DE4018344C1

DE4018344C1 - Piston for IC-engine - has central section of piston attached to underside of guide ring

Info

Publication number: DE4018344C1
Application number: DE19904018344
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr. 7990 Friedrichshafen De Deutschmann; Dieter 7778 Markdorf De Schoenfeld
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1990-06-08
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1992-01-02
Anticipated expiration: 2010-06-09

Abstract

The IC engine piston upper part is formed by a floor (7), on the underside of which is screwed a central part (8) which, with a radial union, engages on the underside of a guiding ring (5) in the area of its inner diam. The screw engagement of the piston floor with the central part can only take place after fixture of the guide ring on the piston shaft (2). A chamber (9) filled with pressure medium is located between the central part and the upper side of the piston shaft. A ring chamber (16) is provided between the contact surface (17) on the radial union of the central part and the corresponding surface (18) on the underside of the guide ring. USE - As a piston with variable compression height for an i/c engine.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben mit veränderlicher Kompressionshöhe für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie er beispielsweise aus der EP 02 89 872 A2 als bekannt hervorgeht.The invention relates to a piston with variable Compression height for internal combustion engines according to the generic term of claim 1, as for example from EP 02 89 872 A2 emerges as known.

Der in der EP 02 89 872 A2 aufgezeigte Kolben besitzt ein axial gegenüber einem Kolbenschaft verschiebliches Kolbenoberteil. Für Relativbewegungen des Kolbenoberteils gegenüber dem Kolbenschaft wird zu einer Steuerkammer Druckmittel zugeführt oder daraus abgeführt. Bei einer Ausführung eines Kolbens dienen die Umfangsflächen eines am Kolbenschaft angeschraubten, axial vorspringenden Führungsrings und eine zusätzliche Umfangsfläche am Kolbenschaft als Führung für das Kolbenoberteil. Die Steuerkammer befindet sich zwischen dem Kolbenoberteil und dem darunter angeordneten Führungsring. Eine weitere Kammer, die als Dämpfungskammer dient, befindet sich zwischen einer über den Außendurchmesser des Kolbenschafts überstehenden Fläche auf der Unterseite des Führungsrings und einer oberseitigen Fläche eines Anschlagrings, der von unten mit dem Kolbenoberteil auf dem Innenumfang des Kolbenmantels verschraubt ist. Am Innenumfang des Anschlagrings ist das Kolbenoberteil zusätzlich am Kolbenschaft geführt. In den Führungsflächen sind jeweils Dichtringe angeordnet. Der Anschlagring dient zugleich zur Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Kolbenoberteils. Für das maximale Verdichtungsverhältnis ist das Druckmittel aus der Dämpfungskammer verdrängt und der Anschlagring liegt mit seiner Anschlagflache auf der Unterseite des Führungsrings an. Das Kolbenoberteil ist dann um die maximal mögliche Höhe gegen den Kolbenschaft ausgefahren. Nachteilig an dieser Kolbenausbildung ist, daß der Kolbenboden mit den Kolbenringen nicht von oben demontierbar ist und deshalb der Zylinder auseinandergenommen werden muß, wenn beispielsweise Leitungen und Ventile im Kolbeninnenraum zu inspizieren oder Einstellungen vorzunehmen sind. Aufgrund der hohen Drücke kann es trotz Abdichtung nicht verhindert werden, daß aus der Dämpfungskammer Druckmittel entweicht, das infolge der Ausbildung des Kolbens unmittelbar in die Kolbenringzone gelangt. Daraus resultieren nicht nur hohe Druckmittelverluste, sondern auch unerwünschte Verkokungen im bereich des Feuerstegs. Da die Dichtungen darüber hinaus in heißen Bereichen angeordnet sind, sind entsprechend hohe Anforderungen an die Dichtmaterialien zu stellen oder eine beschränkte Lebensdauer in Kauf zu nehmen mit den entsprechenden Kosten für die Wartung und Reparatur.The piston shown in EP 02 89 872 A2 has an axial piston upper part displaceable relative to a piston skirt. For Relative movements of the upper piston part relative to the piston skirt pressure medium is supplied to or from a control chamber dissipated. When a piston is used, they serve Circumferential surfaces of an axially screwed to the piston skirt projecting guide ring and an additional peripheral surface on the piston skirt as a guide for the piston upper part. The The control chamber is located between the upper piston part and the guide ring arranged below. Another chamber that as Damping chamber is located between one over the Outside diameter of the piston skirt projecting surface on the Underside of the guide ring and an upper surface of a Stop ring that from below with the piston top on the Inner circumference of the piston skirt is screwed. On the inner circumference of the stop ring, the upper piston part is also on Piston shaft guided. In the guide surfaces are each Sealing rings arranged. The stop ring also serves Limitation of the upward movement of the piston upper part. For the maximum compression ratio is the pressure medium from the Damping chamber displaced and the stop ring lies with his Stop surface on the underside of the guide ring. The The upper part of the piston is then against the maximum possible height Piston shaft extended. A disadvantage of this piston design is that the piston crown with the piston rings is not from above is removable and therefore the cylinder is disassembled must be if, for example, lines and valves in Inspect the piston interior or make adjustments are. Due to the high pressures, it cannot despite the seal Prevent pressure medium from the damping chamber escapes immediately due to the formation of the piston the piston ring zone arrives. This not only results in high ones Loss of pressure medium, but also undesirable coking in the area of the top land. Since the seals are also in hot areas are arranged are correspondingly high To place requirements on the sealing materials or a to accept limited life with the corresponding Maintenance and repair costs.

