DE4221240A1 - Gekühlter zweiteiliger Kolben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen gekühlten zweiteiligen Kolben, insbesondere für Verbrennungsmotoren, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Kolben ist aus der DE-OS 39 22 473 be­ kannt, die einen gekühlten zweiteiligen Kolben bein­ haltet, der aus einem Kolbenober- und einem Kolbenun­ terteil besteht, die nur über einen sie in entspre­ chenden Bohrungen durchdringenden Kolbenbolzen mit­ einander in Verbindung stehen. Das dem Verbrennungs­ druck ausgesetzte Kolbenoberteil umfaßt den mit einer Brennraummulde versehenen Kolbenboden mit angehängten Kolbenbolzennaben und den mit Ringnuten für die Kol­ benringe versehenen an den Kolbenboden angrenzenden nach unten gerichteten Ringstegbereich. Das zur Füh­ rung des Kolbens im Zylinder dienende Kolbenunterteil enthält den Kolbenschaft, der vollständig vom Kolbe­ noberteil getrennt ist. Zur Kühlung des Kolbens ist einerseits im Kolbenoberteil zwischen Ringstegbereich und Kolbenboden eine nach unten offene ringförmige Ausnehmung und andererseits am oberen Ende des Kol­ benunterteils eine nach oben offene trogförmige um­ laufende Ausnehmung vorgesehen. Bei zusammengesetztem Kopf- und Schaftteil bildet das untere Ende des Kopf­ teils unterhalb des Ringbereiches und das obere Ende des Schaftteils, das die äußere Wand der trogförmigen Ausnehmung darstellt, eine Ölsperre, die durch zusam­ menpassende Nuten und Vorsprünge an den entsprechen­ den Kolbenteilen gebildet ist.

Nachteilig an dieser Ölsperre ist, daß sie auf kon­ struktive aufwendige Weise an den beiden Kolbenteilen angebracht werden muß.

Um bei einer derartigen Kolbenausführung, bei der zwischen Kolbenober- und Kolbenunterteil ein Spalt von ca. 1 mm vorhanden sein muß, um insbesondere im oberen Totpunktbereich die voneinander unabhängige Beweglichkeit der beiden Kolbenteile zu gewährlei­ sten, eine optimale Kühlung zu erreichen, sollte der Kühlkanal an sich geschlossen ausgeführt sein, um insbesondere im unteren Totpunktbereich ein Austreten von Kühlöl aus dem Kühlkanalbereich an die Zylinder­ wand zu verhindern.

Hier Abhilfe zu schaffen, ist das Problem der Erfin­ dung.

Die Lösung dieses Problems wird erfindungsgemäß mit einem gekühlten zweiteiligen Kolben mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gewährleistet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeichnung nä­ her erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen zweiteiligen Kolben gemäß der Erfindung in 2 Ansichten im Schnitt;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung in 2 Ansichten im Schnitt.

Ein gekühlter zweiteiliger Kolben 1 besteht aus einem Kolbenoberteil 2 und einem Kolbenunterteil 3, die nur über einen Kolbenbolzen (nicht gezeichnet) miteinan­ der in Verbindung stehen, so daß beide Kolbenteile 2, 3 gewisse Bewegungen, insbesondere im oberen Tot­ punktbereich, unabhängig voneinander ausführen kön­ nen. Das Kolbenoberteil 2 umfaßt einen Kolbenboden 4 mit einer darin vorgesehenen Brennraummulde 5. An den Kolbenboden 4 sind zur Aufnahme des Kolbenbolzens zwei Kolbenbolzennaben 6 mit Bohrungen 7 so ange­ hängt, daß sie radial innerhalb des Kolbenunterteils 3 zu liegen kommen. In der Bohrung 7 der Kolbenbol­ zennabe 6 ist eine Lagerbuchse 8 eingesetzt.

Der Kolbenboden 4 geht auf seinem äußeren Umfang in einen nach unten gerichteten Ringstegbereich 9 über, der zur Aufnahme von Kolbenringen entsprechende Rin­ gnuten 10 aufweist.

