DE3732925C1 - Gekuehlter Tauchkolben fuer Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen gekühlten Tauchkolben für Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Bei einem derartigen aus US-PS 41 80 027 bekannten Kolben besteht ein Problem darin, den Kolbenkopf über seinen gesamten Umfang gleichmäßig zu kühlen. In der Regel ist die Kühlung des Kolbenkopfes in dem Be­ reich, in dem das Kühlöl eingespritzt wird, intensi­ ver als in den der Kühlöleinspritzung abgewandten Be­ reichen. Aus diesem Grunde ist es aus JP-A 56-1 24 650 bereits bekannt, den Kühlölraum des Kolbenkopfes mit von der Einspritzstelle zunehmender Entfernung zu vergrößern. Bei dem gattungsgemäßen Kolben ist dies ebenfalls erwünscht.

Hierzu wäre es erforderlich, den ringförmigen Kühlöl­ raum dort zu vergrößern, wo dieser von der Einspritz­ stelle des Kühlöles weit entfernt liegt. Bei soge­ nannten Gelenkkolben, die aus einem Kolbenoberteil und einem Schaftteil gelenkig zusammengebaut werden, kann diese Forderung jedoch nicht ohne weiteres ver­ wirklicht werden, da einer Vergrößerung des Kühlöl­ raumes der Platzbedarf für die Naben entgegensteht, welcher beim Montieren des Kolbens in seinem Schaft­ teil freigehalten werden muß.

Hier eine Verbesserung zu finden, ist Aufgabe der Er­ findung.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausbildung der an dem oberen Schaftende vorgesehenen Auffangtaschen nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentan­ spruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Ausbildung der Auf­ fangtaschen des Kolbenschaftes sind Gegenstand der Un­ teransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung darge­ stellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Kolben in Richtung der Achse des Kolbenbolzens,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Kolben senkrecht zur Kolbenbolzenachse,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Kolbenschaft in Richtung der Pfeile III-III.

Der Kolbenkopf 1 und der Kolbenschaft 2 stehen aus­ schließlich über einen nicht dargestellten Kolbenbol­ zen in Verbindung.

Der radial außen innerhalb des Kolbenkopfes vorgese­ hene Ringraum 3 ist zum unteren Kolbenende hin teil­ weise durch am oberen Ende des Schaftes angebrachte Öl-Fangtaschen 4 a, 4 b, 9 abgedeckt.

Die Linie 5 gibt die Maximalerstreckung der Naben 6 Kolbenkopfes 1 in montiertem Zustand des Kolbens in Richtung senkrecht zur Bolzenachse an. Mit der strichpunktierten Linie 7 ist die Lage der Naben 6 bei der Montage des Schaftes 2 an den Kolbenkopf 1 über die Naben 6 hinweg dargestellt.

Die Darstellung in Fig. 3 zeigt deutlich, wie der Schaft 2 bei der Montage in Druck-Gegendruckrich­ tung des Kolbens asymmetrisch über die Naben 6 des Kolbenkopfes hinweg so aufgesetzt werden kann, daß die im Abdeckungsbereich des Ringraumes größere der beiden in Druck-Gegendruckrichtung des Kolbens ge­ genüberliegenden Öl-Fangtaschen 4 b in fertig montier­ tem Zustand über die maximale Ausdehnung der Naben 6 in Druck-Gegendruckrichtung nach radial innen hin­ ausragen kann.

Das in den Ringraum 3 einzuspritzende Kühlöl wird durch die Ölspritzdüse 8 eingespritzt. Die neben der Ölspritzdüse 8 in Druck-Gegendruckrichtung liegende Fangtasche 4 a ist flächen- und volumenmäßig in dem Bereich direkt unterhalb des Ringraumes 3 wesentlich kleiner ausgebildet, als die diagonal gegenüberlie­ gende Fangtasche 4 b in diesem Bereich. Auf diese Wei­ se wird durch die im Abdeckungsbereich größere der Fangtaschen 4 b erreicht, daß in dem von dem Bereich des Eintritts des Kühlöles in den Ringraum 3 entfern­ test liegenden Bereich das für eine Shakerung zur Verfügung stehende Kühlöl in erhöhter Menge zur Ver­ fügung steht. Auf diese Weise wird eine Vergleichmä­ ßigung der Kühlung über den gesamten Kolbenkopfumfang erreicht.

Die im Abdeckungsbereich des Ringraumes 3 liegende Vergrößerung der einen der beiden in Druck-Gegen­ druckrichtung des Kolbens liegenden Öl-Fangtaschen 4 b ist erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, daß durch die an den Naben 6 verkleinerte Ausführung der zweiten in dieser Richtung liegenden Fangtasche 4 a eine asym­ metrische Schaftmontage möglich ist.

Die größere der beiden in Druck-Gegendruckrichtung des Kolbens liegenden Fangtaschen 4 b kann mit den beiden in Bolzenrichtung liegenden Fangtaschen 9 um­ fangsmäßig verbunden sein.

