DE4404572A1

DE4404572A1 - Hubkolben, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit einer Kolbenbolzenbohrung und einer Kolbenringnut

Info

Publication number: DE4404572A1
Application number: DE4404572A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Voigt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1993-02-25
Filing date: 1994-02-12
Publication date: 1994-09-01

Description

Die Erfindung betrifft einen Hubkolben gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Hubkolben dieses Aufbaus sind insbesondere für Brennkraftmaschinen in einer großen Anzahl von Ausführungen auch aus der Patentliteratur bekannt, denen die Anordnung der zumindest einen Kolbenringnut zwischen der Stirnfläche des Kol bens (die dem Arbeitsraum der Kolben-Zylinder-Anordnung zuge kehrt ist) einerseits und der Kolbenbolzenbohrung andererseits gemeinsam ist. Damit nimmt beim Stand der Technik die Anordnung der Kolbenringe Einfluß auf die Lage des Kolbenbolzens und be dingt damit nicht nur eine bestimmte Kolbenlänge, sondern auch die Höhe der Angriffsstelle (Kolbenbolzen) eines an den Kolben angelenkten Pleuels und somit die Pleuellänge bzw. die Bauhöhe der Brennkraftmaschine. Beispielsweise zwecks Vermeidung von Querkräften zwischen Kolbenumfang und Zylinderwand ist man aber daran interessiert, den axialen Abstand zwischen Kolbenbolzen und Stirnfläche des Kolbens möglichst klein zu halten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Hubkolben zu schaffen, der sich gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik durch einen besonders kleinen Abstand zwischen Kolbenbolzenbohrung und Stirnfläche des Kolbens, d. h. durch eine besonders hohe Lage des Kolbenbolzens, auszeichnet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausfüh rungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Bei der Erfindung wird also in vorteilhafter Weise zumindest einer der Kolbenringe in Höhe der Kolbenbolzenbohrung vorge sehen, so daß er die axiale Abmessung des Kolbens oberhalb der Kolbenbolzenbohrung, d. h. in Richtung auf den Arbeitsraum der Kolben-Zylinder-Anordnung, nicht vergrößert. Da üblicherweise Kolben für Brennkraftmaschinen mit mehreren Kolbenringen, von denen der unterste ein Ölabstreifring ist, bestückt sind, macht sich dieser Vorteil dann besonders bemerkbar, wenn mehrere Kol benringe in Höhe der Kolbenbolzenbohrung umlaufen.

Diese Anordnung zumindest eines der Kolbenringe verlangt zur Abdichtung zwischen Kolbenumfang und Zylinderwand auch im Be reich der Einmündungsstellen der Kolbenbolzenbohrung in den Kolbenumfang das Vorsehen von Stopfen in der Kolbenbohrung, die unmittelbar bis zum Kolbenumfang reichen können, jedoch auch geringfügig zurückstehen können. In jedem Falle müssen sie so angeordnet sein, daß sie einen Bereich der umlaufenden Nut zur Aufnahme des Kolbenringes aufnehmen. Grundsätzlich ist es mög lich, bei entsprechender Dimensionierung des Kolbenbolzens diesen selber entsprechend lang zu dimensionieren und an seinen Stirnflächen Bereiche der umlaufenden Nut vorzusehen. Die bevor zugte Ausführungsform der Erfindung sieht jedoch einen kürzer gehaltenen Kolbenbolzen und in der Kolbenbolzenbohrung umfangs nah angeordnete Stopfen vor, die mit Spiel oder fest (durch radiales Übermaß und/oder Kleben) in die Kolbenbolzenbohrung eingesetzt sind. Eine besondere Kolbenbolzensicherung erübrigt sich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, die einen Längsschnitt durch den hier interessierenden Bereich einer Kolben-Zylinder-Anordnung einer Brennkraftmaschine wiedergibt.

Im Zylinder 1 läuft der Hubkolben 2 unter der Wirkung der Ver brennungsdrücke im Brennraum 3 und der Massenträgheit einer nicht gezeichneten Kurbelwelle, die über das Pleuel 4 mit dem Kolben 2 in Verbindung steht. In üblicher Weise umgreift das Pleuel 4 mit einem Pleuelauge einen Kolbenbolzen 5, der von der Kolbenbolzenbohrung 6 aufgenommen ist. Diese erstreckt sich bis zum Umfang 7 des Kolbens 2.

Zur Abdichtung des Spalts zwischen Kolbenumfang 7 und Zylinder 1 dienen in diesem Ausführungsbeispiel drei in umlaufende Nuten auf dem Kolbenumfang 7 eingesetzte Kolbenringe 8, 9 und 10, von denen der letztgenannte ein Ölabstreifring ist. Zur Verringerung des axialen Abstands zwischen der Kolbenbolzenachse 11 und der brennraumseitigen Stirnfläche 12 des Kolbens 2 ist der Ölab streifring 10 in Höhe des Kolbenbolzens 5 angeordnet. Zur Sicherstellung der Abdichtung durch den Kolbenring 10 auch im Bereich der Kolbenbolzenbohrung 6 sind in diese umfangsseitig Stopfen 13 eingesetzt. Der Zwischenraum zwischen Stopfen 13 und Stirnfläche des Kolbenbolzens 5 ist wegen der erforderlichen Axialführung des Kolbenbolzens 5 minimiert und mittels der Entlastungsbohrung 14, die zum Kurbelgehäuseraum führt, druckentlastet.

Die zur Aufnahme des Ölabstreifrings 10 dienende umlaufende Nut 15 verläuft, wie insbesondere der rechte Teil der Figur erkennen läßt, auch durch die Stopfen 13. Dabei ist es nicht, wie zeich nerisch dargestellt, erforderlich, daß die Stopfen 13 bis unmit telbar zum Umfang 7 des Kolbens 2 verlaufen; sie können vielmehr auch etwas zurückstehen, aber in jedem Falle muß ein Bereich der Nut 15 in sie eingearbeitet sein.

Mit der Erfindung ist demgemäß praktisch ohne zusätzlichen Auf wand ein gattungsgemäßer Hubkolben geschaffen, der unter Wahrung einer einwandfreien Abdichtung des Spalts zwischen Kolbenumfang und Zylinderwand die Einhaltung eines sehr kleinen axialen Abstands zwischen Kolbenbolzenbohrung und Kolbenstirnfläche gestattet.

Claims

1. Hubkolben, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit einer sich bis zum Kolbenumfang erstreckenden Kolbenbolzenbohrung und zumindest einer auf dem Kolbenumfang umlaufenden Nut zur Aufnahme eines Kolbenringes, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (15) in Höhe der Kolbenbolzenbohrung (6) umläuft und im Bereich dieser in zumindest einem von dieser aufgenommenen Teil (13) verläuft.

2. Hubkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Nuten in Höhe der Kolbenbolzenbohrung (6) umlaufen.

3. Hubkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenbolzenbohrung (6) umfangsnah mit Stopfen (13) ver schlossen ist, in denen außenseitig die Nut (15) verläuft.

4. Hubkolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der Kolbenbolzenbohrung (6) zwischen einem Kolbenbolzen (5) und zumindest einem Stopfen (13) eine Entlastungsbohrung (14) abgeht.

5. Hubkolben nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfen (13) die Axialführung des Kolbenbolzens (5) bilden.

6. Hubkolben nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stopfen (13) und dem Kolbenbolzen (5) Axial sicherungsringe für diesen vorgesehen sind.