EP0561817A1 - Cooled multi-component piston for internal-combustion engines. - Google Patents

Cooled multi-component piston for internal-combustion engines.

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EP0561817A1
EP0561817A1 EP91920243A EP91920243A EP0561817A1 EP 0561817 A1 EP0561817 A1 EP 0561817A1 EP 91920243 A EP91920243 A EP 91920243A EP 91920243 A EP91920243 A EP 91920243A EP 0561817 A1 EP0561817 A1 EP 0561817A1
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EP
European Patent Office
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ring
wall
piston
hand
cooled
Prior art date
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EP91920243A
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German (de)
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EP0561817B1 (en
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Peter Kemnitz
Gotthard Stuska
Wolfgang Bierkant
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Mahle GmbH
Original Assignee
Mahle GmbH
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Publication date
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Priority claimed from DE19904039752 external-priority patent/DE4039752A1/en
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Publication of EP0561817A1 publication Critical patent/EP0561817A1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/0015—Multi-part pistons
    • F02F3/0069—Multi-part pistons the crown and skirt being interconnected by the gudgeon pin
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • 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
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00—Metals
    • F05C2201/04—Heavy metals
    • F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
    • F05C2201/0448—Steel

Definitions

  • the invention relates to a multi-part, cooled piston for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • Such pistons are known from DE-OS 36 43 039.
  • the wall part (sheet metal part) used there to cover the cavity forming the cooling oil space is fastened either by a collar which projects radially outward from the end ring surface of the ring wall around the edge of the wall part or by individual screws which engage in the ring wall.
  • a disadvantage of this design is, on the one hand, the production-related effort and, on the other hand, the additional use of additional fastening elements.
  • pistons are known in which the wall part used to cover the cavity forming the cooling oil space is designed as an open sheet metal ring which, using its elastic deformation in a groove on the inner circumference of the piston ring zone or on the outer circumference of the
  • Combustion chamber wall is mounted.
  • a disadvantage of this design is that on the one hand the butt opening has to be made very large and on the other hand special pliers are necessary which have to engage in special bores at the butt ends in order to be able to mount the sheet metal ring.
  • Fig. 1 he piston according to the invention in longitudinal section
  • Fig. 2 is a side view in section
  • Fig. 3 is a plan view according to section
  • Fig. 4 shows another embodiment in longitudinal section
  • Fig. 5 is an enlarged view according to
  • Fig. 6 shows another embodiment in part Longitudinal section
  • Fig. 8 shows another embodiment of a sheet metal ring according to the invention in plan view
  • Fig. 9 shows another embodiment in
  • FIG. 10 is an enlarged top view of a sheet metal ring according to the embodiment of FIG. 9
  • Fig. 11 shows another embodiment in
  • Fig. 12 is a plan view of a
  • An articulated piston 1 consists of a head part 2 and a piston shaft 3, which are connected to one another only via a piston pin (not shown).
  • Extending from the bottom 4 of the head part 2 is an outer ring wall 5 containing the grooves for the piston rings.
  • an annular rib 6 connects hubs 7 to the piston head 4, with a hub bushing 8 for mounting the piston pin in the hub 7 can be provided.
  • annular cavity 9 Between ring ring 6 and ring wall 5 exisite rt ei n annular cavity 9, which is covered by a wall part (sheet metal ring 10) to a closed cooling oil chamber.
  • the sheet metal ring 10 acc. Fig. 1-4 is radially separated on its circumference in two halves 11, 12, the edges 13, 14 in their joints in the pressure / counter pressure direction e.g. are bent upwards and bear against each other under tension.
  • the sheet metal ring 10 On its outer circumference, the sheet metal ring 10 has an upwardly bent collar 15, with which it bears after assembly in a circumferential recess 16 of the ring wall 5 which serves as a support.
  • the sheet metal ring 10 On its inner circumference, the sheet metal ring 10 has, in addition to a collar part 17 in the area of the hub 7, an elastically resilient, downwardly bent retaining bracket 18 which can be used according to FIG. 1 and 2 are supported under prestress on the hub bushing 8. The support of the bracket 18 at its open end can also gem. Fig.
  • a nozzle 20 is formed in the sheet metal ring 10.
  • a further connecting piece can also be provided, or a plurality of beads 21 formed on the collar part 17, which are preferably arranged in the area outside and adjacent to the hubs 7, so that the drain simultaneously to the connecting rod Lubrication can be used.
  • the neck for the supply and discharge of the cooling oil can be pulled up with its collar 15 so that there is always a certain amount of cooling oil in the interior of the cavity 9, which corresponds to the level of the inlet and outlet bore.
  • two beads 22 are formed on the retaining bracket 18 in the region of each hub 7, which allow cooling oil to flow away.
  • two grooves 23 are provided off-center, which run in particular in the axial direction, in the upper hub area.
