EP0957256A2 - Ringträger für einen Kolben eines Verbrennungsmotors - Google Patents

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EP0957256A2
EP0957256A2 EP99107244A EP99107244A EP0957256A2 EP 0957256 A2 EP0957256 A2 EP 0957256A2 EP 99107244 A EP99107244 A EP 99107244A EP 99107244 A EP99107244 A EP 99107244A EP 0957256 A2 EP0957256 A2 EP 0957256A2
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sheet metal
cooling channel
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internal combustion
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Helmut Donner
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Mahle GmbH
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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 
    • F02F3/16—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

Definitions

  • the invention relates to a ring carrier for a piston of an internal combustion engine with a sheet metal cooling duct, the is connected to the ring carrier by welding.
  • Ring carrier-cooling channel combinations are in themselves e.g. out known from US 4,907,545 or from FR 2,044,242. At These constructions are the ring carrier back for formation profiled a cooling channel so that a relatively simple, circular or cylindrical sheet the cooling channel can close. However, this requires a lot of material and processing and increases compared to a U-shaped sheet metal cooling channel, the weight of the piston.
  • JP-OS 5-240347 it is also known to im Cross section approximately C-shaped, circular sheet metal cooling channel in shrink the ring carrier and weld it to it.
  • This sheet metal part can only be made by complex Manufacture metal forming technology.
  • the invention is therefore concerned with the problem of a generic ring carrier a complex and expensive Avoid shaping the sheet metal cooling channel or the ring carrier.
  • the radially outer wall of the sheet metal cooling duct can both be formed by one as well as by both sheet metal parts or the radial outer boundary of the cooling channel can formed by the radially inner wall of the ring carrier be.
  • the weld seam is usually in the radially inner one Wall of the sheet metal cooling duct.
  • Sheet metal cooling duct By dividing the sheet metal cooling duct into two duct halves it becomes possible instead of a part that is difficult to manufacture two simple parts to use. Another advantage of Sheet metal cooling duct according to the invention is possible a variable shape with uneven cross-sections about the extent that z. B. positioned off-center Troughs may be required.
  • Ring carrier that shrinking the sheet into the ring carrier or the bending around known from DE-OS 26 24 412 of the sheet around the ring carrier can be omitted.
  • the two sheet metal parts can, for. B. as circular half-shells be formed - with a side wall of the half-shell is pulled up - as in Fig. 1 or it can be a sheet metal part as a half-shell and the second sheet metal part with an annular shape Angular profile as in Fig. 2 be formed.
  • the two halves of the cooling duct are usually together welded.
  • the parts of the sheet metal cooling channel in the Groove reinforcement pressed in and in addition can a ring carrier Centering or on the ring carrier back shoulders be in contact with the sheet metal part.
  • the piston 1 has a cooled ring carrier 2, the from a solid, circular groove reinforcement 3 made of Niresist material and one welded to the groove reinforcement 3 Sheet metal cooling duct 4, which in turn consists of 2 together welded channel halves 5 and 6.
  • the radially outer boundary of the cooling channel is due to the radially inner wall of the groove reinforcement 3 is formed.