Aus der DE 33 46 967 A1 geht es als bekannt hervor, die Bewegung des Kolbenoberteils durch ein zentrales Bauteil zu begrenzen, welches von innen, also von der Kolbenunterseite her, mit dem Kolbenboden verschraubt ist. Als Anschlag dient ein radialer Bund, der den Führungsring, der am Kolbenschaft angeformt ist, formschlüssig hintergreift. Da die Steuerkammer auf der Innenseite an die Kolbenringzone angrenzt, ist ebenfalls eine Dichtung im heißen Bereich mit den daraus resultierenden Nachteilen anzuordnen. Aus der Steuerkammer austretendes Druckmittel gelangt unmittelbar in die Kolbenringzone, wo es verloren ist und zu Verkokungen führt. Der Kolben ist von oben nicht demontierbar.From DE 33 46 967 A1 it is known that the movement to limit the upper piston part by a central component, which from the inside, i.e. from the piston underside, with the Piston crown is screwed. A radial serves as a stop Collar, the guide ring, which is formed on the piston skirt, engages positively. Since the tax chamber on the Also adjoining the inside of the piston ring zone is one Seal in the hot area with the resulting Arrange disadvantages. Leaving the control chamber Pressure medium gets directly into the piston ring zone, where it is lost and leads to coking. The piston is from above not removable.

In der DE 33 46 965 A1 sind Kolben veränderlicher Kompressionshöhe mit unterschiedlicher Konstruktion aufgezeigt. Bei einem Kolben, der in der Bauart dem oben beschriebenen Kolben nach der DE 33 46 967 A1 entspricht, ist das Kolbenhemd dem Kolbenunterteil zugeordnet. Der Kolbenboden mit den ersten beiden Kolbenringnuten ist gegen das Kolbenunterteil beweglich. Wegen der Anordnung der Druckmittelkammern kann, wie im Zusammenhang mit der DE 33 46 967 A1 schon beschrieben, Druckmittel in die Kolbenringzone gelangen.In DE 33 46 965 A1 pistons are more variable Compression height shown with different construction. In the case of a piston of the type described above Piston according to DE 33 46 967 A1 corresponds to the piston shirt assigned to the lower piston part. The piston crown with the first Both piston ring grooves can move against the lower piston part. Because of the arrangement of the pressure medium chambers, as in Already described in connection with DE 33 46 967 A1, Pressure medium get into the piston ring zone.