  • the cavity 9 is covered by a wall part (sheet metal ring 24) to form a closed cooling oil chamber, which has a downwardly curved annular surface 25 with a circumferential collar 26 formed thereon.
  • this sheet metal ring 24 assumes the contour shown in dashed lines in FIG. 7.
  • the sheet metal ring 24 rests under tension on the one hand with the end of the curved ring surface 25 in a recess 27 of the ring rib 6 and on the other hand the collar 26 in a recess 28 of the ring wall 5.
  • the sheet metal ring can be designed in two parts with two bores for the cooling oil inlet and outlet, or slotted on one side, a recess 30 being made opposite a separating joint 29, which enables the sheet metal ring 24 to be bent open for assembly.
  • This recess 30 can simultaneously to the cooling oil drove used.
  • the cooling oil is removed via a further opening 31 near the parting line 29,
  • Rotation of the sheet metal ring 24 can be prevented, for example, by a bead 32 or nose which is attached to the collar of the sheet metal ring 24 and engages in a partial recess on the ring wall.
  • a wall part 33 used as a sheet metal ring which has an upwardly curved ring surface 34 with collars 35, 36 formed thereon on the outer and inner circumference.
  • the collars 35, 36 which point downward away from the upwardly curved ring surface 34, assume the contour shown in broken lines in FIG. 9 in their rest position.
  • the sheet metal ring 33 rests under tension on the one hand with its outer collar 35 in a corresponding recess 37 on the inner circumference of the ring wall 5 and on the other hand with its inner collar 36 in a corresponding recess 38 on the outer circumference, the ring rib 6 or hub 7.
  • they In order to be able to elastically deform the collars 35, 36, they have longitudinal slots 39, 40 distributed over the circumference, which extend over the entire length of the collars 35, 36.
  • the collars 35, 36 are bent towards one another at their open ends 41, 42.
  • a nose 43 protruding from the outer collar 35 is formed on the sheet metal ring 10 and fits into a corresponding m of the ring wall 5 provided recess 44 protrudes.
  • the sheet metal ring 33 can be designed in two parts (parting lines 45) and have recesses 46, 47 for supplying and removing cooling oil.
  • the piston 1 consists of a head part 2, on the hubs 7 of which a piston shaft 3 is pressed and secured with a press fit in the hubs 7 seated bushings 8.
  • a locking ring 48 engages in a groove of the piston skirt 3 and lies on the one hand on the outer end face of the hub bushing 8 and on the other hand on the end face of the piston pin (not shown).
  • an outer ring wall 5 Extending from the bottom 4 of the head part 2 is an outer ring wall 5 containing the grooves for the piston rings. Radially at a distance within the ring wall 5, an annular rib 6 connects the hubs 7 to the piston crown 4. Between the ring rib 6 and the ring wall 5 there is an annular cavity 9 , which is covered by a sheet metal ring 49 to form a closed cooling oil chamber. In order to be able to apply cooling oil to the cavity 9, a connection piece 50, 51 is formed in the sheet metal ring 49 for the inlet and outlet.
  • the sheet metal ring 49 which is separated radially into two halves 52, 53, has on its inner circumference an upwardly directed collar 54, with which it bears after assembly in a circumferential recess 55 of the ring rib 6 serving as a support. With its outer edge 56, the sheet metal ring 49 lies in a recess 57 at the open end of the ring wall 5 with axial play and is prestressed by the piston shaft 3 to such an extent that the forces acting during operation can be absorbed without allowing the sheet metal ring to move. By the recess 55 and the recess 57, the sheet metal ring is guided on its inner and outer circumference and centered and sealed.
  • the sheet metal ring should be made of a resilient material, e.g. Spring steel be made.

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Abstract

Pour, dans un piston composé refroidi (1), fermer, de façon étanche et facilement, le bas de la cavité annulaire (9) de la tête (2) et destinée à l'huile de refroidissement, il est prévu une bague en tôle (8), laquelle s'applique d'une part avec son collet (15) dans un évidement (16) de la paroi annulaire (5), et laquelle s'appuie d'autre part par l'intermédiaire d'un étrier de retenue (18), sous précontrainte, contre la douille de l'axe (8).In order, in a cooled compound piston (1), to close, in a sealed manner and easily, the bottom of the annular cavity (9) of the head (2) and intended for the cooling oil, a sheet metal ring is provided (8), which is applied on the one hand with its collar (15) in a recess (16) of the annular wall (5), and which is supported on the other hand by means of a caliper retained (18), under preload, against the shaft sleeve (8).

