DE2435377C3 - Gekühlter Kolben für Brennkraftmaschinen und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Gekühlter Kolben für Brennkraftmaschinen und Verfahren zu dessen Herstellung

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DE2435377C3
DE2435377C3 DE19742435377 DE2435377A DE2435377C3 DE 2435377 C3 DE2435377 C3 DE 2435377C3 DE 19742435377 DE19742435377 DE 19742435377 DE 2435377 A DE2435377 A DE 2435377A DE 2435377 C3 DE2435377 C3 DE 2435377C3
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Fritz Dipl.-Ing. 8540 Schwabach Roesch
Wolfram Dipl.-Ing. 8500 Nuernberg Wischnack
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Alcan Aluminiumwerk Nuernberg GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/16—Pistons  having cooling means
    • F02F3/18—Pistons  having cooling means the means being a liquid or solid coolant, e.g. sodium, in a closed chamber in piston

Description

Die Erfindung bezieht sich auf gekühlte Kolben, z. B. aus Leichtmetall oder Grauguß, in deren einstückig hergestellten Kolbenkopf ein ringförmiger Kühlraum für den Durchfluß eines Kühlmittels vorgesehen ist, sowie auf Verfahren zu deren Herstellung. Bei solchen Kolben besteht die Gefahr von Dauerbrüchen, welche durch die Schwächung bedingt sind, die die Kühlkanäle verursachen. Die Dauerbrüche nehmen häufig ihren Ausgang von Spannungskonzentrationen an der Innenfläche der Kühlkanäle.
Der Versuch dieser Gefahr dadurch zu begegnen, daß man dem Kühlraum besondere Querschnittsformen gibt, z. B. nierenförmigen Querschnitt, hat zu keinem bemerkenswerten Erfolg geführt.
. Die Erfindung bezweckt, die Riß- und Bruchgefahr bei derartigen gekühlten Kolben wesentlich herabzusetzen und erreicht dies dadurch, daß in den Kühlkanälen des einstückig hergestellten Kolbenkopfes säulenförmige Verstrebungen angeordnet sind. Diese Verstrtbungen können von im Kühlkanal angeordneten Stützstegen gebildet sein, die z. B. radial oder etwa radial oder parallel oder etwa parallel zur Kolbenachse gerichtet sind. Die Stützstege können auch abwechselnd radial zur Kolbenachse und parallel zur Kolbenachse gerichtet sein. Dies bietet den Vorteil, daß das Kühlmittel den Kühlkanal unter ständig wechselnder Richtung durchströmt und dabei mit der um die Oberfläche der Stützstege vergrößerten Wärmeübertragungsfläche in Berührung kommt, was zur Intensivierung der Kühlwirkung beiträgt.
Die Stützstege können auch unter einem beliebigen Winkel oder unter verschiedenen Winkeln zur Kolbenachse verlaufen, um eine Durchführung des Kühlmittels durch den Kühlraum unter ständigem Richtungswechsel herbeizuführen und die Bildung von Taschen zu vermeiden. Ferner können sich kreuzende Stülzstege zur Bildung der Verstrebungen dienen. Die Stützstege können außer kreisrundem Querschnitt auch einen flachen, oval oder rechteckig ausgebildeten Querschnitt haben. Auch kann neben den Verstrebungen eine der Kühlkanaloberfläche aufgesetzte Verrippung angewendet werden.
Das Gießen der erfindungsgemäß ausgebildeten, gekühlten Kolben erfolgt zweckmäßig unter Verwendung von Kernen aus einem hochporösen Kohlenstoff, beispielsweise mit einem Porenvolumen von über 80% für den ringförmigen Kühlraum, wobei in diesen Kernen Bohrungen für die Bildung der Verstrebungen bzw. Einschnitte für die Bildung von Rippen vorgesehen sind.
■to Nach dem Gießen und Erstarren des Kolbens wird der Kern durch Ausbrennen entfernt.
F i g. 1 und 2 der Zeichnung zeigen eine Ausführungsform des gekühlten Kolbens nach der Erfindung mit einem im Kopf angeordneten ringförmigen Kühlraum im Axialschnitt und in Draufsicht auf den Kolbenboden. Der ringförmige Kühlraum 2, der einen ovalen Querschnitt aufweist, ist durch Verstrebungen 3 versteift, welche von radial gerichteten Stützstegen gebildet sind. Die senkrechten Zu- und Ableitungen für das Kühlmittel sind in der Zeichnung nicht dargestellt.
F i g. 3 und 4 zeigen in der gleichen Darstellungsweise einen gekühlten Kolben, bei welchem der kreisförmigen Quei schnitt aufweisende ringförmige Kühlraum durch Verstrebungen 3 versteift ist, die von parallel zur Kolbenachse gerichteten Stützstegen gebildet sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

  1. Patentansprüche:
    !.Gekühlter Kolben für Brennkraftmaschinen mit im einstückig hergestellten Kolbenkcpf angeordnetem ringförmigen Kühlraum, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlraum (2) durch säulenförmige Verstrebungen (3) versteift ist.
  2. 2. Kolben nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Verstrebungen (3) von radial oder etwa radial zur Kolbenachse gerichteten Stützstegen gebildet sind.
  3. 3. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstrebungen (3) von parallel oder etwa parallel zur Kolbenachse gerichteten Stützstegen gebildet sind.
  4. 4. Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützstege abwechselnd radial und parallel zur Kolbenachse gerichtet sind.
  5. 5. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siützstege unter einem Winkel zur Kolbenachse verlaufen.
  6. 6. Kolben nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützstege unter verschiedenen Winkeln zur Kolbenachse verlaufen.
  7. 7. Kolben nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstrebungen von sich kreuzenden Stützstegen gebildet sind.
  8. 8. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Verstrebungen Rippen auf der Innenwand des Kühlraumes angeordnet sinci.
  9. 9. Verfahren zur Hers!ellung -on Kolben nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für den ringförmigen Kühvaum Kerne aus einem hochporösen Kohlenstoff verwendet werden, in welchen Bohrungen für die Bildung der Verstrebungen bzw. Einschnitte für die Bildung von Rippen vorgesehen sind.
DE19742435377 1974-07-23 1974-07-23 Gekühlter Kolben für Brennkraftmaschinen und Verfahren zu dessen Herstellung Expired DE2435377C3 (de)

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GB3049875A GB1509253A (en) 1974-07-23 1975-07-21 Cooled piston for internal combustion engines and method for its manufacture
FR7522691A FR2279939A1 (fr) 1974-07-23 1975-07-21 Piston refroidi pour moteurs a explosion et procede a utiliser pour sa fabrication

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DE2435377A1 DE2435377A1 (de) 1976-02-12
DE2435377B2 DE2435377B2 (de) 1980-02-07
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3721021A1 (de) * 1986-06-27 1988-01-21 Aisin Seiki Verfahren zur herstellung eines brennkraftmaschinenkolbens
DE202006020280U1 (de) * 2006-11-28 2008-02-21 Ks Kolbenschmidt Gmbh Kühlkanalkolben

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DE2435377B2 (de) 1980-02-07
DE2435377A1 (de) 1976-02-12
FR2279939A1 (fr) 1976-02-20
FR2279939B3 (de) 1976-08-20

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