DE19955809B4

DE19955809B4 - Piston of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE19955809B4
Application number: DE1999155809
Authority: DE
Inventors: Sakari Pisilä; Tommy Rönnskog
Original assignee: WECOMETAL Oy
Current assignee: WECOMETAL Oy
Priority date: 1998-11-19
Filing date: 1999-11-19
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2019-11-20
Also published as: GB2343933A9; FI982507A0; FI982507A; GB9927319D0; DE19955809A1; GB2343933A; GB2343933B; FI106396B

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kolben eines Verbrennungsmotors. Ein solcher Kolben weist ein Oberteil (1) und ein einen Kolbenbolzen umgebendes Mantelteil (3) auf, die auf wenigstens eine achsiale Auflagefläche (11, 12) ihrer Fugenfläche abgestützt sind, während sie mit wenigstens einer Schraube (2) durch die Auflagefläche zusammengefügt sind. Das Oberteil des Kolbens weist weiter eine ringförmige äußere Kühlgalerie (9) und eine von dieser umgebene innere Kühlgalerie (10) auf. Beim erfindungsgemäßen Kolben ist in dessen äußerer Kühlgalerie wenigstens eine Vertiefung (19) vorgesehen, die sich weiter unten befindet, als der übrige Boden (18) der Kühlgalerie. Die Vertiefung bringt während einer Bewegung des Kolbens eine tangentiale Bewegung im Kühlöl des Kolbens zustande, was somit die Abkühlung des Kolbens verbessert.The present invention relates to a piston of an internal combustion engine. Such a piston has an upper part (1) and a skirt part (3) surrounding a piston pin, which are supported on at least one axial bearing surface (11, 12) of their joint surface, while they are joined together by at least one screw (2) through the bearing surface , The upper part of the piston further has an annular outer cooling gallery (9) and an inner cooling gallery (10) surrounded by it. In the piston according to the invention at least one recess (19) is provided in the outer cooling gallery, which is located further below, as the rest of the bottom (18) of the cooling gallery. The depression brings about a tangential movement in the cooling oil of the piston during a movement of the piston, which thus improves the cooling of the piston.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kolben eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a piston of an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.

Große Kolben für Dieselmotoren sind gewöhnlich mehrteilige, sogenannte gebaute Kolben, die heutzutage typischerweise zwei miteinander verbundene Teile, ein Oberteil und ein Unterteil, aufweisen. Diese Teile sind durch eine Schraubenverbindung mit einer Schraube oder mehreren Schrauben zusammengefügt Das Oberteil des Kolbens bildet einen Teil eines Brennraums und das Oberteil weist dazu Ringnuten des Kolbens auf. Das Unterteil des Kolbens wird auch Kolbenmantel genannt. Die Aufgabe dieses Mantelteils ist, auf das Oberteil des Kolbens gerichtete Gasdruckkräfte durch einen Kolbenbolzen auf eine Kurbelstange zu übertragen, durch welche Stange die Kraft zu einer Kurbelwelle strömt. Der Mantelteil des Kolbens ist auch angeordnet, Seitenkräfte gegen eine Zylinderhülse aufzunehmen.Large pistons for diesel engines are usually multi-piece, so-called built pistons, which today typically have two interconnected parts, a top and a bottom. These parts are assembled by a screw connection with one or more screws. The upper part of the piston forms part of a combustion chamber and the upper part has annular grooves of the piston. The lower part of the piston is also called piston skirt. The object of this shell part is to transmit gas pressure forces directed to the upper part of the piston by a piston pin onto a connecting rod, through which rod the force flows to a crankshaft. The skirt portion of the piston is also arranged to receive lateral forces against a cylinder sleeve.

