EP0334855A1 - Kühlbarer tauchkolben für verbrennungsmotoren. - Google Patents

Kühlbarer tauchkolben für verbrennungsmotoren.

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EP0334855A1
EP0334855A1 EP87907219A EP87907219A EP0334855A1 EP 0334855 A1 EP0334855 A1 EP 0334855A1 EP 87907219 A EP87907219 A EP 87907219A EP 87907219 A EP87907219 A EP 87907219A EP 0334855 A1 EP0334855 A1 EP 0334855A1
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wall
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ring
sheet metal
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Joachim Wille
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Mahle GmbH
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    • F02F3/0015—Multi-part pistons
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/16—Pistons  having cooling means
    • F02F3/20—Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
    • F02F3/22—Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M1/00—Pressure lubrication
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    • F02F3/0015—Multi-part pistons
    • F02F3/003—Multi-part pistons the parts being connected by casting, brazing, welding or clamping
    • F02F2003/0061—Multi-part pistons the parts being connected by casting, brazing, welding or clamping by welding

Definitions

  • the invention relates to a coolable plunger for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • Such pistons are known from US-PS 43 77 967.
  • the wall part (shaped sheet) used there to cover the cavity forming the cooling oil chamber is crimped onto the outer circumference of the ring wall carrying the piston rings. This type of fastening is unsafe because flanging of the relatively thin-walled wall part can become detached in the long term in motor operation.
  • the collar protruding beyond the ring wall, which is flanged around the wall part, can be made much thicker than the wall part itself and thus provide a more stable flared connection.
  • the wall part can be radially divided over its circumference according to claim 2.
  • a support ribs which are tight against the hubs or connect them to the base of the piston head cannot be reached to the wall part.
  • Fig. 1 shows a piston in longitudinal section
  • Fig. 2 shows a section through the piston according to the arrows II - II
  • FIG. 3 shows a detail from a longitudinal section through a piston with a welded-on cover wall
  • the piston consists overall of a head part 1. At its hubs 2, a piston shaft 3 is articulated via a piston pin (not shown). An outer ring wall 4 containing the grooves for the piston rings extends from the bottom of the head part 1. Radially at a distance within the ring wall 4, an annular rib 5 connects the hubs 2 to the piston crown. Between the annular rib 5 and the annular wall 4 there is an annular cavity 6, which is covered by a sheet metal part 7, which has the shape of an annular recess, to form a closed annular space. The cavity 6 can be acted upon by cooling oil through the sheet metal part 7.
  • the sheet metal part 7 rests against the inner edge of the free end ring surface of the ring wall 4 and is held there by a collar 8 which flanges radially inwards and extends from the outer edge of the ring wall.
  • the sheet metal part 7 is separated radially into two halves. These halves abut each other on joints 9.
  • the oil is fed into the annular cavity 6 through an indentation 10 provided on the inner edge of the sheet metal part 7.
  • the oil is discharged through a diametrically opposed opening 11 which can lie in the bottom of the annular trough of the sheet metal part 7.
  • the opening 11 can, however, also be provided as an indentation on the inner edge of the sheet metal part 7 and thus correspond to the design of the oil supply opening.
  • the annular rib contains pe 5 radial bores 12. In order to achieve a shaker effect in the space 13 lying radially inside the annular rib 5, this is covered at its open end facing the connecting rod head with an additional trough-shaped sheet metal part 14. The oil drain from this space can follow the gap between this sheet metal part 14 and the annular rib 5 or the hubs 2.
  • the sheet metal part 7 covering the outer annular cavity 6 can also be fastened to the outer ring wall 4 by welding or screwing instead of by flanging.
  • a weld is shown in Fig. 3 and a screw in Fig. 4.

