EP1185774B1 - Gekühlter kolben für verbrennungsmotoren - Google Patents
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- EP1185774B1 EP1185774B1 EP00936631A EP00936631A EP1185774B1 EP 1185774 B1 EP1185774 B1 EP 1185774B1 EP 00936631 A EP00936631 A EP 00936631A EP 00936631 A EP00936631 A EP 00936631A EP 1185774 B1 EP1185774 B1 EP 1185774B1
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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 cooled piston for internal combustion engines with the features according to the preamble of the claim 1.
- Such pistons are from DD 252 638 A1 and DE 41 34 530 A1 known, in which to cover the downwardly open circular cooling channel serving Wall part is designed as an open sheet metal ring, the taking advantage of its elastic deformation after the Seeger ring principle, i.e. under preload in radial Direction, in a groove on the inner circumference of the piston ring zone or lies on the outer circumference of the combustion chamber wall.
- a piston head part is known from DE 42 08 037 C2, at which the cooling channel open at the bottom by a on its circumference at least two-part radially fixed tensioned disc spring, the radially inside and outside on axially opposite Sides freely on supports, is covered.
- a piston with a cooling channel is in the Piston head known in which one the lower open end of the Baffle plate covering the cooling channel is provided, the ends of which bent vertically upwards in the area of the division to maintain a certain level of cooling oil in the cooling channel.
- the invention is therefore based on the object, the dwell time to extend the cooling oil in the cooling duct and the Shaker effect of the cooling oil to enhance a better one To achieve heat dissipation of the piston areas to be cooled.
- a cooled piston consists of a piston head 1 and a with this via a piston pin (not shown) hinged piston skirt (not shown).
- an annular cooling channel 2 provided that at its end open to the piston skirt through a wall part 3, e.g. a two-part disc spring or two sheet metal strip halves 4, 5 is closed.
- a wall part 3 e.g. a two-part disc spring or two sheet metal strip halves 4, 5 is closed.
- the wall part 3 is supported in the piston head 1 per se known type, e.g.
- the wall part 3 is by radial divisions 9, 10th divided into two sheet metal strip halves 4, 5, which are prestressed form the lower end of the cooling channel 2.
- For feeding of cooling oil are in the first half of the metal strip 4 from the Wall part 3 two sections 11 bent obliquely upwards, 12, released so that the cooling oil jet divided and each about half in the opposite direction in the Cooling duct 2 enters.
- the oil flow then runs around in the cooling channel and is provided by one in the second metal strip half 5 Discharge opening 13 derived again.
- the production of the transverse walls 6 of the wall part 3 can be done easily done by reshaping.
- this connection can, for example, of an annular, punched flat wall part 3 or a straight flat wall part 3 be, with the straight exit strip the Folding 14 has to be done so that subsequently an annular Wall part 3 is present.
- Another version is to enlarge the shaker room in the flat area 15 of the wall part 3 Forming a recess 16 formed in the direction of the piston skirt.
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Description
Die Erfindung betrifft einen gekühlten Kolben für Verbrennungsmotoren
mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
Derartige Kolben sind aus der DD 252 638 A1 und der
DE 41 34 530 A1 bekannt, bei denen das zur Abdeckung des
nach unten offenen ringförmig umlaufenden Kühlkanals dienende
Wandteil als offener Blechring ausgebildet ist, der
unter Ausnutzung seiner elastischen Verformung nach dem
Seeger-Ring-Prinzip, d.h. unter Vorspannung in radialer
Richtung, in einer Nut am Innenumfang der Kolbenringzone
bzw. am Außenumfang der Brennraumwandung liegt.
Aus der DE 42 08 037 C2 ist ein Kolbenkopfteil bekannt, bei
dem der unten offene Kühlkanal durch eine auf ihrem Umfang
mindestens zweigeteilte radial fixierte gespannte Tellerfeder,
die radial innen und außen an axial entgegengesetzten
Seiten frei an Auflagern anliegt, abgedeckt ist.
Aus der DE 39 91 677 T1 ist ein Kolben mit Kühlkanal im
Kolbenkopf bekannt, bei dem eine das untere offene Ende des
Kühlkanals abdeckende Prallplatte vorgesehen ist, deren Enden
im Bereich der Teilung senkrecht nach oben abgebogen
sind, um ein gewisses Niveau an Kühlöl im Kühlkanal zu halten.
Nachteilig an den obigen Ausführungen ist, daß die Verweildauer
des Kühlöls im Kühlkanal nicht in dem gewünschten Maße
befriedigend gelöst ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Verweildauer
des Kühlöls im Kühlkanal zu verlängern und den
Shakereffekt des Kühlöls zu verstärken, um eine bessere
Wärmeabfuhr der zu kühlenden Kolbenbereiche zu erreichen.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Kolben
durch die Merkmale nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen nach der Erfindung sind
in den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in den Zeichnungen
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt
- Fig. 1
- einen Kolbenkopf in Seitenansicht im Schnitt,
- Fig. 2
- eine Unteransicht der Fig. 1, linke Hälfte nach Schnitt II-II, rechte Hälfte nach Schnitt III-III,
- Fig. 3
- eine vergrößerte Darstellung der Ansicht X der Fig. 1,
- Fig. 4
- eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Wandteils vor der Umformung,
- Fig. 5
- eine Teilansicht des Wandteils nach der Umformung
- Fig. 6
- eine Teilansicht einer weiteren Ausführung des Wandteils vor der Umformung (Abwicklung)
- Fig. 7
- eine Teilansicht eines Wandteils mit Zuführöffnung für das Kühlöl
- Fig. 8
- eine Seitenansicht nach Fig. 7
- Fig. 9
- eine Teilansicht einer weiteren Ausführung nach Schnitt IX-IX
- Fig.10
- eine Draufsicht gemäß Fig. 9.
