DE3346965A1

DE3346965A1 - Tauchkolben mit veraenderlicher kompressionshoehe fuer verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE3346965A1
Application number: DE19833346965
Authority: DE
Inventors: Felix 7146 Tamm Vuckovic
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1983-12-24
Filing date: 1983-12-24
Publication date: 1985-07-04
Also published as: DE3346965C2

Description

Tauchkolben mit veränderlicher Kompressionhöhe für Verbrennungsmotoren

Die Erfindung betrifft einen Tauchkolben mit veränderlicher Kompressionhöhe für Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Kolben sind z. B. auch aus der DE 27 19 043 C2 bekannt. Die Steuerkammer ist bei diesen Kolben direkt unter der den Brennraum begrenzenden Wand des Kolbenbodens angeordnet. Hierdurch besteht die Gefahr, daß das Öl in der Steuerkammer in Folge der hohen von dem Kolbenboden ausgehenden Temperaturen verkoken kann. Dies zu vermeiden, ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Gelöst wird sie durch eine Ausbildung des Kolbens nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Das wesentliche Merkmal bei dieser Lösung besteht darin, daß weder die Steuerkammer noch die Dämpfungskammer direkt unterhalb der den Brenngasen ausgesetzten Wand des Kolbenbodens angeordnet sind, sondern daß vielmehr zunächst ein offener Freiraum an den heißesten Wandbereich des Kolbenbοdens angrenzt- ·

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Dieser Freiraum kann von Kühlöl, das auch unabhängig von
dem die Steuer- und Dämpfungskammer durchfließenden Ölstrom geführt sein kann, durchströmt werden.

Ausführungsbeispiele sind in den Fig. 1-3 der Zeichnung
dargestellt. Diese zeigen jeweils die zwei Hälften eines
Kolbens in zueinander um 90° versetzten Längsschnitten.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Kolbenboden 1 gegenüber dem mit dem Kolbenbolzen 2 verbundenen Kolben-Unterteil 3 zur Veränderung der Kompressionhöhe des Kolbens axial verschiebbar. Das Öl gelangt aus dem Kolbenbolzen 2
über ein Einwegeventil 4 in die Steuerkammer 5 und von dort über ein Einwegeventil 20 in die Dämpfungskammer 6. Die Veränderung der Volumina der Kammern 5 und 6 erfolgt durch
Relativbewegung des Kolbenbodens 1 gegnüber dem Kolben-Unterteil 3. Der ringförmige Einsatz 7 ist in den Kolbenboden 1
eingeschraubt. Als Anschlag zur Begrenzung der maximalen
Kompressionshöhe dient ein pilzförmig ausgebildetes Mittenteil 8, das über eine Schraube 9 mit dem Kolben-Unterteil 3 verschraubt ist. Zwischen dem Mittenteil 8 und dem Kolbenboden 1 befindet sich eine Zusatzkammer 10. Diese Zusatzkammer liegt nicht innerhalb des Strömungsweges des die
Kammern 5 und 6 durchfließenden Ölstromes. Die Zusatzkammer kann als von dl unbeaufschlagter Ölraum ausgebildet sein,
oder es kann in diese auch Öl im Durchfluß geleitet werden. In diesem Fall kann das Öl aus dem Kolbenbolzen 2 durch ein in dem Einsatz 7 vorgesehenes Ventil 11 zugeführt und durch Abflußbohrungen 12 zurück in den Kurbelraum geleitet werden. Dieses Ventil 11 kann als Druckbegrenzungsventil ausgebildet sein, das erst öffnet, wenn die Steuerkammer 5 mit Öl gefüllt ist.

Ein Ringraum 13, in das im vorliegenden Fall das Öl aus dem Ventil 11 auf dem Wege zur Zusatzkammer 10 zunächst eintritt, ist mit der Zusatzkammer 10 verbunden.

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Das aus der Steuerkammer 5 zurückzuführende Öl wird über das Druckbegrenzungsventil 18 ebenfalls noch zur Kühlung in die Zusatzkammer 10 geleitet. Von dort aus fließt es durch die Abflußbohrungen 12 zurück in den Kurbelraum.