Bei der weiteren Kolbenbauart nach der DE 33 46 965 A1 ist der Kolbenboden einstückig mit dem Kolbenhemd ausgebildet. Hier sind die Dichtungen fern von der heißen Kolbenringzone angeordnet und aus den Druckmittelkammern austretendes Druckmittel fließt unten am Kolben ab. Bei dieser Kolbenbauart ist jedoch von Nachteil, daß die Kolbenbolzenlänge wegen des durchgehenden Kolbenhemds beschränkt ist. Um bei Motoren hoher Leistung zu hohe Flächenpressungen zu vermeiden, ist der Kolbenbolzen deshalb mit größerem Durchmesser auszuführen. Dies bedeutet jedoch größeren Werkstoffbedarf mit entsprechenden Werkstoffansammlungen und daraus resultierenden stärkeren Kolbenverformungen durch Werkstoffverzug infolge Wärmeeintrag. Natürlich sind auch die durch höheres Gewicht bedingten höheren Massekräfte unerwünscht. Bei beiden Bauarten ist eine Demontage des Kolbens von oben nicht möglich.In the further piston type according to DE 33 46 965 A1 is the Piston plate integrally formed with the piston skirt. Here are the seals are located away from the hot piston ring zone and Pressure medium emerging from the pressure medium chambers flows at the bottom on the piston. With this type of piston, however, it is disadvantageous that the piston pin length because of the continuous piston shirt is limited. To be too high for high-performance engines The piston pin is therefore to avoid surface pressure to be carried out with a larger diameter. However, this means larger material requirements with corresponding Material accumulations and the resulting stronger ones Piston deformation due to material distortion due to heat input. Of course, the higher ones are due to the higher weight Mass forces undesirable. Both types are disassembled of the piston from above is not possible.

Aus dem Aufsatz von Manfred Röhrle: "Gebaute Kolben", MTZ - Motortechnische Zeitschrift 29 (1968) 3, Seiten 105 bis 108, sind Kolbenkonstruktionen bekannt, bei welchen der Kolbenboden mit der Kolbenringzone den einen, und der Kolbenschaft mit der Bolzennabe den anderen Teil des Kolbens bilden. Wie es aus Seite 106, Bild 5 und 9 des Aufsatzes hervorgeht, kann die Verschraubung der Teile entweder vom Kolbenboden her, also von außen, oder von der Kolbenunterseite her, also von innen, erfolgen. Dieser sogenannte gebaute Kolben ermöglicht es, den Kolbenboden und den Kolbenschaft aus unterschiedlichen Werkstoffen herzustellen. Zwar kann hier der Kolbenboden abgenommen werden, ohne den Zylinder auseinanderzunehmen, jedoch ist die Kompressionshöhe bei diesem Kolben nicht veränderlich.From the essay by Manfred Röhrle: "Built pistons", MTZ - Motortechnische Zeitschrift 29 (1968) 3, pages 105 to 108, Piston designs are known in which the piston crown with the piston ring zone one and the piston skirt with the Pin hub form the other part of the piston. Like it out Page 106, pictures 5 and 9 of the article, the Screw the parts either from the piston crown, i.e. from outside, or from the underside of the piston, i.e. from the inside, respectively. This so-called built piston enables the Piston base and the piston skirt from different To manufacture materials. The piston crown can be used here be removed without disassembling the cylinder, however the compression level of this piston cannot be changed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen von oben demontierbaren Kolben mit veränderlicher Kompressionshöhe aufzuzeigen, bei dem das aus den Druckmittelkammern austretende Druckmittel zur Wiederverwendung nahezu vollständig zum Druckmittelspeicher zurückgeführt werden kann.The invention has for its object one from above removable piston with variable compression height to show, in which the exiting from the pressure medium chambers Pressure medium for reuse almost completely for Pressure fluid accumulator can be returned.