Weil ein Kolben von einem Motor im Betrieb erheblich erhitzt wird, müssen Kolbenteile abgekühlt werden. Dabei wird die Überschusstemperatur konventionell mittels Öl vom Kolben abgeleitet. Das fortgeschrittenste Abkühlungsverfahren bei solchen großen Kolben für Dieselmotoren ist die sogenannte Shaker-Abkühlung. Dabei weist das Oberteil des Kolbens typisch zwei Kühlgalerien auf, eine innere Kühlgalerie und eine diese umgebende äußere Kühlgalerie, in welchen Galerien das Kühlöl abgeführt wird. Solche Kühlgalerien sind konventionell kreissymmetrisch, wobei die innere Kühlgalerie unten in Richtung des Kolbenbolzens entweder offen oder teilweise geschlossen ist. Die äußere Kühlgalerie ist ringförmig oder oben kreissymmetrisch.Because a piston is heated significantly by a motor during operation, piston parts must be cooled. The excess temperature is conventionally derived by means of oil from the piston. The most advanced cooling method in such large pistons for diesel engines is the so-called shaker cooling. The upper part of the piston typically has two cooling galleries, an inner cooling gallery and an outer cooling gallery surrounding it, in which galleries the cooling oil is removed. Such cooling galleries are conventionally circularly symmetrical with the inner cooling gallery being either open or partially closed at the bottom in the direction of the piston pin. The outer cooling gallery is circular or circular symmetrical above.

Bei schwerölbetriebenen Dieselmotoren zum Beispiel tritt jedoch in zunehmenden Maße das Problem auf, dass das in den Kühlräumen des Kolbens wirkende Kühlöl nicht imstande ist, Wärme in ausreichendem Maße von der am meisten wärmebelasteten Bauteilen abzuleiten. Zum Vermeiden dieser Probleme ist die Ausgestaltung der Kühlgalerie beispielsweise mit bohrlochartigen Ausnehmungen entwickelt worden, um das Eindringen von Kühlöl gemäß EP 0 464 626 A1 zu verbessern. Die Ausnehmungen können auch längliche, durch Bearbeitung geschaffene Ausnehmungen sein, wie in der Schrift DE 4118 400 A1 gezeigt ist. Verschiedene Ausgestaltungen von Kühlgalerien werden auch in den Schriften DE 38 42 321 A1 und DE 39 19 872 A1 beschrieben.However, in heavy oil diesel engines, for example, there is an increasing problem that the cooling oil acting in the cooling chambers of the piston is unable to dissipate heat sufficiently from the most heat-stressed components. To avoid these problems, the design of the cooling gallery has been developed, for example, with borehole-like recesses in order to prevent the penetration of cooling oil EP 0 464 626 A1 to improve. The recesses can also be elongated, created by editing recesses, as in the Scriptures DE 4118 400 A1 is shown. Various designs of cooling galleries are also available in the scriptures DE 38 42 321 A1 and DE 39 19 872 A1 described.

Bei Untersuchung der Belastung des Kolbens wird festgestellt, dass die Aufbauten des Kolbens in dessen Betriebsverhältnissen von Verformungen aufgrund von Temperaturbelastung und Gasdruck beeinflusst werden, welche Verformungen bei den Schrauben der die Kolbenteile zusammenfügenden Schraubenverbindung ermüdende Spannungsschwankungen veranlassen. Die Größe und Anzahl der Spannungsschwankungen wirken auf die Lebensdauer der Schrauben ein. Bei großen Spannungsschwankungen nimmt die Ermüdung der Schraubenverbindung zu und somit die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des ganzen Kolbens.When examining the load on the piston, it is found that the structures of the piston in its operating conditions are affected by deformations due to temperature stress and gas pressure, which deformations cause tensions in the screws of the screw joint joining the piston parts. The size and number of voltage fluctuations affect the life of the screws. For large voltage fluctuations, the fatigue of the screw connection increases and thus the probability of damage to the entire piston.

Somit kann festgestellt werden, dass die gegenwärtigen Kolben Mängel aufweisen, die auf deren Abkühlung und besonders auf die korrekte Richtung von deren Abkühlung zurückzuführen sind.Thus, it can be said that the present pistons have defects due to their cooling and especially to the correct direction of their cooling.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Beeinflussung der Nachteile des bekannten Stands der Technik zu vermindern und eine Lösung von einem ganz neuen Typ zu schaffen, mittels deren die Abkühlung des Kolbens intensiviert und besser gerichtet und die Spannungsschwankungen der Schrauben bei der Schraubenverbindung des Kolbens dadurch reduziert werden können.The present invention has for its object to reduce the influence of the disadvantages of the prior art and to provide a solution of a completely new type, by means of which the cooling of the piston intensified and better directed and the voltage fluctuations of the screws in the screw connection of the piston can be reduced.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Kolben des Verbrennungsmotors nach dieser Erfindung die in den Patentansprüchen bestimmten Kennzeichen aufweisen. Genauer gesagt ist diese erfindungsgemäße Anordnung hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführt wird.This object is achieved in that the piston of the internal combustion engine according to this invention have the characteristics specified in the claims. More specifically, this arrangement according to the invention is characterized mainly by what is stated in the characterizing part of patent claim 1.

