EP1063409A2 - Kolben für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

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EP1063409A2 EP00111733A EP00111733A EP1063409A2 EP 1063409 A2 EP1063409 A2 EP 1063409A2 EP 00111733 A EP00111733 A EP 00111733A EP 00111733 A EP00111733 A EP 00111733A EP 1063409 A2 EP1063409 A2 EP 1063409A2
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EP
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cooling
channel
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Wolfgang Hanke
Gregor Müller
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KS Kolbenschmidt GmbH
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    • 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 piston for an internal combustion engine with an annular arranged cooling channel, which has inlet and outlet openings, cooling oil through a cooling oil nozzle as a free oil jet via an inlet channel into the inlet opening and can thus be fed into the cooling channel and through at least one drain opening can be discharged via a drain channel.
  • Such a piston is known for example from DE 43 40 891 A1.
  • the cooling oil is connected to the motor housing by a cooling oil syringe from the crank chamber through the free interior of the piston through as free Oil jet injected into the inlet opening of the cooling channel.
  • the Cooling oil jet captured as well as possible at all piston stroke positions become.
  • Such a piston has the disadvantage that in engines with mutually arranged Cooling oil nozzles two piston designs (one design with one after inlet opening on the right and a version with one on the left Inlet opening) must be used. This means a lot of effort.
  • the outlet opening has an elongated passage cross section the disadvantage that a high leakage oil flow and thus a reduced Cooling effect takes place.
  • the present invention is based on the object Improve pistons of the type described above so that it is universal is usable and inexpensive to manufacture and has an improved cooling effect having.
  • cooling channel has at least three openings, in which Cooling channel level seen from the one drain opening opposite two mutually Inlet openings to be used are arranged such that the openings in Relative to a central axis extending through the drain opening arranged symmetrically are.
  • the piston is universal in engines with reciprocal arranged cooling nozzles can be used.
  • the piston can both for engines with parallel to the cylinder axis and with splashing inclined to it Cooling nozzles, as well as gasoline and diesel engines are used.
  • the Opening that cannot be supplied with cooling oil through a cooling nozzle serves as additional drain opening. This results in comparison to, for example slot-shaped drain opening an improved cooling effect.
  • a piston 1 has a ring-shaped arrangement in its piston head region Cooling channel 2 on.
  • This cooling channel 2 has two mutually usable inlet openings 3, 5, which are arranged symmetrically to the central axis and a drain opening 4.
  • These openings 3, 4, 5 are inlet and outlet channels 6, 7, 8, respectively assigned.
  • the channels 6, 7, 8 are advantageously rotationally symmetrical, the channels 6, 7, 8 at least in one facing away from the cooling channel Section 9 can be conical.
  • the diameter of the openings 3, 4, 5 can be approx. 1/25 to approx. 1/5 of the piston diameter.
  • the inlet and outlet channels 6, 7, 8 can be inclined up to approx. 15 ° with respect to the piston axis.
  • the openings 3, 4, 5 can be sharp-edged, chamfered or rounded his.
  • a cooling oil nozzle (not shown) is used Cooling oil is injected into the inlet channel 7 and thus into the inlet opening 3. The cooling oil arrives in the cooling channel 2 and can via the drain opening 4 and the associated drain channel 6 and via the opening 5 and the associated channel 8 drain.