Description

Mehrteiliger, gekühlter Kolben für  Multipart, cooled piston for
Verbrennungsmotoren  Internal combustion engines
Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen, gekühlten Kolben für Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a multi-part, cooled piston for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
Derartige Kolben sind aus DE-OS 36 43 039 bekannt. Das dort zur Abdeckung des den Kühlölraum bildenden Hohlraumes verwendete Wandteil (Blechteil) ist entweder durch einen an einem radial außen aus der Stirnringfläche der Ringwand herausragenden um den Rand des Wandteiles gebördelten Kragen oder durch einzelne in die Ringwand greifende Schrauben befestigt. Such pistons are known from DE-OS 36 43 039. The wall part (sheet metal part) used there to cover the cavity forming the cooling oil space is fastened either by a collar which projects radially outward from the end ring surface of the ring wall around the edge of the wall part or by individual screws which engage in the ring wall.
Nachteilig an dieser Ausführung ist einerseits der herstellungsbedingte Aufwand bzw. andererseits die zusätzlich notwendige Verwendung von weiteren Befestigungselementen. A disadvantage of this design is, on the one hand, the production-related effort and, on the other hand, the additional use of additional fastening elements.
Weiterhin sind aus der DD 252 638 A1 Kolben bekannt, bei denen das zur Abdeckung des den Kühlölraum bildenden Hohlraumes verwendete Wandteil als offener Blechring ausgebildet ist, der unter Ausnutzung seiner elastischen Verformung in einer Nut am Innenumfang der Kolbenringzone bzw. am Außenumfang der Furthermore, from DD 252 638 A1 pistons are known in which the wall part used to cover the cavity forming the cooling oil space is designed as an open sheet metal ring which, using its elastic deformation in a groove on the inner circumference of the piston ring zone or on the outer circumference of the
Brennraumwandung montiert wird. Nachteilig an dieser Ausführung ist, daß einerseits die Stoßöffnung sehr groß ausgeführt werden muß und andererseits spezielle Zangen notwendig sind, die in besondere Bohrungen an den Stoßenden eingreifen müssen, um den Blechring montieren zu können. Combustion chamber wall is mounted. A disadvantage of this design is that on the one hand the butt opening has to be made very large and on the other hand special pliers are necessary which have to engage in special bores at the butt ends in order to be able to mount the sheet metal ring.
Hier Abhilfe zu schaffen ist das Problem der vorliegenden Erfindung. To remedy this is the problem of the present invention.
Gelöst wird dieses Problem durch eine Ausführung der Halterung des Wandteiles nach den kennzeichnenden This problem is solved by designing the bracket of the wall part according to the characteristic ones
Merkmalen des Anspruchs 1. Features of claim 1.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen nach der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 - 16. Further expedient configurations according to the invention are the subject of claims 2-16.
Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Exemplary embodiments are shown in the drawing. Show it
Fig. 1 einen er findungsgemäßen Kolben im Längsschnitt Fig. 1 he piston according to the invention in longitudinal section
Fig. 2 eine Seitenansicht im Schnitt Fig. 2 is a side view in section
Fig. 3 eine Draufsicht gemäß Schnitt Fig. 3 is a plan view according to section
III - III nach Fig. 1  III - III according to FIG. 1
Fig. 4 eine weitere Ausführung im Längsschnitt Fig. 4 shows another embodiment in longitudinal section
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung gemäß Fig. 5 is an enlarged view according to
Schnitt V - V nach Fig. 3  Section V - V according to FIG. 3
Fig. 6 eine weitere Ausführung im Teil Längsschnitt Fig. 6 shows another embodiment in part Longitudinal section
Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung gemäß W nach Fig. 6 7 is an enlarged view according to W of FIG. 6th
Fig. 8 eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Blechringes in Draufsicht Fig. 8 shows another embodiment of a sheet metal ring according to the invention in plan view
Fig. 9 eine weitere Ausführung im Fig. 9 shows another embodiment in
Teillängsschnitt  Partial longitudinal cut
Fig.10 eine vergrößerte Draufsicht eines erfindungsgemäßen Blechringes nach Ausführungsbeispiel Fig. 9 10 is an enlarged top view of a sheet metal ring according to the embodiment of FIG. 9
Fig. 11 eine weitere Ausführung im Fig. 11 shows another embodiment in
L ängsschni tt  Longitudinal section
Fig. 12 eine Draufsicht auf einen Fig. 12 is a plan view of a
entsprechenden Blechring nach Ausführungsbeispiel Fig. 11  corresponding sheet metal ring according to the embodiment of FIG. 11
Ein Gelenkkolben 1 besteht aus einem Kopfteil 2 und einem Kolbenschaft 3, die nur über einen Kolbenbolzen (nicht gezeichnet) miteinander verbunden sind. Vom Boden 4 des Kopfteiles 2 erstreckt sich eine äußere, die Nuten für die Kolbenringe enthaltende Ringwand 5. Radial mit Abstand innerhalb der Ringwand 5 verbindet eine Ringrippe 6 Naben 7 mit dem Kolbenboden 4, wobei zur Lagerung des Kolbenbolzens in der Nabe 7 eine Nabenbuchse 8 vorgesehen sein kann. Zwi schen Ringr ippe 6 und Ringwand 5 exi stie rt ei n ringförmiger Hohlraum 9, der durch ein Wandteil (Blechring 10) zu einem geschlossenen Kühlölraum abgedeckt ist. An articulated piston 1 consists of a head part 2 and a piston shaft 3, which are connected to one another only via a piston pin (not shown). Extending from the bottom 4 of the head part 2 is an outer ring wall 5 containing the grooves for the piston rings. Radially at a distance within the ring wall 5, an annular rib 6 connects hubs 7 to the piston head 4, with a hub bushing 8 for mounting the piston pin in the hub 7 can be provided. Between ring ring 6 and ring wall 5 exi stie rt ei n annular cavity 9, which is covered by a wall part (sheet metal ring 10) to a closed cooling oil chamber.