Ein gekühlter Kolben besteht aus einem Kolbenkopf 1 und einem
mit diesem über einen Kolbenbolzen (nicht gezeichnet)
gelenkig verbundenen Kolbenschaft (nicht gezeichnet). Im
Kolbenkopf 1 ist ein ringförmig umlaufender Kühlkanal 2
vorgesehen, der an seinem zum Kolbenschaft hin offenen Ende
durch ein Wandteil 3, z.B. eine zweigeteilte Tellerfeder
oder zwei Blechstreifenhälften 4, 5, verschlossen ist. Um
die Verweildauer des Kühlöls im Kühlkanal 2 zu erhöhen und
um damit eine bessere Wärmeabfuhr der zu kühlenden Kolbenbereiche
zu erreichen, soll das Wandteil 3 auf seinem Umfang
verteilt mit mehreren radial angeordneten, sich axial
in den Kühlkanal 2 hinein erstreckenden Querwänden 6 versehen
sein, wodurch bestimmte Shaker-Räume gebildet werden.
Die Lagerung des Wandteiles 3 im Kolbenkopf 1 erfolgt auf
an sich bekannte Art, wie z.B. durch Vorsehen eines Auflagers
7 für den inneren Umfang und einer entsprechenden
bundartigen Ausnehmung 8 für den äußeren Umfang des Wandteils
3. Das Wandteil 3 ist durch radiale Teilungen 9, 10
in zwei Blechstreifenhälften 4, 5 geteilt, die vorgespannt
den unteren Abschluß des Kühlkanales 2 bilden. Zur Zufuhr
von Kühlöl sind in der ersten Blechstreifenhälfte 4 aus dem
Wandteil 3 zwei schräg nach oben abgebogene Teilstücke 11,
12, so ausgeklinkt, daß der Kühlölstrahl aufgeteilt und jeweils
etwa zur Hälfte in entgegengesetzte Richtung in den
Kühlkanal 2 eintritt.
Der Ölstrom läuft dann umfangsmäßig im Kühlkanal um und
wird durch eine in der zweiten Blechstreifenhälfte 5 vorgesehene
Abführöffnung 13 wieder abgeleitet.
Bei seinem Weg vom Eintritt bis zum Austritt aus dem Kühlkanal
2 wird der Ölstrom durch die eine Art Kammern bildenden
Querwände 6, aufgrund der Hubbewegung des Kolbens,
mehrfach shakerartig mit den zu kühlenden Kolbenbereichen
in Verbindung gebracht, sodaß ein guter Wärmeübergang aus
diesen Bereichen in das Kühlöl erreicht wird.
Die Herstellung der Querwände 6 des Wandteils 3 kann auf
einfache Art und Weise durch Umformung erfolgen. Hierbei
kann beispielsweise von einem ringförmigen, ausgestanzten
ebenen Wandteil 3 oder einem geraden ebenen Wandteil 3 ausgegangen
werden, wobei bei dem geraden Ausgangsstreifen die
Faltung 14 so zu erfolgen hat, daß anschließend ein ringförmiges
Wandteil 3 vorliegt.
Bei einer weiteren Ausführung ist zur Vergrößerung des Shakerraumes
in dem ebenen Bereich 15 des Wandteils 3 durch
Umformung eine Vertiefung 16 in Richtung Kolbenschaft angeformt.
Mit einer derartigen Ausführung wird auf konstruktiv einfache
Weise eine verbesserte Wärmeabfuhr bei einem Kolben mit
Kühlkanal erreicht.
Claims (6)
- Gekühlter Kolben für Verbrennungsmotoren mit einem im Kolbenkopf (1) ringförmig umlaufenden Kühlkanal (2), der an seinem zum Kolbenschaft hin offenen Ende durch ein entsprechend geformtes und am Kolben befestigtes mindestens einmal radial geteiltes Wandteil (3) verschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Wandteil (3) auf seinem Umfang verteilt mit mehreren etwa radial angeordneten, sich axial in den Kühlkanal (2) hinein erstreckenden Querwänden (6) versehen ist. - Gekühlter Kolben nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Querwände (6) einstückig mit dem Wandteil (3) ausgebildet sind. - Gekühlter Kolben nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Querwände (6) durch Umformen eines im Ausgangszustand ebenen Wandteils (3) hergestellt sind. - Gekühlter Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Zu- und gegebenenfalls zur Abführung des Kühlöls das Wandteil (3) mit aus dem Wandteil (3) ausgeklinkten, schräg nach oben abgebogenen Teilstücken (11, 12) versehen ist. - Gekühlter Kolben nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das abgebogene Teilstück (10, 11) etwa S-förmig verläuft. - Gekühlter Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem ebenen Bereich (15) zwischen zwei Querwänden (6) durch Umformung eine Vertiefung (16) in Richtung Kolbenschaft angeformt ist.
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