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Kolben mit veränderlicher Kompressionshöhe der eingangs beschriebenen Art ein Kolbenoberteil vor, das aus einem Kolbenboden und einem damit vom Brennraum her verschraubbaren, auf der Unterseite des Kolbenbodens angeordneten zentralen Teil gebildet ist. An diesem zentralen Teil befindet sich ein radialer Bund, dessen Außendurchmesser größer ist, als der Innendurchmesser eines mit dem Kolbenschaft verschraubten Führungsrings. Da der Bund unterhalb des Führungsrings anzuordnen ist, um als Anschlag zur Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Kolbenoberteils zu dienen, muß vor der Montage des Führungsrings das zentrale Teil am Kolbenschaft aufgelegt werden. Sodann kann der Kolbenboden von oben mit Schrauben am zentralen Teil befestigt werden. Aufgrund dieser Ausbildung kann eine mit Druckmittel befüllbare Steuerkammer zwischen dem zentralen Teil und der Oberseite des Kolbenschafts, und die Dämpfungskammer zwischen der Anschlagfläche am radialen Bund des zentralen Teils und der Anschlagfläche auf der Unterseite des Führungsrings angeordnet werden. Die Kammern grenzen damit nicht an die Innenseite der Kolbenringzone an. Infolgedessen ist der Dichtspalt zur Kolbenringzone hin, der zwischen Kolbenoberteil und Kolbenunterteil liegt, vom Druck des Druckmittels entlastet. Es tritt kaum Druckmittel zur Kolbenringzone hin aus. Aus den Kammern austretendes Druckmittel wird in einfacher Weise gemeinsam mit Kühlflüssigkeit über einen Kanal im Kolbeninneren abgeleitet. Der weitere Vorteil dieser Konstruktion liegt darin, daß das Kolbenoberteil von oben demontierbar ist. Die im Innern des Kolbens angeordneten Bauteile wie Leitungen, Ventile und Dichtungen sind damit mit geringem Aufwand für Inspektionsarbeiten zugänglich. Bei Versuchsmotoren können auf schnelle Weise unterschiedliche Einstellungen erprobt werden, indem beispielsweise der Führungsring oder die Ventile ausgetauscht werden.To achieve this object, the invention provides a piston with variable compression height of the one described at the beginning Kind of a piston top part, which consists of a piston crown and a screwable from the combustion chamber, on the underside of the Piston base arranged central part is formed. At this central part is a radial collar, the Outside diameter is larger than the inside diameter of a the piston shaft screwed guide ring. Because the federal government is to be arranged below the guide ring in order to act as a stop Serve to limit the upward movement of the upper piston part, must have the central part on the assembly of the guide ring Piston shaft to be placed. Then the piston crown of attached to the central part with screws. Because of this training can be filled with pressure medium Control chamber between the central part and the top of the Piston skirt, and the damping chamber between the Stop surface on the radial collar of the central part and the Stop surface arranged on the underside of the guide ring will. The chambers do not border on the inside of the Piston ring zone. As a result, the sealing gap is closed Piston ring zone between the piston top and The lower part of the piston is relieved of the pressure of the pressure medium. It hardly any pressure medium escapes to the piston ring zone. From the Pressure medium escaping from chambers is simple together with coolant through a channel inside the piston derived. Another advantage of this construction is that the upper piston part can be removed from above. The one inside the piston arranged components such as lines, valves and Seals are therefore with little effort for Inspection work accessible. With test engines can on different settings are tested quickly, for example the guide ring or the valves be replaced.