Der Blechring 10 gem. Fig. 1 - 4 ist auf seinem Umfang radial in zwei Hälften 11, 12 getrennt, wobei die Ränder 13, 14 in ihren Teilfugen in Druck-/Gegendruckrichtung z.B. nach oben abgebogen sind und unter Vorspannung elastisch aneinander anliegen. Auf seinem äußeren Umfang weist der Blechring 10 einen nach oben gebogenen Kragen 15 auf, mit dem er nach der Montage in einer als Auflager dienenden umlaufenden Aussparung 16 der Ringwand 5 anliegt. Auf seinem inneren Umfang weist der Blechring 10 außer einem Kragenteil 17 im Bereich der Nabe 7 einen elastisch federnden, nach unten gebogenen Haltebügel 18 auf, der sich gem. Fig. 1 und 2 unter Vorspannung an der Nabenbuchse 8 abstützt. Die Abstützung des Haltebügels 18 an seinem offenen Ende kann einerseits auch gem. Fig. 4 an beispielsweise zwei Spannhülsen 19 erfolgen, die in Bohrungen in der Nabe 7 befestigt sind, bzw. andererseits an einer Stützfläche, die als Kragensegment in der oberen Nabenhälfte oberhalb der Nabenbohrung so angeformt ist (nicht gezeichnet), daß die Auflagefläche für den Kolbenbolzen, bzw. für die Nabenbuchse nicht verkürzt wird. The sheet metal ring 10 acc. Fig. 1-4 is radially separated on its circumference in two halves 11, 12, the edges 13, 14 in their joints in the pressure / counter pressure direction e.g. are bent upwards and bear against each other under tension. On its outer circumference, the sheet metal ring 10 has an upwardly bent collar 15, with which it bears after assembly in a circumferential recess 16 of the ring wall 5 which serves as a support. On its inner circumference, the sheet metal ring 10 has, in addition to a collar part 17 in the area of the hub 7, an elastically resilient, downwardly bent retaining bracket 18 which can be used according to FIG. 1 and 2 are supported under prestress on the hub bushing 8. The support of the bracket 18 at its open end can also gem. Fig. 4 take place on two clamping sleeves 19, for example, which are fastened in bores in the hub 7, or on the other hand on a support surface which is formed as a collar segment in the upper half of the hub above the hub bore (not shown) so that the contact surface for the Piston pin, or for the hub bushing is not shortened.
Zur Zuführung des Kühlöls in den Hohlraum 9 ist in dem- Blechring 10 ein Stutzen 20 eingeformt. Zur Abfuhr des Kühlöls kann ebenfalls ein weiterer Stutzen vorgesehen sein oder mehrere an das Kragenteil 17 angeformte Sicken 21 , die vorzugsweise im Bereich außerhalb und angrenzend an die Naben 7 angeordnet sind, so daß der Abfluß gleichzeitig zur Pleuel Schmierung benutzt werden kann. To supply the cooling oil into the cavity 9, a nozzle 20 is formed in the sheet metal ring 10. To discharge the cooling oil, a further connecting piece can also be provided, or a plurality of beads 21 formed on the collar part 17, which are preferably arranged in the area outside and adjacent to the hubs 7, so that the drain simultaneously to the connecting rod Lubrication can be used.
Die Stutzen zur Zu- und Abfuhr des Kühlöls können dabei mit ihrem Kragen 15 so hochgezogen sein, daß im Inneren des Hohlraumes 9 immer eine gewisse Menge an Kühlöl vorhanden ist, die dem Niveau der Zu- und Ablaufbohrung entspricht. The neck for the supply and discharge of the cooling oil can be pulled up with its collar 15 so that there is always a certain amount of cooling oil in the interior of the cavity 9, which corresponds to the level of the inlet and outlet bore.
