Description
Die Erfindung betrifft einen gekühlten Kolben für Verbren
nungsmotoren mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des An
spruchs 1.
Derartige Kolben sind aus der DD 252 638 A1 und der
DE 41 34 530 A1 bekannt, bei denen das zur Abdeckung des
nach unten offenen ringförmig umlaufenden Kühlkanals die
nende Wandteil als offener Blechring ausgebildet ist, der
unter Ausnutzung seiner elastischen Verformung nach dem
Seeger-Ring-Prinzip, d. h. unter Vorspannung in radialer
Richtung, in einer Nut am Innenumfang der Kolbenringzone
bzw. am Außenumfang der Brennraumwandung liegt.
Aus der DE 42 08 037 C2 ist ein Kolbenkopfteil bekannt, bei
dem der unten offene Kühlkanal durch eine auf ihrem Umfang
mindestens zweigeteilte radial fixierte gespannte Tellerfe
der, die radial innen und außen an axial entgegengesetzten
Seiten frei an Auflagern anliegt, abgedeckt ist.
Aus der DE 39 91 677 T1 ist ein Kolben mit Kühlkanal im
Kolbenkopf bekannt, bei dem eine das untere offene Ende des
Kühlkanals abdeckende Prallplatte vorgesehen ist, deren En
den im Bereich der Teilung senkrecht nach oben abgebogen
sind, um ein gewisses Niveau an Kühlöl im Kühlkanal zu hal
ten.
Nachteilig an den obigen Ausführungen ist, daß die Verweil
dauer des Kühlöls im Kühlkanal nicht in dem gewünschten Ma
ße befriedigend gelöst ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Ver
weildauer des Kühlöls im Kühlkanal zu verlängern und den
Shakereffekt des Kühlöls zu verstärken, um eine bessere
Wärmeabfuhr der zu kühlenden Kolbenbereiche zu erreichen.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Kolben
durch die Merkmale nach dem kennzeichnenden Teil des Pa
tentanspruchs 1.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen nach der Erfindung sind
in den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in den Zeichnungen
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Kolbenkopf in Seitenansicht im Schnitt,
Fig. 2 eine Unteransicht der Fig. 1, linke Hälfte
nach Schnitt II-II, rechte Hälfte nach
Schnitt III-III,
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Ansicht X
der Fig. 1,
Fig. 4 eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen
Wandteils vor der Umformung,
Fig. 5 eine Teilansicht des Wandteils nach der
Umformung,
Fig. 6 eine Teilansicht einer weiteren Ausführung
des Wandteils vor der Umformung (Abwicklung),
Fig. 7 eine Teilansicht eines Wandteils mit Zuführ
öffnung für das Kühlöl,
Fig. 8 eine Seitenansicht nach Fig. 7,
Fig. 9 eine Teilansicht einer weiteren Ausführung
nach Schnitt IX-IX,
Fig. 10 eine Draufsicht gemäß Fig. 9.
Ein gekühlter Kolben besteht aus einem Kolbenkopf 1 und ei
nem mit diesem über einen Kolbenbolzen (nicht gezeichnet)
gelenkig verbundenen Kolbenschaft (nicht gezeichnet). Im
Kolbenkopf 1 ist ein ringförmig umlaufender Kühlkanal 2
vorgesehen, der an seinem zum Kolbenschaft hin offenen Ende
durch ein Wandteil 3, z. B. eine zweigeteilte Tellerfeder
oder zwei Blechstreifenhälften 4, 5, verschlossen ist. Um
die Verweildauer des Kühlöls im Kühlkanal 2 zu erhöhen und
um damit eine bessere Wärmeabfuhr der zu kühlenden Kolben
bereiche zu erreichen, soll das Wandteil 3 auf seinem Um
fang verteilt mit mehreren radial angeordneten, sich axial
in den Kühlkanal 2 hinein erstreckenden Querwänden 6 verse
hen sein, wodurch bestimmte Shaker-Räume gebildet werden.