Durch die erfindungsgemäße Ausformung einer Kühlgalerie wird eine vorteilhaftere Kühlwirkung als durch die konventionelle erreicht. Wenn der Kolben sich je nach verlangsamter Kolbengeschwindigkeit abwärts bewegt, presst somit eine Trägheitskraft das Kühlöl in der äußeren Kühlgalerie des Kolbens in erfindungsgemäße Vertiefungen im Unterteil der Kühlgalerie ein. Wenn der Kolben dann die Richtung wechselt und die Kolbengeschwindigkeit zunimmt, hält die Trägheitskraft das Öl weiter in diesen Vertiefungen eingepresst. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das Unterteil der Kühlgalerie eine solche Form, dass das Öl sich momentan in den zwei Vertiefungen im Unterteil der Kühlgalerie ansammelt. Wenn der Kolben sich weiter aufwärts bewegt, erreicht der Kolben seine höchste Geschwindigkeit, wonach die Geschwindigkeit des Kolbens anfängt, langsamer zu werden.The inventive design of a cooling gallery a more advantageous cooling effect than achieved by the conventional. When the piston moves downwards depending on the decelerated piston speed, an inertial force thus forces the cooling oil in the outer cooling gallery of the piston into indentations according to the invention in the lower part of the cooling gallery. When the piston then changes direction and the piston speed increases, the inertial force keeps the oil pressed further into these recesses. According to a preferred embodiment of the invention, the lower part of the cooling gallery has a shape such that the oil momentarily accumulates in the two recesses in the lower part of the cooling gallery. As the piston continues to move upwards, the piston reaches its highest speed, after which the speed of the piston begins to slow down.

Dann setzt das Öl seine Bewegung mit unveränderter Geschwindigkeit fort und macht sich vom Unterteil der Kühlgalerie los. Nach einer bestimmten Zeit stößt das Öl an das Oberteil der Kühlgalerie, wobei das Öl noch in der Umfangsrichtung des Kolbens ungleichmäßig verteilt ist. wegen der großen Beschleunigung des Kolbens wird die freie Oberfläche des Öls momentan im Oberteil der Galerie ausgeglichen. Wegen seiner ungleichmäßigen Verteilung kann das Öl jedoch nur dank einer Strömung in der Umfangsrichtung ausgeglichen werden. In dieser Weise wird eine tangentiale Strömung des in den Vertiefungen angesammelten Öls bewirkt, während das Öl sich in das Oberteil des Kolbens verteilt. Dank der erfindungsgemäßen Lösung strömt das Kühlöl in den Kühlgalerien des Kolbens somit nicht zur während einer Pendelbewegung des Kolbens in der Richtung der Kolbenlängsachse zwischen dem Oberteil und dem Unterteil der Kühlgalerie hin und zurück, sondern dank der neuartigen Ausformung des Unterteils der äußeren Kühlgalerie kann eine Ölströmung in der Umfangsrichtung und eine effizientere Konvektion zustande gebracht werden. Auf die Weise können mit Hilfe des Kühlöls größere Wärmemengen von den heißen Wänden des Oberteils des Kolbens abgeführt werden.Then the oil continues its motion with unchanged speed and gets rid of the lower part of the cooling gallery. After a certain time, the oil abuts the top of the cooling gallery, the oil being unevenly distributed in the circumferential direction of the piston. because of the great acceleration of the piston, the free surface of the oil is currently balanced in the top of the gallery. Because of its uneven Distribution, the oil can be compensated but only thanks to a flow in the circumferential direction. In this way, a tangential flow of oil accumulated in the recesses is effected as the oil distributes into the top of the piston. Thanks to the solution according to the invention, the cooling oil in the cooling galleries of the piston thus does not flow during a pendulum movement of the piston in the direction of the piston longitudinal axis between the upper part and the lower part of the cooling gallery back and forth, but thanks to the novel shape of the lower part of the outer cooling gallery can flow in the circumferential direction and more efficient convection. In this way, with the help of the cooling oil larger amounts of heat can be dissipated from the hot walls of the upper part of the piston.