Bei balliger Ausbildung der Umfangsflächen des Führungsrings nach Anspruch 2 erfolgt selbsttätig eine Zentrierung des Kolbens, da geringe Kippbewegungen des Kolbenoberteils gegen den Kolbenschaft möglich sind. Aufgrund der Kippbewegungen des Kolbenoberteils kann der Innenumfang des Zylinders kleiner gewählt werden, wodurch eine bessere Dichtwirkung erzielt wird.With spherical formation of the peripheral surfaces of the guide ring according to claim 2 is centered automatically Piston, since small tilting movements of the piston top against the Piston shaft are possible. Due to the tilting movements of the Piston upper part, the inner circumference of the cylinder can be smaller can be selected, whereby a better sealing effect is achieved.

Vorteilhaft ist bei dieser Konstruktion ferner, daß die Dichtungen nach Anspruch 3 im Bereich der Umfangsflächen des zentralen Teils im kühleren Kolbeninnern liegen.It is also advantageous in this construction that the Seals according to claim 3 in the region of the peripheral surfaces of the central part in the cooler inside of the piston.

Vorteilhaft ist ferner, daß Drehbewegungen des Kolbenoberteils gegenüber dem Kolbenschaft um die Längsachse des Kolbens möglich sind. Die Drehbewegung ist günstig was die Befreiung des Feuerstegs von Ölkohle anbelangt.It is also advantageous that rotary movements of the upper piston part compared to the piston skirt around the longitudinal axis of the piston are. The rotary movement is favorable what the liberation of the Top land concerned with coal.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben; es zeigt die einzige Figur eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Kolbens mit veränderlicher Kompressionshöhe. Beim Kolben 1 nach der Figur ist das Kolbenoberteil gegenüber dem Kolbenschaft 2 axial verschieblich ausgebildet. Der Kolbenschaft 2 ist über einen Kolbenbolzen 3 mit einem Pleuel 4 verbunden. Auf der Oberseite des Kolbenschafts 2 ist ein axial vorspringender Führungsring 5 durch Schrauben 6 befestigt. Der Führungsring 5 dient mit einer unteren Ringfläche als Anschlag zur Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Kolbenoberteils und auf seinen Umfangsflächen zur axialen Führung des Kolbenoberteils.An embodiment of the invention is shown in the drawings and will be described in more detail below; the only figure shows a cross-sectional view of a piston according to the invention with variable compression height. In the piston 1 according to the figure, the upper piston part is designed to be axially displaceable relative to the piston shaft 2 . The piston skirt 2 is connected to a connecting rod 4 via a piston pin 3 . An axially projecting guide ring 5 is fastened on the top of the piston shaft 2 by screws 6 . The guide ring 5 serves with a lower ring surface as a stop to limit the upward movement of the upper piston part and on its peripheral surfaces for the axial guidance of the upper piston part.

Das Kolbenoberteil besteht im wesentlichen aus dem Kolbenboden 7 mit der Kolbenringzone und einem damit verschraubten zentralen Teil 8, das durch Schrauben 20 von oben her mit dem Kolbenboden 7 verschraubt ist. Das zentrale Teil 8 liegt an der inneren Umfangsfläche des Führungsrings 5 und an einem Innenumfang des Kolbenschafts 2 an. Das zentrale Teil 8 besitzt einen Bund, dessen Außendurchmesser größer ist, als der Innendurchmesser des Führungsrings 5. Die Oberseite des Bundes dient als Anschlagfläche 17, die mit einer unteren Anschlagfläche 18 am Führungsring 5 zusammenwirkt und die Aufwärtsbewegung des Kolbenoberteils begrenzt. Wegen dieser Ausbildung des zentralen Teils 8 mit der Anschlagfläche 17 muß vor Befestigung des Führungsrings 5 auf dem Kolbenschaft 2 mit den Schrauben 6 das zentrale Teil 8 auf den Kolbenschaft 2 aufgelegt werden. Die Verschraubung des zentralen Teils 8 mit dem Kolbenboden 7 durch Schrauben 20 erfolgt also nach der Befestigung des Führungsrings 5. Zwischen den Anschlagflächen 17 und 18 am zentralen Teil 8 und am Führungsring 5 befindet sich ferner eine Ringkammer 16, die über einen Drosselkanal 19 mit einer Kammer 9 in Verbindung steht. Diese Kammer 9 ist oben begrenzt vom zentralen Teil 8 und unten von der Oberseite des Kolbenschafts 2. Der Kammer 9 kann über Kanäle 11 im Pleuel 4 und im Kolbenschaft 2 und über ein Rückschlagventil 10 ein Druckmittel, nämlich Schmieröl, zugeführt werden. Der Abfluß des Druckmittels erfolgt über ein Druckbegrenzungsventil 12, das im zentralen Teil 8 angeordnet ist, zu einem Hohlraum 13 im Kolbenoberteil, wo es zur Kühlung dient. Vom Hohlraum 13 gelangt das Schmieröl über weitere Kanäle und Hohlräume zu Kanälen 14, über die das Druckmittel zusammen mit dem Kühlöl zu einem nicht dargestellten Schmieröltank zurückfließt.The upper piston part essentially consists of the piston crown 7 with the piston ring zone and a central part 8 screwed to it, which is screwed to the piston crown 7 from above by screws 20 . The central part 8 bears against the inner circumferential surface of the guide ring 5 and against an inner circumference of the piston skirt 2 . The central part 8 has a collar, the outer diameter of which is larger than the inner diameter of the guide ring 5 . The top of the collar serves as a stop surface 17 , which cooperates with a lower stop surface 18 on the guide ring 5 and limits the upward movement of the upper piston part. Due to this design of the central portion 8 with the stop surface 17 of the guide ring 5 has the central portion 8 are placed on the piston shaft 2 on the piston skirt 2 with the screws 6 prior to attachment. The central part 8 is screwed to the piston crown 7 by screws 20 after the guide ring 5 has been fastened . Between the stop surfaces 17 and 18 on the central part 8 and on the guide ring 5 there is also an annular chamber 16 which is connected to a chamber 9 via a throttle channel 19 . This chamber 9 is delimited at the top by the central part 8 and at the bottom by the top of the piston skirt 2 . A pressure medium, namely lubricating oil, can be supplied to the chamber 9 via channels 11 in the connecting rod 4 and in the piston shaft 2 and via a check valve 10 . The discharge of the pressure medium takes place via a pressure relief valve 12 , which is arranged in the central part 8 , to a cavity 13 in the upper piston part, where it is used for cooling. From the cavity 13 , the lubricating oil passes through further channels and cavities to channels 14 , via which the pressure medium flows back together with the cooling oil to a lubricating oil tank, not shown.