Das zur Führung des Kolbens 1 im Zylinder dienende Kolbenunterteil 3 weist einen Kolbenschaft 11 auf, der zur Aufnahme des Kolbenbolzens zwei diametral ge­ genüberliegende Bohrungen 12 enthält. Zur Kühlung des Kolbens 1 ist einerseits im Kolbenoberteil 2 zwischen Ringstegbereich 9 und Kolbenboden 4 bzw. Brennraum­ mulde 5 eine nach unten offene ringförmige Ausnehmung 13 und andererseits im Kolbenunterteil 3 an dessen oberen Ende 14 eine nach oben offene ringförmige Aus­ nehmung 15 vorgesehen, so daß das zugeführte Kühlöl mit Shaker-Effekt wirkt, wobei die Höhe der inneren Wand 16 größer ist als die Höhe der äußeren Wand 17 des Kolbenunterteils 3.

Um in bestimmten Betriebszuständen ein Ausfließen des Kühlöls durch den Spalt zwischen Kolbenober- 2 und Kolbenunterteil 3 in Richtung Zylinderwand zu vermei­ den, ist zwischen diesen beiden Teilen eine elasti­ sche Dichtung 18 vorgesehen. Gemäß Fig. 1 ist als Dichtung 18 eine geschlossene elastische Runddich­ tung, z. B. O-Ring, und gemäß Fig. 2 eine umlaufende im Querschnitt C-förmige elastische Dichtung vorgese­ hen, die in einer am oberen Ende 14 des Kolbenunter­ teils 3 angebrachten stufenförmigen Ausnehmung liegt. Die Dichtung 18 ist in axialer und radialer Richtung elastisch, so daß auch bei Bewegung des Kolbens 1 ei­ ne ausreichende Abdichtung des z. B. 1 mm großen Spaltes zwischen Kolbenober- und Kolbenunterteil ge­ währleistet ist.

Mit dem Vorsehen einer derartigen elastischen Dich­ tung 18 zwischen Kolbenober- 2 und Kolbenunterteil 3 wird bei einem gekühlten zweiteiligen Kolben 1 auf konstruktiv einfache Weise ein großer Kühlraum mit langen Shaker-Wegen erzeugt und erreicht, daß kein Kühlöl aus dem Kühlkanalbereich an die Zylinderwand austritt, wodurch ein erhöhter Ölverbrauch vermieden wird.

Claims (5)

1. Gekühlter zweiteiliger Kolben, insbesondere für Verbrennungsmotoren, bestehend aus einem Kolbeno­ ber- und einem Kolbenunterteil, die nur über ei­ nen sie in Bohrungen durchdringenden Kolbenbolzen in Verbindung stehen, wobei das Kolbenoberteil einen mit einer Brennraummulde versehenen Kolben­ boden mit daran angehängten Kolbenbolzennaben und einen mit Ringnuten für die Kolbenringe versehe­ nen, an den Kolbenboden angrenzenden Ringstegbe­ reich umfaßt, zwischen dem und dem Kolbenboden eine ringförmige Ausnehmung einen nach unten of­ fenen Kühlkanal bildet und das Kolbenunterteil den zur Führung des Kolbens im Zylinder dienenden Kolbenschaft enthält, der an seinem oberen Ende eine dem offenen Kühlkanal des Kolbenoberteils zugewandte offene ringförmige Ausnehmung für das Kühlöl aufweist, wobei zwischen Kolbenober- und Kolbenunterteil eine Ölsperre vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kolbenober- (2) und Kolbenunterteil (3) eine elastische Dichtung (18) vorgesehen ist.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (18) als geschlossene Dichtung ausgebildet ist.

3. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (18) im Betriebszustand im obe­ ren Totpunktbereich des Kolbens (1) nur leicht und im unteren Totpunktbereich des Kolbens (1) durch den sich aufbauenden Kühlöldruck fest an der Unterseite des Ringstegbereichs (9) des Kol­ benoberteils (2) anliegt.

4. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der Dichtung (18) am oberen Ende (14) des Kolbenunterteils (3) eine stufenförmige Ausnehmung vorgesehen ist.

5. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der inneren Wand (16) größer als die der äußeren Wand (17) des Kolbenunterteils (3) ist.