In der erfindungsgemäßen Lösung sind Schrauben einer das Oberteil und Mantelteil eines Kolbens zusammenfügenden Schraubenverbindung bei einer inneren, axialen Auflagefläche des Kolbens in eine zu einem Kolbenbolzen im Wesentlichen senkrechte Lage angeordnet, und die Vertiefungen der äußeren Kühlgalerie sind in einer im Wesentlichen in der Nähe des Kolbenbolzens befindlichen Lage angeordnet. So ist der Boden der Kühlgalerie an den Schrauben am höchsten, wobei im Bereich der Schraubenverbindung weniger Kühlfläche vorgesehen ist. Dabei können ein von thermischer Belastung veranlasster Temperaturunterschied zwischen den Schrauben und einem Teil des Kolbenvolumens der Schraubenverbindung möglichst minimiert und eine auf die Schraube richtende Spannungswirkung vermindert werden. Dadurch wird eine deutlich verbesserte Dauerfestigkeit der Schrauben erreicht. Wie bekannt, ist der dehnbare Teil der Schraubenverbindung die Schraube. Mit der Schraube wird eine Schraubenkraft erzeugt, unter deren Einwirkung die miteinander zu verbindenden Teile zusammengepresst werden. Das dieser Schraubenkraft ausgesetzte Volumen wird Pressstück genannt. Wenn zwischen der Schraube und dem diese umgebenden Pressstück ein großer, variierender Temperaturunterschied entsteht, werden die Schrauben erheblichen Spannungsschwankungen ausgesetzt.In the solution according to the invention, screws of a screw connection joining the upper part and skirt part of a piston are arranged at an inner, axial bearing surface of the piston in a position substantially perpendicular to a piston pin, and the recesses of the outer cooling gallery are in a substantially in the vicinity of the piston pin located located. Thus, the floor of the cooling gallery on the screws is the highest, with less cooling area is provided in the region of the screw connection. In this case, a temperature difference between the screws and a part of the piston volume of the screw connection caused by thermal stress can be minimized as far as possible and a stress effect directed onto the screw can be reduced. As a result, a significantly improved fatigue strength of the screws is achieved. As is known, the stretchable part of the screw connection is the screw. With the screw, a screw force is generated, under the action of which the parts to be joined are pressed together. The volume exposed to this screw force is called the pressed piece. If a large, varying temperature difference arises between the screw and the surrounding pressing piece, the screws are subjected to considerable voltage fluctuations.

Es gibt eine Tendenz, dass im Material der Schraubenverbindung eines montierten Kolbens und in dem Material, das die Schrauben umgibt, ein erheblicher Temperaturunterschied entsteht, weil das Gewindeteil der Schrauben, von dem Wärme auf die Schrauben übergeht, sich nahe bei einem Brennraum befindet. Sonst ist die Schraube von einem Freiraum umgeben, wobei es um die Schraube herum Luft gibt, die eine gute Wärmeisolation bildet. Dabei wird die Schraube durchaus auf eine hohe Temperatur erhitzt. Von dem die Schraube umgebenden Material wird die Wärme anderswohin in die Konstruktion abgeleitet, wobei die Wärmeableitung stark ist, wenn der Abstand zur Kühlgalerie kurz ist.There is a tendency for a significant temperature difference to arise in the material of the bolted joint of a mounted piston and in the material surrounding the bolts because the threaded portion of the bolts from which heat is transferred to the bolts is close to a combustion chamber. Otherwise, the screw is surrounded by a space, where there is air around the screw, which forms a good thermal insulation. The screw is thoroughly heated to a high temperature. From the material surrounding the screw, heat is dissipated elsewhere in the construction, with heat dissipation being strong when the distance to the cooling gallery is short.