Um möglichst viel des aufgefangenen Kühlöles auf die der Einspritzstelle diagonal gegenüberliegenden Seite leiten zu können, kann die Tiefe der Taschen 9 und 4 b so umfangsmäßig variieren, daß sie zur Führung des Kühlöles zu der der Einspritzstelle gegenüberliegen­ den Seite hin zunimmt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die größere der Taschen 4 b mit den beiden Taschen 9 zu einer einheitlichen durchgehenden Tasche verbunden ist.

Um den Kolbenkopf nicht nur in dem äußeren Ringraum 3 zu kühlen, sondern auch im Zentrum des Kolbenbodens, kann die kleinere Tasche 4 a nach radial innen über den Ringraum 3 hinausragen. Dadurch kann von dem ra­ dial innen liegenden Bereich der Tasche 4 a Kühlöl di­ rekt an das Zentrum des Kolbenkopfes geshakert wer­ den.

Claims (4)

1.

• a) Gekühlter Tauchkolben für Verbrennungsmoto­ ren mit voneinander getrenntem Kolbenkopf (1) und Kolbenschaft (2), die über einen Kolbenbolzen gelenkig miteinander verbunden sind, mit folgenden Merkmalen:
• b) Von dem Kolbenkopf (1) ragen Naben (6) zur Aufnahme des Kolbenbolzens in den Kolben­ schaft (2) hinein, wobei innerhalb des Schaftes die in Druck-Gegendruckrichtung des Kolbens verlaufende Ausdehnung der Naben im Bereich des dem Kolbenkopf (1) zugewand­ ten Endes des Schaftes (2) geringer ist als in einem darunter in Richtung des unteren Schaftendes liegenden Bereich,
• c) der Kolbenschaft (2) enthält zwei gegenüber­ liegende Bohrungen zur Aufnahme des in den Naben (6) des Kolbenkopfes (1) geführten Kolbenbolzens,
• d) in dem Kolbenkopf (1) ist radial außen ein zum Kolbenschaft (2) hin offener Ringraum (3) vorgesehen,
• e) an dem dem Kolbenkopf zugewandten oberen Ende des Kolbenschaftes (2) angebrachte Auf­ fangtaschen (4 a, 4 b, 9) decken den Ringraum (3) des Kolbenkopfes (1) zumindest teilweise ab,
• f) an den Auffangtaschen (4 a, 4 b, 9) vorbei oder durch diese hindurch spritzt ein durch das untere Ende des Schaftes aus einer Öl­ spritzdüse (8) eingebrachter Kühlölstrahl in den Ringraum (3) des Kolbenkopfes (1),
• g) das Kühlöl wird lediglich auf einer Seite einer gleichzeitig in der Kolben- und Bol­ zenlängsachse aufgespannten Diagonalebene des Kolbenschaftes eingespritzt,

gekennzeichnet durch folgende jeweils auf den montierten Kolben bezogene Merkmale

• h) die auf eine vertikal zur Kolbenlängsachse verlaufende Ebene projizierte Fläche der Fangtasche (4 a) des Schaftes im Abdeckungs­ bereich des Ringraumes (3) ist im Bereich der Einspritzstelle des Kühlöles kleiner als die Fläche der Fangtasche (4 b) auf der ge­ genüberliegenden Seite,
• i) die kleinere Fangtasche (4 a) des Kolben­ schaftes (2) ist radial in den zwischen den Naben (6) des Kolbenkopfes (1) liegenden Be­ reichen größer ausgebildet als in den an die Naben (6) direkt angrenzenden Bereichen,
• j) die größere Fangtasche (4 b) besitzt gegen­ über der insoweit kleineren Fangtasche (4 a) das größere Kühlölaufnahmevolumen bezogen auf den den Ringraum (3) abdeckenden Be­ reich,
• k) die größere Fangtasche (4 b) ragt in ihren direkt den Naben gegenüberliegenden Teilbe­ reichen über die in Druck-Gegendruckrich­ tung verlaufende maximale Ausdehnung der Na­ ben (6) um einen Abstand (10) nach radial innen hinaus, der gegenüber dem Abstand (11) der gegenüberliegenden kleineren Fangtasche (4 a) zu der direkt angrenzenden größten Aus­ dehnung der Naben (6) etwa gleich groß ist.

2. Gekühlter Tauchkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Taschen (9, 4 b) des Schaftes (2) über den Umfang des Schaftes (2) derart vari­ iert, daß die Tiefe zu der der Einspritzstelle des Kühlölstrahles diagonal gegenüberliegenden Stelle hin zunimmt.

3. Gekühlter Tauchkolben nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinere der Taschen (4 a) nach radial in­ nen in dem Raum zwischen den Naben (6) des Kol­ benkopfes (1) über den Ringraum (3) hinausragt.