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Abstract

Kolben für einen Verbrennungsmotor mit einem ringförmig angeordneten Kühlkanal, der Zulauf- und Ablauföffnungen aufweist, wobei Kühlöl durch eine Kühlöldüse als freier Ölstrahl über einen Zulaufkanal in die Zulauföffnung und damit in den Kühlkanal zuführbar ist und durch mindestens eine Ablauföffnung über einen Ablaufkanal abführbar ist, wobei der Kühlkanal (2) zumindest drei Öffnungen (3, 4, 5) aufweist, wobei in der Kühlkanalebene gesehen der einen Ablauföffnung (4) gegenüberliegend zwei wechselseitig zu nutzende Zulauföffnungen (3, 5) derart angeordnet sind, daß die Öffnungen (3, 5) in Bezug auf eine durch die Ablauföffnung (4) verlaufende Mittelachse symmetrisch angeordnet sind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor mit einem ringförmig angeordneten Kühlkanal, der Zulauf- und Ablauföffnungen aufweist, wobei Kühlöl durch eine Kühlöldüse als freier Ölstrahl über einen Zulaufkanal in die Zulauföffnung und damit in den Kühlkanal zuführbar ist und durch mindestens eine Ablauföffnung über einen Ablaufkanal abführbar ist.
Ein derartiger Kolben ist beispielsweise aus der DE 43 40 891 A1 bekannt. Hierbei wird das Kühlöl durch eine fest mit dem Motorgehäuse verbundene Kühlölspritze vom Kurbelraum aus durch den freien Innenraum des Kolbens durch als freier Ölstrahl in die Zulauföffnung des Kühlkanals eingespritzt. Auf diese Weise soll der Kühlölstrahl bei sämtlichen Hubstellungen des Kolben möglichst gut aufgefangen werden. Dazu ist desweiteren eine im Durchtrittsquerschnitt langgestreckte Kühlölzulauföffnung und eine Auslaßöffnung vorgesehen. In der Kühlkanalebene gesehen ist dabei die Zulauföffnung hinsichtlich einer durch die Zulauföffnung verlaufenden Mittelachse versetzt angeordnet.
Ein derartiger Kolben weist den Nachteil auf, daß bei Motoren mit wechselseitig angeordneten Kühlöldüsen zwei Kolbenausführungen (eine Ausführung mit einer nach rechts versetzter Zulauföffnung und eine Ausführung mit einer nach links versetzten Zulauföffnung) eingesetzt werden müssen. Dies bedeutet einen hohen Aufwand. Zudem weist die einen langgestreckten Durchtrittsquerschnitt aufweisende Ablauföffnung den Nachteil auf, daß ein hoher Leckageöldurchfluß und damit eine verminderte Kühlwirkung stattfindet.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kolben der vorstehend beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß er universell einsetzbar und kostengünstig herzustellen ist und eine verbesserte Kühlwirkung aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Kolben der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kühlkanal zumindest drei Öffnungen aufweist, wobei in der Kühlkanalebene gesehen der einen Ablauföffnung gegenüberliegend zwei wechselseitig zu nutzende Zulauföffnungen derart angeordnet sind, daß die Öffnungen in Bezug auf eine durch die Ablauföffnung verlaufende Mittelachse symmetrisch angeordnet sind.
Auf diese Weise wird also erreicht, daß der Kolben universell bei Motoren mit wechselseitig angeordneten Kühldüsen eingesetzt werden kann. Dabei kann der Kolben sowohl bei Motoren mit parallel zur Zylinderachse als auch mit dazu geneigten spritzenden Kühldüsen, sowie bei Otto- und auch Dieselmotoren eingesetzt werden. Die Öffnung, die nicht durch eine Kühldüse mit Kühlöl versorgt werden kann, dient als zusätzliche Ablauflauföffnung. Dadurch ergibt sich im Vergleich zu einer beispielsweise langlochförmigen Ablauföffnung eine verbesserte Kühlwirkung.
Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigt:
  • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Kolbens im Schnitt und
  • Fig. 2
    eine Unteransicht des erfindungsgemäßen Kolbens.
    • Ein Kolben 1 weist in seinem Kolbenkopfbereich einen ringförmig angeordneten Kühlkanal 2 auf. Dieser Kühlkanal 2 besitzt zwei wechselseitig zu nutzende Zulauföffnungen 3, 5, die symmetrisch zur Mittelachse angeordnet sind sowie eine Ablauföffnung 4. Diesen Öffnungen 3, 4, 5 sind jeweils Zulauf- bzw. Ablaufkanäle 6, 7, 8 zugeordnet. Die Kanäle 6, 7, 8 sind in vorteilhafter Weise rotationssymmetrisch ausgeführt, wobei die Kanäle 6, 7, 8 zumindest in einem vom Kühlkanal abgewandten Abschnitt 9 konisch ausgeführt sein können. Der Durchmesser der Öffnungen 3, 4, 5 kann ca. 1/25 bis ca. 1/5 des Kolbendurchmessers betragen. Die Zulauf- bzw. Ablaufkanäle 6, 7, 8 können bis zu ca. 15° im Bezug auf die Kolbenachse geneigt sein. Die Öffnungen 3, 4, 5 können scharfkantig, angefast oder abgerundet ausgeführt sein.
    Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird über eine nicht dargestellte Kühlöldüse Kühlöl in den Zulaufkanal 7 und damit in die Zulauföffnung 3 gespritzt. Das Kühlöl gelangt auf diese Weise in den Kühlkanal 2 und kann über die Ablauföffnung 4 und den zugehörigen Ablaufkanal 6 sowie über die Öffnung 5 und den zugehörigen Kanal 8 abfließen.

    Claims (6)

    1. Kolben für einen Verbrennungsmotor mit einem ringförmig angeordneten Kühlkanal, der Zulauf- und Ablauföffnungen aufweist, wobei Kühlöl durch eine Kühlöldüse als freier Ölstrahl über einen Zulaufkanal in die Zulauföffnung und damit in den Kühlkanal zuführbar ist und durch mindestens eine Ablauföffnung über einen Ablaufkanal abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (2) zumindest drei Öffnungen (3, 4, 5) aufweist, wobei in der Kühlkanalebene gesehen der einen Ablauföffnung (4) gegenüberliegend zwei wechselseitig zu nutzende Zulauföffnungen (3, 5) derart angeordnet sind, daß die Öffnungen (3, 5) in Bezug auf eine durch die Ablauföffnung (4) verlaufende Mittelachse symmetrisch angeordnet sind.
    2. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauf- und Ablaufkanäle (6, 7, 8) rotationssymmetrisch ausgeführt sind.
    3. Kolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauf- und Ablaufkanäle (6, 7, 8) zumindest in einem vom Kühlkanal abgewandten Abschnitt (9) konisch ausgeführt sind.
    4. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Öffnungen (3, 4, 5) ca.1/25 ― ca.1/5 des Kolbendurchmessers beträgt.
    5. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauf- bzw. Ablaufkanäle (6, 7, 8) bis zu ca. 15° in Bezug auf die Kolbenachse geneigt sind.
    6. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (3, 4, 5) der Zu- und Ablaufkanäle (6, 7, 8) scharfkantig, angefast oder abgerundet ausgeführt sind.
    EP00111733A 1999-06-24 2000-06-02 Kolben für einen Verbrennungsmotor Revoked EP1063409B1 (de)

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