Diese Spannungsschwankungen haben eine bemerkenswerte Einwirkung auf die Lebensdauer der Schrauben, während die Schwankungen und darauf zuzuführende Einwirkungen jedoch nach der erfindungsgemäßen Lösung bedeutend zu reduzieren sind.These voltage fluctuations have a remarkable effect on the life of the screws, but the variations and the actions to be applied are to be reduced significantly according to the inventive solution.

In einer Lösung mit den Schrauben der das Oberteil und das Mantelteil des Kolbens zusammenfügenden Schraubenverbindung im Bereich einer inneren, axialen Kolbenauflagefläche in einer zum Kolbenbolzen senkrechte Lage angeordnet, kann das Mantelteil des Kolbens so ausgeformt werden, dass der Kraftfluss der Gasdruckkraft möglichst wenig durch das Pressstück der Schraubenverbindung strömt Dann kann das Mantelteil gewölbeartig gestaltet werden, während das Pressstück hauptsächlich aus die Schrauben umgebenden sogenannten Schraubendomen besteht. Dank einer solchen Struktur veranlasst eine vom Gasdruck erzeugte, variierende Belastung möglichst kleine Spannungsschwankungen bei den Schrauben.In a solution with the screws of the upper part and the shell part of the piston joining screw in the region of an inner, axial piston bearing surface arranged in a vertical position to the piston pin, the shell part of the piston can be formed so that the power flow of the gas pressure as little as possible by the pressing The screw connection then flows. Then, the jacket part can be made vault-like, while the pressing piece mainly consists of the so-called screw domes surrounding the screws. Thanks to such a structure, a varying load generated by the gas pressure causes the smallest possible voltage fluctuations in the screws.

Im folgenden wir die Erfindung unter Hinweis auf die beigefügte Zeichnung erläutert und ein Längsschnitt des Kolbens eines Verbrennungsmotors gezeigt, wobei nur die Teile gezeigt werden, die zum Verständnis der Erfindung wesentlich sind, indem der Schnitt teils parallel zu der Längsachse des Kolbenbolzens und teils senkrecht zu der Längsachse des Kolbenbolzens verläuft.In the following we explain the invention with reference to the accompanying drawing and a longitudinal section of the piston of an internal combustion engine, showing only the parts which are essential for understanding the invention, by the section partly parallel to the longitudinal axis of the piston pin and partly perpendicular to the longitudinal axis of the piston pin extends.

Die Figur zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung. Dabei weist der Kolben ein Oberteil 1 und ein damit vorzugsweise mit Schrauben 2 verbundenes Mantelteil 3 des Kolbens auf. Das Oberteil des Kolbens weist eine Platte 4 und eine wesentlich zylindrische Wand 5 auf, die mit wenigstens einer Ringnut 6 für einen Kolbenring versehen ist. Die Platte nimmt eine auf den Kolben gerichtete Gasdruckkraft auf. Die Oberfläche der Platte ist so ausgestaltet, dass sie eine Brennraummulde 7 bildet, und die Unterfläche 8 der Platte bildet das Oberteil einer ringförmigen, äußeren Kühlgalerie 9 und das Oberteil einer inneren Kühlgalerie 10 in der Mitte des Kolbens. Diese innere Kühlgalerie steht über Ölleitungskanäle mit der äußeren Kühlgalerie des Kolbens in Verbindung.The figure shows a preferred embodiment of the solution according to the invention. In this case, the piston has an upper part 1 and a preferably with screws 2 connected jacket part 3 of the piston. The top of the piston has a plate 4 and a substantially cylindrical wall 5 on, with at least one annular groove 6 is provided for a piston ring. The plate receives a gas pressure applied to the piston. The surface of the plate is designed to be a combustion bowl 7 forms, and the lower surface 8th the top of the plate forms an annular, outer cooling gallery 9 and the shell of an inner cooling gallery 10 in the middle of the piston. This inner cooling gallery communicates via oil ducts with the outer cooling gallery of the piston.