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Description

Kühlbarer Tauchkolben für Verbrennungsmotoren
Die Erfindung betrifft einen kühlbaren Tauchkolben für Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Pa¬ tentanspruchs 1.
Derartige Kolben sind aus US-PS 43 77 967 bekannt. Das dort zur Abdeckung des den Kühlölraum bildenden Hohlraumes verwendete Wandteil (geformtes Blech) ist an den Außenumfang der die Kolbenringe tragenden Ringwand angebördelt. Diese Art der Befestigung ist unsicher, da eine Bördelung des relativ dünnwandigen Wandteiles sich im Motorbetrieb auf Dauer lösen kann.
Hier Abhilfe zu schaffen, ist Aufgabe der vorliegen¬ den Erfindung.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausführung der Befestigung des Wandteiles nach dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1.
Der über die Ringwand hinausragende Kragen, der um das Wandteil herumgebördelt wird, kann wesentlich dicker ausgeführt sein, als das Wandteil selbst und dadurch eine stabilere BördelVerbindung liefern.
Um einen möglichst dichten Abschluß des Wandteiles an den radial innen liegenden Abstützungsteilen des Kol¬ benkopfteiles erreichen zu können, kann das Wandteil nach Anspruch 2 über seinen Umfang radial geteilt sein. Bei einer einteiligen Ausführung des Wandteiles besteht nämlich ein Nachteil darin, daß bei sich von dem freien Ende der Bolzennaben zu dem Kolbenkopfbo- den hin verjüngenden Nabenquerschnitten ein gegenüber den Naben bzw. diese mit dem Boden des Kolbenkopfes verbindende Stützrippen dichter Abschluß zu dem Wand¬ teil nicht erreichbar ist.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsge¬ genstandes enthalten die Unteransprüche.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung darge¬ stellt. Es zeigen
Fig. 1 einen Kolben im Längsschnitt
Fig. 2 einen Schnitt durch den Kolben nach den Pfeilen II - II
Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Längs¬ schnitt durch einen Kolben mit angeschweißter Abdeckwand
Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem Längs¬ schnitt durch einen Kolben mit angeschraubter Abdeckwand
Der Kolben besteht insgesamt aus einem Kopfteil 1. an dessen Naben 2 über einen nicht dargestellten Kolben¬ bolzen ein Kolbenschaft 3 angelenkt ist. Von dem Boden des Kopfteils 1 erstreckt sich eine äu¬ ßere die Nuten für die Kolbenringe enthaltende Ring¬ wand 4. Radial mit Abstand innerhalb der Ringwand 4 verbindet eine Ringrippe 5 die Naben 2 mit dem Kol¬ benboden. Zwischen Ringrippe 5 und Ringwand 4 exi¬ stiert ein ringförmiger Hohlraum 6, der durch ein Blechteil 7, das die Form einer Ringmulde aufweist, zu einem geschlossenen Ringraum abgedeckt ist. Der Hohlraum 6 ist durch das Blechteil 7 hindurch mit Kühlöl beaufschlagbar.
Das Blechteil 7 liegt an dem inneren Rand der freien Stirnringfläche der Ringwand 4 an und wird dort von einem vom äußeren Rand der Ringwand ausgehenden nach radial innen gebördelten Kragen 8 gehalten.
Das Blechteil 7 ist radial in zwei Hälften getrennt. Diese Hälften liegen an Fugen 9 aneinander. Die Ölzu- fuhr in den ringförmigen Hohlraum 6 erfolgt durch eine an dem inneren Rand des Blechteiles 7 vorgesehe¬ ne Einbuchtung 10.
Die Abfuhr des Öles erfolgt durch eine diametral ge¬ genüberliegend vorgesehene Öffnung 11 die im Boden der ringförmigen Mulde des Blechteiles 7 liegen kann. Die Öffnung 11 kann aber auch als Einbuchtung am in¬ neren Rand des Blechteiles 7 vorgesehen sein und da¬ mit der Ausbildung der Ölzuführöffnung entsprechen.
Um aus dem äußeren ringförmigen Hohlraum 8 Kühlöl auch noch in den radial innerhalb der Ringrippe 5 liegenden Raum führen zu können, enthält die Ringrip- pe 5 radiale Bohrungen 12. Zur Erzielung einer Sha- kerwirkung in dem radial innerhalb der Ringrippe 5 liegenden Raum 13 ist dieser an seinem dem Pleuelkopf zuwandten offenen Ende mit einem zusätzlichen wannen- förmigen Blechteil 14 abgedeckt. Der Ölabfluß aus diesem Raum kann über den Spalt zwischen diesem Blechteil 14 und der Ringrippe 5 bzw. den Naben 2 er¬ folgen.
Das den äußeren ringförmigen Hohlraum 6 abdeckende Blechteil 7 kann anstelle durch eine Bördelung auch durch Verschweißung oder Verschraubung an der äußeren Ringwand 4 befestigt sein. Eine Verschweißung ist in Fig. 3 und eine Verschraubung in Fig. 4 dargestellt.

Claims

Patentansprüche
1. Kühlbarer Tauchkolben für Verbrennungsmotoren be¬ stehend aus einem Kopfteil mit an dieses ange¬ formten Naben zur Aufnahme des den Kolben mit dem Pleuel verbindenden Kolbenbolzens, einer äußeren an einem ersten Ende in den Boden des Kolbenkopf¬ teiles übergehenden und an ihrem zweiten Ende of¬ fen auslaufenden Ringwand zur Aufnahme mindestens einer Kolbenringnut und mit einem sich radial in¬ nen an dieser Ringwand anschließenden zu dem zweiten Ende der Ringwand offenen die Naben bzw. deren zu dem Boden des Kolbenkopfes verlaufende Abstützungsteile, die insbesondere eine Art Rin¬ grippe sein können, umgebenden Hohlraum, der etwa in Höhe des zweiten Endes der Ringwand durch ein an der Ringwand befestigbares Wandteil zur Bil¬ dung eines durchströmbaren Kühlölraumes ver¬ schließbar ist, und einem nur über den Kolbenbol¬ zen mit dem Kopfteil verbundenen Kolbenschaft, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wandteil (Blechteil 7) an einem radial außen aus der Stirnringfläche der Ringwand (4) herausragenden um den Rand des Wandteiles (7) ge¬ bördelten Kragen (8) anliegt.
2. Kühlbarer Tauchkolben nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Wandteil (7) auf seinem Umfang mindestens einmal radial geteilt ist. Tauchkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wandteil (7) ein Blechteil ist.
Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wandteil (7) als Ringmulde geformt ist, deren Muldenseite dem ringförmigen Hohlraum (6) des Kopfteils (1) zugewandt ist.
Tauchkolben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder einem der nachfolgenden Ansprüche mit Aus¬ schluß des kennzeichnenden Merkmals des Anspruchs
1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wandteil (7) an der Ringwand (4) im Be¬ reich von deren offenem Ende durch einzelne in die Ringwand (4) greifende Schrauben befestigt ist.
Tauchkolben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wandteil (7) an der Ringwand (4) im Be¬ reich von deren offenem Ende angeschweißt oder gelötet ist.
Tauchkolben nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens für die Olzufuhr in den ringförmi¬ gen Hohlraum (6) des Kopfteils (1) eine radiale Einbuchtung (10) in den inneren Rand des Wandtei¬ les (7) eingeformt ist.
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