Um den in der Nabenbuchse 8 gelagerten Kolbenbolzen mit Schmieröl zu versorgen, sind im Bereich jeder Nabe 7 zwei Sicken 22 an den Haltebügel 18 angeformt, die ein Abfließen von Kühlöl ermöglichen. Um das Schmieröl im Lager besser zu verteilen sind außermittig je zwei Nuten 23, die insbesondere in Axialrichtung schräg verlaufen, im oberen Nabenbereich vorgesehen. In order to supply the piston pin mounted in the hub bushing 8 with lubricating oil, two beads 22 are formed on the retaining bracket 18 in the region of each hub 7, which allow cooling oil to flow away. In order to better distribute the lubricating oil in the bearing, two grooves 23 are provided off-center, which run in particular in the axial direction, in the upper hub area.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gem. Fig. 6 -8 ist der Hohlraum 9 durch ein Wandteil (Blechring 24) zu einem geschlossenen Kühlölraum abgedeckt, das eine nach unten gewölbte Ringfläche 25 mit einem daran angeformten umlaufenden Kragen 26 aufweist. Dieser Blechring 24 nimmt in Ruhelage die in Fig. 7 gestrichelt gezeichnete Kontur ein. Nach der Montage liegt der Blechring 24 unter Vorspannung einerseits mit dem Ende der gewölbten Ringfläche 25 in einer Aussparung 27 der Ringrippe 6 und andererseits der Kragen 26 in einer Ausnehmung 28 der Ringwand 5 an. Der Blechring kann zweiteilig ausgeführt sein mit zwei Bohrungen für den Kühlölzu- und -ablauf, oder einseitig geschlitzt, wobei gegenüber einer Trennfuge 29 eine Ausnehmung 30 angebracht ist, die ein Aufbiegen des Blechringes 24 zur Montage ermöglicht. In a further embodiment according to 6 -8, the cavity 9 is covered by a wall part (sheet metal ring 24) to form a closed cooling oil chamber, which has a downwardly curved annular surface 25 with a circumferential collar 26 formed thereon. In the rest position, this sheet metal ring 24 assumes the contour shown in dashed lines in FIG. 7. After assembly, the sheet metal ring 24 rests under tension on the one hand with the end of the curved ring surface 25 in a recess 27 of the ring rib 6 and on the other hand the collar 26 in a recess 28 of the ring wall 5. The sheet metal ring can be designed in two parts with two bores for the cooling oil inlet and outlet, or slotted on one side, a recess 30 being made opposite a separating joint 29, which enables the sheet metal ring 24 to be bent open for assembly.
Diese Ausnehmung 30 kann gleichzeitig zur Kühlölzu fuhr verwendet werden. Die Kühlölabfuhr erfolgt über eine weitere Öffnung 31 in der Nähe der Trennfuge 29, This recess 30 can simultaneously to the cooling oil drove used. The cooling oil is removed via a further opening 31 near the parting line 29,
Ein Verdrehen des Blechrings 24 kann beispielsweise durch eine am Kragen des Blechrings 24 angebrachte Sicke 32 oder Nase, die in eine partielle Ausnehmung an der Ringwand eingreift, verhindert werden. Rotation of the sheet metal ring 24 can be prevented, for example, by a bead 32 or nose which is attached to the collar of the sheet metal ring 24 and engages in a partial recess on the ring wall.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 und 10 werden für gleiche Teile die gleichen vorher genannten Bezugszeichen verwendet. In a further exemplary embodiment according to FIGS. 9 and 10, the same reference symbols mentioned above are used for identical parts.
Zur Abdeckung des ringförmigen Hohlraumes 9 wird ein als Blechring verwendetes Wandteil 33 vorgesehen, das eine nach oben gewölbte Ringfläche 34 mit daran am Außen- und Innenumfang angeformten Kragen 35, 36 aufweist. Die Kragen 35, 36, die von der nach oben gewölbten Ringfläche 34 weg nach unten weisen, nehmen in ihrer Ruhelage die in Fig. 9 gestrichelt gezeichnete Kontur ein. Nach der Montage liegt der Blechring 33 unter Vorspannung einerseits mit seinem äußeren Kragen 35 in einer entsprechenden Ausnehmung 37 am Innertumfang der Ringwand 5 und andererseits mit seinem inneren Kragen 36 in einer entsprechenden Ausnehmung 38 am Außenumfang, der Ringrippe 6 bzw. Nabe 7 an. Um die Kragen 35, 36 elastisch verformen zu können, weisen sie auf dem Umfang verteilte Längsschlitze 39, 40 auf, die sich über die ganze Länge der Kragen 35, 36 erstrecken. To cover the annular cavity 9, a wall part 33 used as a sheet metal ring is provided, which has an upwardly curved ring surface 34 with collars 35, 36 formed thereon on the outer and inner circumference. The collars 35, 36, which point downward away from the upwardly curved ring surface 34, assume the contour shown in broken lines in FIG. 9 in their rest position. After assembly, the sheet metal ring 33 rests under tension on the one hand with its outer collar 35 in a corresponding recess 37 on the inner circumference of the ring wall 5 and on the other hand with its inner collar 36 in a corresponding recess 38 on the outer circumference, the ring rib 6 or hub 7. In order to be able to elastically deform the collars 35, 36, they have longitudinal slots 39, 40 distributed over the circumference, which extend over the entire length of the collars 35, 36.