Das Kolbenoberteil stellt sich in bekannter Weise in Abhängigkeit von den Trägheitskräften, Gas- und Reibungskräften ein. In der Nähe des oberen Totpunkts drücken Trägheitskräfte Öl in die Kammer 9. Das Kolbenoberteil bewegt sich dabei nach oben. Der Gasdruck im Zylinder wirkt dieser Bewegung entgegen. Erreicht der Druck in der Kammer 9 einen vorher eingestellten Wert, so öffnet sich das Druckbegrenzungsventil 12 und das Verdichtungsverhältnis wird kleiner. Die Ringkammer 16, die mit der Kammer 9 über Drosselkanäle 19 in Verbindung steht, dient als Dämpfungskammer. Bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbenoberteils fließt eine durch den Querschnitt des Drosselkanals 19 vorgegebene Menge in die Kammer 9. Das maximale Dichtungsverhältnis liegt vor, wenn das zentrale Teil 8 mit der Anschlagsfläche 17 an der Anschlagsfläche 18 des Führungsrings 5 anliegt.The upper piston part adjusts itself in a known manner depending on the inertial forces, gas and frictional forces. In the vicinity of the top dead center, inertial forces push oil into the chamber 9 . The upper part of the piston moves upwards. The gas pressure in the cylinder counteracts this movement. When the pressure in the chamber 9 reaches a previously set value, the pressure relief valve 12 opens and the compression ratio becomes smaller. The annular chamber 16 , which is connected to the chamber 9 via throttle channels 19 , serves as a damping chamber. During an upward movement of the upper piston part a predetermined by the cross section of the throttle duct 19 amount flowing into the chamber. 9 The maximum sealing ratio is when the central part 8 with the stop surface 17 bears against the stop surface 18 of the guide ring 5 .

Der besondere Vorteil dieser Kolbenkonstruktion mit veränderlicher Kompressionshöhe liegt darin, daß der Verlust an Druckmittel durch Abfluß in die Kolbenringzone klein gehalten wird, weil weder die Kammer 9 noch die Ringkammer 16 an die Innenwand der Kolbenringzone angrenzen. Infolgedessen ist der Dichtspalt zwischen Führungsring und Innenwand der Kolbenringzone druckentlastet. Das aus den Kammern austretende Druckmittel kann druckentlastet über die vorhandenen Kanäle 14 für den Kühlmittelabfluß abgeführt werden. Von Vorteil ist, daß der Druckmittel- bzw. Schmiermittelverbrauch und die Verkokung im Bereich des Feuerstegs gering gehalten wird. Weiter ist von Vorteil, daß das Kolbenoberteil mit dem Kolbenboden 7 und dem zentralen Teil 8 sowie der Führungsring 5 von oben abnehmbar ist. Es sind dann alle in diesem Bereich liegende Kanäle und Ventile zugänglich. Für Versuchszwecke können die Bauteile in einfacher Weise durch andere ersetzt werden oder Einstellungen vorgenommen werden. Natürlich ist dies auch für den Reparaturfall vorteilhaft.The particular advantage of this piston construction with variable compression height is that the loss of pressure medium through drainage into the piston ring zone is kept small because neither the chamber 9 nor the annular chamber 16 adjoin the inner wall of the piston ring zone. As a result, the sealing gap between the guide ring and the inner wall of the piston ring zone is relieved of pressure. The pressure medium emerging from the chambers can be discharged in a pressure-relieved manner via the existing channels 14 for the coolant outflow. It is advantageous that the pressure medium or lubricant consumption and the coking in the area of the top land are kept low. Furthermore, it is advantageous that the upper piston part with the piston head 7 and the central portion 8 and the guide ring 5 is detachable from the top. All channels and valves in this area are then accessible. For experimental purposes, the components can easily be replaced by others or settings can be made. Of course, this is also advantageous for repairs.