Die Lagerung des Wandteiles 3 im Kolbenkopf 1 erfolgt auf
an sich bekannte Art, wie z. B. durch Vorsehen eines Aufla
gers 7 für den inneren Umfang und einer entsprechenden
bundartigen Ausnehmung 8 für den äußeren Umfang des Wand
teils 3. Das Wandteil 3 ist durch radiale Teilungen 9, 10
in zwei Blechstreifenhälften 4, 5geteilt, die vorgespannt
den unteren Abschluß des Kühlkanales 2 bilden. Zur Zufuhr
von Kühlöl sind in der ersten Blechstreifenhälfte 4 aus dem
Wandteil 3 zwei schräg nach oben abgebogene Teilstücke 11,
12, so ausgeklinkt, daß der Kühlölstrahl aufgeteilt und je
weils etwa zur Hälfte in entgegengesetzte Richtung in den
Kühlkanal 2 eintritt.
Der Ölstrom läuft dann umfangsmäßig im Kühlkanal um und
wird durch eine in der zweiten Blechstreifenhälfte 5 vorge
sehene Abführöffnung 13 wieder abgeleitet.
Bei seinem Weg vom Eintritt bis zum Austritt aus dem Kühl
kanal 2 wird der Ölstrom durch die eine Art Kammern bilden
den Querwände 6, aufgrund der Hubbewegung des Kolbens,
mehrfach shakerartig mit den zu kühlenden Kolbenbereichen
in Verbindung gebracht, sodaß ein guter Wärmeübergang aus
diesen Bereichen in das Kühlöl erreicht wird.
Die Herstellung der Querwände 6 des Wandteils 3 kann auf
einfache Art und Weise durch Umformung erfolgen. Hierbei
kann beispielsweise von einem ringförmigen, ausgestanzten
ebenen Wandteil 3 oder einem geraden ebenen Wandteil 3 aus
gegangen werden, wobei bei dem geraden Ausgangsstreifen die
Faltung 14 so zu erfolgen hat, daß anschließend ein ring
förmiges Wandteil 3 vorliegt.
Bei einer weiteren Ausführung ist zur Vergrößerung des Sha
kerraumes in dem ebenen Bereich 15 des Wandteils 3 durch
Umformung eine Vertiefung 16 in Richtung Kolbenschaft ange
formt.
Mit einer derartigen Ausführung wird auf konstruktiv einfa
che Weise eine verbesserte Wärmeabfuhr bei einem Kolben mit
Kühlkanal erreicht.
Claims (6)
1. Gekühlter Kolben für Verbrennungsmotoren mit einem im
Kolbenkopf ringförmig umlaufenden Kühlkanal, der an
seinem zum Kolbenschaft hin offenen Ende durch ein ent
sprechend geformtes und am Kolben befestigtes minde
stens einmal radial geteiltes Wandteil verschlossen
ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wandteil (3) auf seinem Umfang verteilt mit
mehreren etwa radial angeordneten, sich axial in den
Kühlkanal (2) hinein erstreckenden Querwänden (6) ver
sehen ist.
2. Gekühlter Kolben nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Querwände (6) einstückig mit dem Wandteil (3)
ausgebildet sind.
3. Gekühlter Kolben nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Querwände (6) durch Umformen eines im Ausgangs
zustand ebenen Wandteils (3) (Blechplatine) hergestellt
sind.
4. Gekühlter Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Zu- und gegebenenfalls zur Abführung des Kühl
öls das Wandteil (3) mit aus dem Wandteil (3) ausge
klinkten, schräg nach oben abgebogenen Teilstücken (11,
12) versehen ist.
5. Gekühlter Kolben nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das abgebogene Teilstück (10, 11) etwa S-förmig
verläuft.
6. Gekühlter Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem ebenen Bereich (15) zwischen zwei Querwänden
(6) durch Umformung eine Vertiefung (16) in Richtung
Kolbenschaft angeformt ist.
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