Um den Sitz des Blechringes 33 in den Ausnehmungen 37,38 zu verbessern sind die Kragen 35, 36 an ihren offenen Enden 41, 42 gegeneinander nach innen gebogen. Als Verdrehsicherung ist an dem Blechring 10 eine von dem äußeren Kragen 35 abstehende Nase 43 angeformt, die in eine entsprechende m der Ringwand 5 vorgesehene Aussparung 44 ragt. In order to improve the fit of the sheet metal ring 33 in the recesses 37, 38, the collars 35, 36 are bent towards one another at their open ends 41, 42. To prevent rotation, a nose 43 protruding from the outer collar 35 is formed on the sheet metal ring 10 and fits into a corresponding m of the ring wall 5 provided recess 44 protrudes.
Der Blechring 33 kann zweiteilig ausgeführt sein (Trennfugen 45) und zur Kühlölzu- und -abfuhr Ausnehmungen 46, 47 aufweisen.  The sheet metal ring 33 can be designed in two parts (parting lines 45) and have recesses 46, 47 for supplying and removing cooling oil.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 u. 12 besteht der Kolben 1 aus einem Kopfteil 2, auf dessen Naben 7 ein Kolbenschaft 3 aufgepresst und mit Preßsitz in den Naben 7 sitzenden Nabenbuchsen 8 gesichert ist. Ein Sicherungsring 48 greift in eine Nut des Kolbenschaftes 3 ein und liegt einerseits an der äußeren Stirnseite der Nabenbuchse 8 und andererseits an der Stirnseite des Kolbenbolzens (nicht gezeichnet) an. In a further embodiment shown in FIG. 11 u. 12, the piston 1 consists of a head part 2, on the hubs 7 of which a piston shaft 3 is pressed and secured with a press fit in the hubs 7 seated bushings 8. A locking ring 48 engages in a groove of the piston skirt 3 and lies on the one hand on the outer end face of the hub bushing 8 and on the other hand on the end face of the piston pin (not shown).
Vom Boden 4 des Kopfteiles 2 erstreckt sich eine äußere, die Nuten für die Kolbenringe enthaltende Ringwand 5. Radial mit Abstand innerhalb der Ringwand 5 verbindet eine Ringrippe 6 die Naben 7 mit dem Kolbenboden 4. Zwischen Ringrippe 6 und Ringwand 5 existiert ein ringförmiger Hohlraum 9, der durch einen Blechring 49 zu einem geschlossenen Kühlölraum abgedeckt ist. Um den Hohlraum 9 mit Kühlöl beaufschlagen zu können, ist in dem Blechring 49 je ein Stutzen 50, 51 für den Zu- und Ablauf eingeformt. Der Blechring 49, der radial in zwei Hälften 52, 53 getrennt ist, weist auf seinem inneren Umfang einen nach oben gerichteten Kragen 54 auf, mit dem er nach der Montage in einer als Auflager dienenden umlaufenden Aussparung 55 der Ringrippe 6 anliegt. Mit seinem äußeren Rand 56 liegt der Blechring 49 in einer Ausnehmung 57 am offenen Ende der Ringwand 5 mit axialem Spiel und durch den Kolbenschaft 3 soweit vorgespannt, daß die im Betrieb wirkenden Kräfte aufgenommen werden können ohne eine Bewegung des Blechringes zuzulassen. Durch die Aussparung 55 und die Ausnehmung 57 wird der Blechring auf seinem Innen- und Außenumfang geführt und zentriert und abgedichtet. Extending from the bottom 4 of the head part 2 is an outer ring wall 5 containing the grooves for the piston rings. Radially at a distance within the ring wall 5, an annular rib 6 connects the hubs 7 to the piston crown 4. Between the ring rib 6 and the ring wall 5 there is an annular cavity 9 , which is covered by a sheet metal ring 49 to form a closed cooling oil chamber. In order to be able to apply cooling oil to the cavity 9, a connection piece 50, 51 is formed in the sheet metal ring 49 for the inlet and outlet. The sheet metal ring 49, which is separated radially into two halves 52, 53, has on its inner circumference an upwardly directed collar 54, with which it bears after assembly in a circumferential recess 55 of the ring rib 6 serving as a support. With its outer edge 56, the sheet metal ring 49 lies in a recess 57 at the open end of the ring wall 5 with axial play and is prestressed by the piston shaft 3 to such an extent that the forces acting during operation can be absorbed without allowing the sheet metal ring to move. By the recess 55 and the recess 57, the sheet metal ring is guided on its inner and outer circumference and centered and sealed.
