DE19926568A1 - Gekühlter Kolben für Verbrennungsmotoren - Google Patents

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.