DE4205503C2 - Kolben für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Kolben für Verbrennungsmotoren

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Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für Verbrennungsmotoren mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Beim Betrieb von Ottomotoren mit Kolben aus einer Leichtme­ tall-Legierung, insbesondere im hochbelasteten Einfahrvor­ gang, ergeben sich häufig Nutenflankenbeschädigungen, hauptsächlich in der obersten Ringnut für den ersten Ver­ dichtungsring. Aus diesem Grund wurden in der Praxis diese Ringnuten in aufwendigen Verfahren oberflächenbeschichtet, oder, wie in der US 1781207 angegeben, in die Ringnu­ ten profilierte Ringhülsen eingelegt.
Problem der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine kon­ struktiv einfache Lösung für einen Kolben zu finden, bei dem Nutenflankenbeschädigungen vermieden werden.
Gelöst wird dieses Problem mit einem Kolben für Verbren­ nungsmotoren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 bis 4 in ver­ größerter Darstellung jeweils einen Ausschnitt einer Ringnut mit den unterschiedlichen Profi­ lierungen der Nutflanken (sägezahnartig, bogen-, wellen-, mäanderförmig) im Schnitt.
Bei einem Kolben 1 aus einer Aluminium-Legierung für einen Ottomotor sind außer einer dem Kolbenboden am nächsten lie­ genden obersten Ringnut 2 für einen ersten Verdichtungsring 3 eine zweite Ringnut für einen weiteren Verdichtungsring und eine Ringnut für einen Ölabstreifring vorgesehen. Die Ringnut 2 ist auf ihren Ringnutflanken 4, 5 gezielt mit ei­ ner Profilierung 6 versehen, deren Abmessung bewußt außer­ halb der bei der Herstellung der Ringnuten auftretenden üb­ lichen Rauheit liegt. Die Tiefe 7 der Profilierung 6, d. h. der Abstand zwischen höchster Erhebung und tiefstem Grund soll beispielsweise 0,004 mm und die Breite 8, d. h. der Ab­ stand von einer höchsten Erhebung zur nächsten 0,1 mm be­ tragen, wobei die Profilierung 6 gem. Fig. 1 sägezahn- und spiralförmig ausgebildet ist. Bei der Herstellung dieser Art "Schallplattenprofil" wird die Ringnut 2 durch Vorste­ chen mit einem planparallelen Messer und anschließendem Fertigdrehen mit einem entsprechenden Formwerkzeug herge­ stellt.
Außer dem sägezahnartigen Profil gem. Fig. 1 sind insbeson­ dere noch zu empfehlen gem. Fig. 2 bogenförmiges, gem. Fig. 3 wellenförmiges oder gem. Fig. 4 mäanderförmiges Profil. Außer der spiralförmigen Profilierung kann auch jeweils ei­ ne konzentrisch verlaufende Profilierung gewählt werden.
Es hat sich gezeigt, daß sich bei einer Profilierung 6 au­ ßerhalb der üblichen herstellungsbedingten Rauheit mit einer Tiefe 7 von 0,003-0,015 mm, insbesondere 0,004-0,007 mm und einer Breite 8 von 0,02-0,2 mm, ins­ besondere 0,1 mm, beim Einfahrvorgang des Ottomotors mit hoher Leistung keine Nutflankenbeschädigungen ergeben.
Mit derartigen Ausführungen wird auf konstruktiv einfache Weise ein Kolben geschaffen, bei dem auch im hochbelasteten Betriebszustand Nutflankenbeschädigungen vermieden werden können.

Claims (4)

1. Kolben für Verbrennungsmotoren mit mindestens einer Ringnut für einen Verdichtungsring, mit einer umfangs­ mäßig umlaufenden Profilierung (6) auf mindestens einer Ringnutflanke (4, 5) der mindestens einen Ringnut (2) für den Verdichtungsring (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung (6) in einem radialen Schnitt durch die Ringnut (2) sägezahnartig, bogen-, wellen- oder mäanderförmig ausgebildet ist.
2. Kolben für Verbrennungsmotoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung (6) auf mindestens der unteren Nutflanke (5) der obersten Ringnut (2) für den ersten Verdichtungsring (3) vorgesehen ist.
3. Kolben für Verbrennungsmotoren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung (6) eine Tiefe (7) von 0,003-­ 0,015 mm und eine Breite (8) von 0,02-0,2 mm auf­ weist.
4. Kolben für Verbrennungsmotoren nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung (6) spiralförmig ausgebildet ist.
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