Zur Erzielung der Vorspannung sollte der Blechring aus einem federnden Werkstoff, z.B. Federstahl gefertigt sein. To achieve the preload, the sheet metal ring should be made of a resilient material, e.g. Spring steel be made.
Mit derartigen Ausführungen wird auf konstruktiv einfache Weise für einen Gelenkkolben ein dichter Abschluß des für das durchfließende Kühlöl benötigten ringförmigen Hohlraumes erreicht. With such designs, a tight seal of the annular cavity required for the cooling oil flowing through is achieved in a structurally simple manner for an articulated piston.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Mehrteiliger, gekühlter Kolben für Verbrennungsmotoren, bestehend aus einem Kopfteil mit an dieses angeformten Naben zur Aufnahme des den Kolben mit dem Pleuel verbindenden Kolbenbolzens, einer äußeren an einem ersten Ende in den Boden des Kopfteils übergehenden und an ihrem zweiten Ende offen auslaufenden Ringwand zur Aufnahme mindestens einer Kolbenringnut und mit einem sich radial innen an dieser Ringwand anschließenden zu dem zweiten Ende der Ringwand offenen, die Naben bzw. deren zu dem Boden des Kopfteils verlaufende Abstützungsteile, die insbesondere eine Art Rin- grippe sein können, umgebenden Hohlraum, der etwa in Höhe des zweiten Endes der Ringwand durch ein ringförmiges Wandteil zur Bildung eines durchströmbaren Kühlölraumes verschließbar ist, wobei das Wandteil zwischen Auflagern an den Naben bzw. Abstützungsteilen des Kopfteils einerseits und radial außen an der Ringwand andererseits, an denen es jeweils frei aufliegt, unter Vorspannung eingespannt ist, und einem nur über den Kolbenbolzen mit dem Kopfteil verbundenen Kolbenschaft, dadurch gekennzeichnet, 1. Multi-part, cooled piston for internal combustion engines, consisting of a head part with integrally molded hubs for receiving the piston connecting the piston with the connecting rod, an outer at a first end merging into the bottom of the head part and open at its second end to open ring wall Receiving at least one piston ring groove and with a cavity which adjoins the second end of the ring wall radially on the inside and surrounds the hubs or their support parts which run to the bottom of the head part and which can be, in particular, a type of ring flu at the level of the second end of the ring wall can be closed by an annular wall part to form a flowable cooling oil chamber, the wall part between supports on the hubs or support parts of the head part on the one hand and radially outside on the ring wall on the other hand, against which it rests freely, under prestress is clamped and a piston skirt connected to the head part only via the piston pin, characterized in that
daß das Wandteil (10) sich über einen Haltebügel (18) an der Nabenbuchse (8) abstützt. that the wall part (10) is supported by a bracket (18) on the hub bushing (8).
2. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, 2. Multi-part, cooled piston according to the preamble of claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
daß das Wandteil (10) sich über einen Haltebügel (18) an einem in der Nabe (7) sitzenden, als Spannhülse ausgebildeten Befestigungsmittel (19) abstützt.  that the wall part (10) is supported by a bracket (18) on a seat in the hub (7), designed as an adapter sleeve (19).
3. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, 3. Multi-part, cooled piston according to the preamble of claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
daß das Wandteil (24, 33) eine Ringfläche (25, 34) mit mindestens einem daran am Außen- und/oder Innenumfang angeformten umlaufenden Kragen (26, 35, 36) aufweist.  that the wall part (24, 33) has an annular surface (25, 34) with at least one circumferential collar (26, 35, 36) formed thereon on the outer and / or inner circumference.
4. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, 4. Multi-part, cooled piston according to claim 3, characterized in
daß das innere Ende der Ringfläche (25) in eine Aussparung (27) der Ringrippe (6) einerseits und der Kragen (26) in eine Ausnehmung (28) der Ringwand (5) andererseits unter Vorspannung eingreift. 5. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,  that the inner end of the annular surface (25) engages in a recess (27) of the annular rib (6) on the one hand and the collar (26) in a recess (28) of the ring wall (5) on the other hand under tension. 5. Multi-part, cooled piston according to claim 3, characterized in
daß das eine Ringfläche (34) aufweisende Wandteil (33) einerseits mit seinem am Außenumfang angeformten Kragen (35) in eine Ausnehmung (37) der Ringwand (5) und andererseits der am Innenumfang angeformte Kragen (36) in eine Ausnehmung (38; der Ringrippe (6) unter Vorspannung eingreift. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, that the wall part (33) having an annular surface (34) on the one hand with its collar (35) formed on the outer circumference into a recess (37) of the ring wall (5) and on the other hand the collar (36) formed on the inner circumference into a recess (38; Ring rib (6) engages under pretension. Multi-part, cooled piston according to claim 5, characterized in that
daß die an der Ringfläche (34) am Außen- und I n ne nu m fang an g e f o rmt en uml au fenden K ra gen ( 35 , 36) mehrere auf dem Umfang verteilte Längsschlitze (39, 40) aufweisen.  that the circumferential collars (35, 36) on the ring surface (34) at the outer and in a just beginning have a plurality of longitudinal slots (39, 40) distributed over the circumference.
Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach Anspruch 5 oder 6, Multi-part, cooled piston according to claim 5 or 6,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
daß das Wandteil (33) als Verdrehsicherung mindestens eine, in eine in der Ringwand (5) vorgesehene Aussparung (44) ragende, von dem äußeren Kragen (35) abstehende Nase (43) aufweist. that the wall part (33) has at least one nose (43) projecting into a recess (44) provided in the ring wall (5) and protruding from the outer collar (35) as a means of preventing rotation.
Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach Anspruch 5 oder 6, Multi-part, cooled piston according to claim 5 or 6,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
daß die Enden (41, 42) der beiden Kragen (35, 36. gegeneinander nach innen abgebogen sind. that the ends (41, 42) of the two collars (35, 36. are bent towards each other inwards.
Mehrteiliger, gekühlter Kolben für Verbrennungsmotoren, bestehend aus einem Kopfteil mit an dieses angeformten Naben zur Aufnahme des den Kolben mit dem Pleuel verbindenden Kolbenbolzens, einer äußeren an einem ersten Ende in den Boden des Kopfteils übergehenden und an ihrem zweiten Ende offen auslaufenden Ringwand zur Aufnahme mindestens einer Kolbenringnut und mit einem sich radial innen an dieser Ringwand anschließenden zu dem zweiten Ende der Ringwand offenen, die Naben bzw. deren zu dem Boden des Kopfteils verlaufende Abstützungstelle, die insbesondere eine Art Ringrippe sein können, umgebenden Hohlraum, der etwa in Höhe des zweiten Endes der Ringwand durch ein ringförmiges Wandteil zur Bildung eines durchströmbaren Kühlölraumes verschließbar ist, und einen auf die Naben des Kopfteils aufgepreßten Kolbenschaft, Multi-part, cooled piston for internal combustion engines, consisting of a head part with integrally molded hubs for receiving the piston pin connecting the piston to the connecting rod, an outer ring wall at a first end merging into the bottom of the head part and openly tapering at its second end for receiving at least a piston ring groove and with a radially inner to this ring wall to the second end of the ring wall open, surrounding the hubs or the support point running to the bottom of the head part, which can in particular be a kind of ring rib, surrounding approximately the height of the second End of the ring wall by one ring-shaped wall part can be closed to form a flowable cooling oil chamber, and a piston skirt pressed onto the hubs of the head part,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
daß das Wandteil (49) zwischen Auflagern an den Abstützungsteilen des Kopfteils (2) einerseits und radial außen an dem Kolbenschaft (3) andererseits, an denen es jeweils frei aufliegt, unter Vorspannung eingespannt ist.  that the wall part (49) between supports on the support parts of the head part (2) on the one hand and radially outside on the piston skirt (3) on the other hand, on which it rests freely, is clamped under pretension.
10. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, 10. Multi-part, cooled piston according to claim 9, characterized in
daß der Kolbenschaft (3) durch in die Nabenbohrungen des Kopfteils (2) eingesetzte über die äußeren Nabenbohrungsenden hinausragende Nabenbuchsen (8) gehalten sind.  that the piston shaft (3) are held by hub bushings (8) which project into the hub bores of the head part (2) and project beyond the outer ends of the hub bores.
11. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, 11. Multi-part, cooled piston according to claim 9, characterized in that
daß das Wandteil (49) an seinem Innen- und Außenrand (56) zentriert am Kopfteil (2) anliegt.  that the wall part (49) is centered on its inner and outer edge (56) on the head part (2).
12. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach Anspruch 9 - 11, 12. Multi-part, cooled piston according to claim 9-11,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
daß -das Wandteil (49) an seinem Innenrand kragenförmig (54) nach insbesondere oben abgebogen ist und an der Ringrippe (6) anliegt.  that the wall part (49) is bent in the form of a collar (54) on its inner edge in particular upwards and bears against the annular rib (6).
13. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach einem der 13. Multi-part, cooled piston according to one of the
vorhergehenden Anspüche,  previous claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
daß das Wandteil (10, 24, 33, 49) ein Blechring ist. that the wall part (10, 24, 33, 49) is a sheet metal ring.
14. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 14. Multi-part, cooled piston according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
daß das Wandteil (10, 24, 33, 49) auf seinem Umfang mindestens einmal radial geteilt ist.  that the wall part (10, 24, 33, 49) is radially divided at least once on its circumference.
15. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, 15. Multi-part, cooled piston according to claim 14, characterized in
daß das Wandteil (10, 24, 33, 49) aus zwei gleichen Teilen besteht.  that the wall part (10, 24, 33, 49) consists of two equal parts.
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