Da sich die mit Druckmittel befüllbare Kammer 9 und die Ringkammer 16 innerhalb des Führungsrings 5 befinden, müssen keine Dichtungen 15 im Bereich der heißen Kolbenringzone liegen, was als weiterer Vorteil dieser Kolbenkonstruktion anzusehen ist.Since the chamber 9 that can be filled with pressure medium and the annular chamber 16 are located within the guide ring 5 , no seals 15 have to lie in the region of the hot piston ring zone, which is to be regarded as a further advantage of this piston construction.

In vorteilhafter Weise können die die Führung bildenden Umfangsflächen des Führungsrings 5 ballig ausgebildet sein, so daß auch leichte Kippbewegungen des Kolbenoberteils gegen den Kolbenschaft 2 möglich sind. Durch die dann mögliche Zentrierbewegung des Kolbenoberteils sind geringere Zylinderinnendurchmesser möglich, so daß der Spalt zwischen Kolbenmantel und Zylinder kleiner wird und eine bessere Abdichtung möglich ist.The circumferential surfaces of the guide ring 5 forming the guide can advantageously be spherical, so that slight tilting movements of the upper piston part against the piston shaft 2 are also possible. The then possible centering movement of the upper piston part makes smaller cylinder inner diameters possible, so that the gap between the piston skirt and cylinder becomes smaller and a better seal is possible.

Ferner ist von Vorteil, daß das Kolbenoberteil gegenüber dem Kolbenschaft 2 drehbar ist, was die Bildung von Ölkohle behindert.It is also advantageous that the upper piston part is rotatable relative to the piston shaft 2 , which hinders the formation of oil carbon.

Claims

1.Piston with variable compression height for internal combustion engines, with a piston skirt and a piston upper part containing the piston head, which is axially displaceably guided on the piston skirt, the guide being the peripheral surfaces of an axially projecting guide ring screwed onto the piston skirt from above, which is in an annular cylindrical recess in the The upper piston part engages, and two chambers are arranged between the upper piston part and the piston skirt, into which a pressure medium can be fed and removed for relative movements of the upper piston part against the piston skirt, the downward movement of the upper piston part being limited by stop surfaces on the underside of the upper piston part and on the piston skirt, and the upward movement of the upper piston part by a stop surface on the underside of the guide ring and an opposite stop surface on the upper piston part, characterized in that the upper piston part from a piston crown ( 7 ) u nd a on the underside of the piston crown ( 7 ) arranged, from above with the piston crown ( 7 ) screwable central part ( 8 ) is formed, which engages with a radial collar, the guide ring ( 5 ) in the region of its inner diameter on the underside that the The piston crown ( 7 ) is screwed to the central part ( 8 ) only after the guide ring ( 5 ) has been attached to the piston shaft ( 2 ), so that a chamber ( 9 ) which can be filled with pressure medium is between the central part ( 8 ) and the top of the piston shaft ( 2 ) and an annular chamber ( 16 ) between the stop surface ( 17 ) on the radial collar of the central part ( 8 ) and the stop surface ( 18 ) on the underside of the guide ring ( 5 ).

2. Piston according to claim 1, characterized in that the peripheral surfaces of the guide ring ( 5 ) are spherical.

3. Piston according to claim 1 or 2, characterized in that seals ( 15 ) are provided in the region of the peripheral surfaces of the central part ( 8 ).

4. Piston according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pressure relief valve ( 12 ) is arranged in the central part ( 8 ), and in the upper piston part a cavity ( 13 ) is formed for receiving the pressure medium flowing out of the chamber ( 9 ) .