Die Teile des erfindungsgemäßen Kolbens sind an einer Fugenfläche zusammengefügt, die wenigstens eine Auflagefläche aufweist, wobei die Ausführungsform der Figur eine Lösung mit zwei Auflageflächen zeigt, und zwar mit einer inneren axialen Auflagefläche 11 und einer äußeren axialen Auflagefläche 12. Die ringförmige innere axiale Auflagefläche befindet sich zwischen den Kühlgalerien 9 und 10. Die äußere axiale Auflagefläche ist bei der im Wesentlichen zylindrischen Wand 5 angeordnet. Zwischen den Auflageflächen auf dem Oberteil des Kolbens ist das Oberteil der äußeren Kühlgalerie des Kolbens angebracht.The parts of the piston according to the invention are joined together at a joint surface which has at least one bearing surface, wherein the embodiment of the figure shows a solution with two bearing surfaces, with an inner axial bearing surface 11 and an outer axial bearing surface 12 , The annular inner axial bearing surface is located between the cooling galleries 9 and 10 , The outer axial bearing surface is at the substantially cylindrical wall 5 arranged. Between the bearing surfaces on the upper part of the piston, the upper part of the outer cooling gallery of the piston is mounted.

Das Unterteil 3 des Kolbens, d. h. das Mantelteil, weist auch die innere und äußere axiale Auflagefläche 11 und 12 auf, die das Oberteil des Kolbens aufnehmen und zusammen das Unterteil der äußeren Kühlgalerie des Kolbens zwischen sich begrenzen. Das Mantelteil weist weiter Gleitflächen 13 gegen eine den Kolben umgebende Zylinderhülse und eine Nabe 14 des Kolbenbolzens mit Lagerbohrungen auf.The lower part 3 of the piston, ie the shell part, also has the inner and outer axial bearing surface 11 and 12 on which receive the upper part of the piston and together define the lower part of the outer cooling gallery of the piston between them. The shell part further has sliding surfaces 13 against a cylinder sleeve surrounding the piston and a hub 14 of the piston pin with bearing bores.

Das Oberteil 1 und das Mantelteil 3 des Kolbens sind also angeordnet, sich auf die ringförmigen, axialen Auflageflächen 11 und 12 einer oder mehrerer Fugenfläche(n) abzustützen. Die innere axiale Auflagefläche 11 des Mantelteils bildet einen Teil eines zu einer angenommenen Mittelachse 15 des Kolbens wesentlich parallelen Ringvorsprungs 16, der angeordnet ist, die die Kolbenteile zusammenfügenden Schrauben 2 aufzunehmen. Der Ringvorsprung begrenzt zusammen mit der Unterfläche 8 der Platte des Kolbenoberteils die innere Kühlgalerie 10 des Kolbens, während die äußere Kühlgalerie 9 angeordnet ist, den Ringvorsprung von außen zu umgeben. Im Bereich des Ringvorsprungs, unterhalb der inneren axialen Auflagefläche 11, ist die innere Form des Mantelteils gewölbeartig gestaltet. Schraubendome 17 sind dann angeordnet, sich vom Gewölbe abwärts zu erstrecken, wobei diese Schraubendome einen bedeutenden Teil eines die Schraubenverbindung umgebenden Pressstücks ausmachen.The top 1 and the jacket part 3 of the piston are thus arranged on the annular, axial bearing surfaces 11 and 12 One or more joint surface (s) support. The inner axial bearing surface 11 the shell part forms part of an assumed center axis 15 of the piston substantially parallel annular projection 16 which is arranged, the bolts joining the piston parts 2 take. The annular projection bounded together with the lower surface 8th the plate of the piston shell the inner cooling gallery 10 of the piston, while the outer cooling gallery 9 is arranged to surround the annular projection from the outside. In the area of the annular projection, below the inner axial bearing surface 11 , The inner shape of the shell part is arched like. screw domes 17 are then arranged to extend downwardly from the arch, these screw domes making up a significant part of a press-fit surrounding the screw joint.

Den beiden Kühlgalerien 9 und 10 des Kolbens wird Kühlöl zugeführt, das für Shaker-Abkühlung verwendet wird. Das Kühlöl wird über wenigstens einen Zuführkanal in die eine Kühlgalerie geleitet, woraus das Öl über Ölleitungskanäle in die andere Kühlgalerie gerät.The two cooling galleries 9 and 10 the piston is supplied with cooling oil, which is used for shaker cooling. The cooling oil is passed through at least one feed channel into the one cooling gallery, from which the oil gets over oil ducts into the other cooling gallery.