Abstract

Bei einem gekühlten Ringträger (2) - bestehend aus einem Ringträger (2) und einem aus Blech geformten Kühlkanal (4) - soll die Herstellbarkeit des Blechkühlkanals (4) verbessert werden, da die Herstellung eines einteiligen Blechkühlkanals (4) aufwendig und teuer ist. Hierzu wird der Blechkühlkanal (4) aus zwei Blechteilen, insbesondere zwei Blechhalbschalen (5,6) gebildet, die vorzugsweise miteinander verschweißt werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ringträger für einen Kolben eines Verbrennungsmotors mit einem Blechkühikanal, der durch Schweißen mit dem Ringträger verbunden ist.
Ringträger-Kühlkanal-Kombinationen sind an sich z.B. aus der US 4,907,545 oder aus der FR 2.044.242 bekannt. Bei diesen Konstruktionen ist der Ringträgerrücken zur Bildung eines Kühlkanals so profiliert, daß ein relativ einfaches, kreisringförmiges oder zylinderförmiges Blech den Kühikanal verschließen kann. Dies erfordert jedoch einen hohen Material- und Bearbeitungsaufwand und erhöht, verglichen mit einem U-förmigen Blechkühlkanal, das Gewicht des Kolbens.
Es ist ferner aus der DE 26 24 412 bekannt, zur Herstellung einer Ringträger-Kühlkanal-Kombination ein ebenes Kreisring-Blech U-förmig um einen Ringträger herumzubiegen und schweißtechnisch mit diesem zu verbinden. Dieses Verfahren erfordert am Ringträger kaum Bearbeitungsaufwand, ist jedoch umformtechnisch aufwendig.
Aus der JP-OS 5-240347 ist es ferner bekannt, einen im Querschnitt etwa C-förmigen, kreisrunden Blechkühlkanal in den Ringträger einzuschrumpfen und mit diesem zu verschweißen. Auch dieses Blechteil läßt sich nur durch aufwendige Umformtechnik herstellen.
Die Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, bei einem gattungsgemäßen Ringträger eine aufwendige und teure Formgebung des Blechkühlkanals bzw. des Ringträgers zu vermeiden.
Dieses Problem wird gelöst durch einen Ringträger nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die radial äußere Wand des Blechkühlkanals kann sowohl durch ein als auch durch beide Blechteile gebildet werden oder die radiale äußere Begrenzung des Kühlkanals kann durch die radial innen liegende Wand des Ringträgers gebildet sein.
Die die beiden Blechteile im Normalfall miteinander verbindende Schweißnaht liegt üblicherweise in der radial inneren Wand des Blechkühlkanals.
Durch die Teilung des Blechkühlkanals in zwei Kanalhälften wird es möglich, anstatt einem schwer herzustellenden Teil zwei einfache Teile zu verwenden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Blechkühlkanals besteht in der Möglichkeit einer variablen Formgebung mit ungleichmäßigen Querschnitten über den Umfang, die z. B. bei außermittig positionierten Mulden erforderlich werden können.
Ebenfalls von Vorteil ist beim erfindungsgemäßen gekühlten Ringträger, daß das Einschrumpfen des Blechs in den Ringträger bzw. das aus der DE-OS 26 24 412 bekannte Herumbiegen des Blechs um den Ringträger entfallen kann.
Die beiden Blechteile können z. B. als kreisrunde Halbschalen ausgebildet sein - wobei eine Seitenwand der Halbschale hochgezogen ist - wie in Fig. 1 oder es kann ein Blechteil als Halbschale und das zweite Blechteil kreisringförmig mit Winkelprofil wie in Fig. 2 ausgebildet sein.
Die beiden Hälften des Kühlkanals sind im Regelfall miteinander verschweißt.
Unter Umständen ist es aber auch denkbar, bei sich überlappenden Kühlkanalhälften und bei einer exakten Anlage der Hälften aneinander auf die Schweißnaht zu verzichten. Dabei müssen beide Blechhälften auch beim üblichen Alfinieren und beim Eingießen so aneinanderliegen, daß keine Schmelze in den Kühlkanal eindringen kann.
Der durch die zusätzliche Schweißnaht entstehende Aufwand ist vergleichsweise gering. Allerdings müssen die beiden zu verschweißenden Hälften des Blechkühlkanals - insbesondere wenn die Blechteile stumpf gegeneinander geschweißt werden sollen - exakt gefertigt sein und es müssen Maßnahmen getroffen werden, um einen Verzug beim Schweißen zu vermeiden.
Insbesondere können die Teile des Blechkühlkanals in die Nutbewehrung eingepreßt und zusätzlich können ein Ringträger Zentrierungen bzw. am Ringträgerrücken Absätze angedreht sein, an denen das Blechteil anliegt.
Dieses Problem tritt bei einer Überlappung der zu verschweißenden Bleche nicht im selben Maße auf.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
einen erfindungsgemäßen Ringträger mit zweiteiligem Blechkühlkanal
Fig. 2
eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ringträgers.
Der Kolben 1 weist einen gekühlten Ringträger 2 auf, der aus einer massiven, kreisrunden Nutbewehrung 3 aus Niresist-Material und einem mit der Nutbewehrung 3 verschweißten Blechkühlkanal 4 besteht, der wiederum aus 2 miteinander verschweißten Kanalhälften 5 und 6 besteht.
Die radial äußere Begrenzung des Kühlkanals ist durch die radial innere Wand der Nutbewehrung 3 gebildet.

Claims (3)

  1. Ringträger (2) für einen Kolben (1) eines Verbrennungsmotors mit einem Blechkühlkanal (4), der an den Ringträger (2) angeschweißt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Blechkühlkanal (4) aus zwei Blechteilen (5, 6) besteht.
  2. Ringträger für einen Kolben nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Blechkühlkanal (4) eine horizontale Teilung aufweist.
  3. Ringträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß beide Teile (5, 6) des Blechkühlkanals (4) sich im Bereich der Schweißnaht überlappen.
EP19990107244 1998-05-13 1999-04-14 Ringträger für einen Kolben eines Verbrennungsmotors Expired - Lifetime EP0957256B1 (de)

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