Bei der Kolbenausführung nach Fig. 2 ist der Schaft des Kolbens an den Kolbenboden 1 angeformt. Die Verbindung zwischen Kolbenboden 1 mit Kolbenschaft und Kolben-Unterteil 3 erfolgt hier über eine Ringmutter 14. An diese Ringmutter grenzt die Dämpfungskammer 6 an, während die Steuerkammer 5 etwa in Kolbenbolzenhöhe angeordnet ist. Die Steuerkammer 5 zieht sich hier in den Kolbenbolzen 2 hinein. Die Zu- und Abführventile für die Steuerkammer 5 liegen zu einem Bauteil vereint innerhalb des Kolbenbolzens 2. Die Zusatzkammer IQ weist eine relativ große zentrale Öffnung 16 auf und enthält im übrigen an ihrem äußeren Umfang eine kreisringförmige Shakerrinne 17. Die Abfuhr des Öles aus der Steuerkammer 5 erfolgt über ein Druckbegrenzungsventil 18 in dem Bauteil Dieses Druckbegrenzungsventil 18 ist in den Pleuelkopf eingeschraubt und ragt in den Kolbenbolzen hinein. Das Druckbegrenzungsventil kann jedoch auch, was nicht dargestellt ist, durch den Pleuelkopf hindurch in dem Kolbenbolzen 2 eingeschraubt sein. Die Anordnung des Druckbegrenzungsventiles ist dabei derart, daß aus diesem austretendes Öl in die Zusatzkammer 10 geführt wird, wo es in der Shakerrinne 17 aufge-r fangen wird. Aus der Shakerrinne 17 gelangt das Öl wiederum durch die Öffnung 16, durch die es in die Zusatzkammer IQ gelangt ist, auch wieder heraus zurück in den Kurbelraum.

Die beschriebene Anordnung des Druckbegrenzungsventiles 18 hat insbesondere den Vorteil, daß der Kolbenbolzen 2 in dem Pleuelkopf fixiert ist. Dadurch entfallen einmal axiale Sicherungsringe für den Bolzen,zum anderen kann eine Büchse in dem Pleuelkopf entfallen, da zwischen Pleuelkopf und Kolbenbolzen keine Relativbewegung auftritt.

Der Kolben nach Fig. 3 unterscheidet sich von demjenigen
nach Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß das an der Steuerkammer 5 angebrachte Druckbegrenzungsventil 18 nicht am Kolbenbolzen und Pleuelauge angebracht ist, sondern in einem
mit dem Kolbenboden 1 verbundenen an die Steuerkammer 5 angrenzenden Teil. Weiterhin ist der Kolbenbolzen 2 durch
Schrauben 19 mit dem Kolben-Unterteil 3 verbunden.

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Claims

Patentansprüche

Tauchkolben mit veränderlicher Kompresshöhe für Verbrennungsmotoren, bestehend aus einem an dem Kolbenbolzen (2) angeI'e/il<~tgn~1CO"lt>en-Unterteil (3), einem daran verschiebbar "gehaltenen' Kolbenboden (1) sowie einer ersten und einer zweiten miteinander verbundenen Kammer, deren Volumina sich bei einer Relativbewegung zwischen Unterteil (3) und Kolbenboden (1) reziprok zueinander verändern und die mit einer inkompressiblen von außen über die erste Kammer (Steuerkammer (5)) ein- und abführbare Flüssig· keit beaufschlagt sind, wobei die zweite Kammer (Dämpfungskammer (6)) für einen Flüssigkeitsaustausch nur mit der Steuerkammer (5) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet , daß direkt unterhalb der den Brennraum begrenzenden Wand des Kolbenbodens (1) eine axial oberhalb der beiden Kammern (Steuerkammer (5), Dämpfungskammer (6)) liegende zusätzliche Kammer (Zusatzkammer (10)) angeordnet ist, deren Volumen sich gleichsinnig mit demjenigen der Steuerkammer (5) verändert.
2. Tauchkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß koaxial um die Zusatzkammer (10) in dem Kolbenboden (1) ein Ringraum 13 ebenfalls direkt unterhalb der den Brennraum begrenzenden Wand des"Kolbenbodens (1) angeordnet ist, der mit der Zusatzkammer (10) verbunden ist.

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3. Tauchkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkammer (10)_? ggf. zusammen mit dem Ringraum 13 mit Öffnungen zur Zu- und Abfuhr von Kühlöl versehen ist.
4. Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das. die inkompressible Steuer-Flüssigkeit aus der Steuerkammer (5) aus dem Kolben abführende Ventil (Druckbegrenzungsventil (18)) die Flüssigkeit in die Zusatzkammer (10) bzw. den Ringraum (13) leitet, von wo aus die Flüssigkeit in den Kurbelraum zurückfließen kann.
5. Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkammer (10) mit einer kreisringförmigen Shakerrinne (17) für die sie durchfließende Flüssigkeit versehen ist.
6. Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatz·*· kammer (10), ggf. zusammen mit dem Ringraum (13) auch noch über eine Leitung direkt mit der in dem Kolbenbolzen anstehenden Steuerflüssigkeit über ein Ventil (11) in Verbindung steht und daß das Ventil (11) nur dann geöffnet; ist, wenn keine Steuerflüssigkeit in die Steuerkammer (5) fließt.
7. Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer-r kammer (5) in den Kolbenbolzen (2) hineinragt und daß das Druckbegrenzungsventil (18) sowie das Einwegeventf1 (4) in dem Kolbenbolzen (2) angeordnet sind.

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8. Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Einwegeventil (4) ein Kugelventil ist, bei dem die Kugel direkt in einer Bohrung des Kolbenbolzens (2) liegt, die von deim Druckbegrenzungsventil (18) verschlossen ist.
9. Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Druckbegrenzungsventil (18) den Kolbenbolzen (2) im Pleuelkopf fixiert.