Bei dem erfindungsgemäßen Kolben wird die Bewegung des Kühlöls in der äußeren Kühlgalerie 9 intensiviert, und zwar vorzugsweise durch Fräsen eines Bodens 18 der Kühlgalerie, um den Boden mit variierender Tiefe zu versehen. So ist am Boden der Kühlgalerie eine oder mehrere Vertiefungen 19 angeordnet, die tiefer sind, als der übrige Boden der Galerie. Bei Bewegung des Kolbens wird das Kühlöl in den Kühlgalerien somit veranlasst, sich in der Vertiefung anzusammeln, wenn es sich im Unterteil der Galerie befindet. Wegen der Bewegung des Kolbens stößt das Öl vor dem oberen Totpunkt der Bewegung an ein Oberteil 20 der Platte der Kühlgalerie. Beim Auftreffen auf den Oberteil der Galerie ist das Öl wegen der Vertiefungen im Unterteil der Galerie in der Umfangsrichtung ungleichmäßig verteilt. Unter der Einwirkung einer Trägheitskraft wird das Öl in das Oberteil der Kühlgalerie eingepresst und von einer tangentialen Strömung gesteuert momentan ausgeglichen. In dieser Weise wird eine Ölströmung in Umfangsrichtung geschaffen, wobei die Strömung größere Wärmemengen von den heißen Wänden des Kolbenoberteils ableitet.In the piston according to the invention, the movement of the cooling oil in the outer cooling gallery 9 intensified, preferably by milling a floor 18 the cooling gallery to provide the floor with varying depth. So is at the bottom of the cooling gallery one or more wells 19 which are deeper than the rest of the floor of the gallery. Upon movement of the piston, the cooling oil in the cooling galleries is thus caused to accumulate in the recess when it is in the lower part of the gallery. Because of the movement of the piston, the oil abuts an upper part before top dead center of movement 20 the plate of the cooling gallery. When hitting the upper part of the gallery, the oil is distributed unevenly in the circumferential direction because of the depressions in the lower part of the gallery. Under the influence of an inertial force, the oil is pressed into the upper part of the cooling gallery and controlled by a tangential flow momentarily balanced. In this way, an oil flow is provided in the circumferential direction, wherein the flow derived larger amounts of heat from the hot walls of the piston upper part.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sind die Schrauben 2 der das Oberteil 1 und das Mantelteil 3 des Kolbens zusammenfügenden Schraubenverbindung bei der inneren axialen Auflagefläche 11 des Kolbens in einer zum Kolbenbolzen im Wesentlichen senkrechten Lage angebracht. Dabei befindet sich der Boden 18 der äußeren Kühlgalerie beim Pressstück höher als der umgebende Boden der Kühlgalerie, während der Boden in Richtung des Kolbenbolzens tiefer ist, als in zur Bolzenrichtung senkrechter Richtung. Weil die äußere Kühlgalerie 9 an den Schrauben niedrig ist und die radiale Querschnittsfläche der Kühlgalerie auch am kleinsten ist, ist die mit Kühlöl erzeugte Kühlwirkung im Bereich des Pressstücks der Schraubenverbindung auch kleiner als in den übrigen Teilen der Kühlgalerie. In dieser Weise wird zwischen den Schrauben und den diese umgebenden Pressstücken ein kleinerer Temperaturunterschied geschaffen.In a second embodiment of the invention, the screws 2 the top part 1 and the jacket part 3 of the piston assembling screw connection at the inner axial bearing surface 11 of the piston mounted in a position substantially perpendicular to the piston pin. This is the floor 18 the outer cooling gallery at the pressing piece higher than the surrounding bottom of the cooling gallery, while the bottom is deeper in the direction of the piston pin, as in the direction perpendicular to the bolt direction. Because the outer cooling gallery 9 is low on the screws and the radial cross-sectional area of the cooling gallery is also smallest, the cooling effect generated by cooling oil in the region of the pressing piece of the screw connection is also smaller than in the other parts of the cooling gallery. In this way, a smaller temperature difference is created between the screws and the surrounding pressings.

Mit der gewölbeartig gestalteten Form des Ringvorsprungs 16 des Mantelteils 3 unterhalb der inneren axialen Auflagefläche 11 ist der höchste Teil des Bogens des Gewölbes 21 im Wesentlichen an den Schrauben 2 angebracht. Indem die sich vom Gewölbe abwärts erstreckenden Schraubendome 17 einen bedeutenden Teil des Pressstücks der Schraubenverbindung bilden, wird das Mantelteil des Kolbens mit einer Struktur versehen, in der der Kraftfluss der Gasdruckkraft in möglichst geringem Maße durch. das Pressstück der Schraubenverbindung strömt. Mittels einer solchen Struktur werden die von der Belastung der Gasdruckkraft des Kolbens veranlassten Spannungsschwankungen bei den Schrauben reduziert.With the arched shape of the annular projection 16 of the jacket part 3 below the inner axial bearing surface 11 is the highest part of the arch of the vault 21 essentially on the screws 2 appropriate. By the screw dome extending downwards from the vault 17 form a significant part of the pressing of the screw connection, the shell part of the piston is provided with a structure in which the power flow of the gas pressure force in the least possible extent. the pressing piece of the screw connection flows. By means of such a structure, the voltage fluctuations in the screws caused by the loading of the gas pressure force of the piston are reduced.

Es ist zu verstehen, dass die obige Beschreibung und die dazu gehörende Figur nur beabsichtigt sind, die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen. Die Erfindung ist somit nicht nur auf das oben Angeführte oder auf die in den Patentansprüchen bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern den Fachleuten werden viele verschiedene Variationen und Modifikationen der Erfindung offenbar sein, die im Rahmen der erfinderischen Idee der beigefügten Patentansprüche möglich sind.It is to be understood that the above description and the associated figure are only intended to illustrate the present invention. The invention is thus not limited only to the above-mentioned embodiment or the embodiment defined in the claims, but many different variations and modifications of the invention will be apparent to those skilled in the art, which are possible within the inventive idea of the appended claims.

Claims

Piston of an internal combustion engine, which piston is a top part ( 1 ) and a skirt part surrounding a piston pin ( 3 ), which is at least an axial bearing surface ( 11 . 12 ) are supported on their joint surface, while the upper part and the shell part with at least two screws ( 2 ) are assembled by the support surface, wherein the one ends of the screws are arranged in the vicinity of a combustion chamber adjacent to the upper part and thus thermally loaded, and that the piston has an outer cooling gallery (FIG. 9 ) and an inner cooling gallery surrounding it ( 10 ), wherein the outer cooling gallery ( 9 ) in a on the surface of the shell part ( 3 ) formed soil ( 18 ) Wells ( 19 ), which are located lower than the rest of the bottom of the cooling gallery, characterized in that the cooling gallery ( 9 ) at least two depressions ( 19 ) and that they are substantially aligned with the piston pin, wherein the cooling oil is arranged in the cooling galleries, mainly in the recesses ( 19 ) of the soil ( 18 ) when in the lower part of the outer cooling gallery ( 9 ), wherein in the circumferential direction of the piston unevenly distributed cooling oil, which is located substantially at the top dead center of the piston movement, to the upper part ( 20 Impact is such that a tangential flow of the cooling oil for balancing the cooling oil in the upper part of the piston is achieved, the soil ( 18 ) of the outer cooling gallery ( 9 ) in the area of a screw ( 2 ) is highest, as compared to the rest of the bottom, while the radial cross-sectional area of the cooling gallery is the smallest.

Piston according to claim 1, characterized in that the recess ( 19 ) is produced by milling.

Piston according to claim 1 or 2, characterized in that it has two recesses ( 19 ) gives.

Piston according to claim 3, characterized in that the casing part ( 3 ) of the piston is arranged, the screw ( 2 ) to form surrounding pressing piece, while the pressing piece on the screw arch-like in the vicinity of the bottom ( 18 ) of the outer cooling gallery ( 9 ) and a penetrating into the shell part screw dome ( 17 ) around the screw.

Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the screw ( 2 ) is mounted on a cutting plane substantially perpendicular to the piston pin or in conjunction therewith.