EP1185775B1 - Gekühlter kolben für verbrennungsmotoren - Google Patents

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EP1185775B1
EP1185775B1 EP00940175A EP00940175A EP1185775B1 EP 1185775 B1 EP1185775 B1 EP 1185775B1 EP 00940175 A EP00940175 A EP 00940175A EP 00940175 A EP00940175 A EP 00940175A EP 1185775 B1 EP1185775 B1 EP 1185775B1
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cooled piston
piston according
piston
cooled
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Rolf Wellandt
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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 the 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 task of feeding of the cooling oil to improve the or fill level in the cooling channel.
  • a cooled piston 1 with a ring-shaped in the piston head 2 circumferential cooling duct 3 is on its to the piston skirt 4th open end through a wall part 5, e.g. a two-part Belleville washer, closed.
  • the wall part 5 is in the area the oil supply with a first radial division 6 and in the area of the oil drain with a second radial division 7 provided.
  • this is on the one hand with a recess 8, 9, which are about half the radial Width of the wall part 5 extends.
  • a further improvement in the supply of cooling oil can also achieved by profiling the sections 10, 11 e.g. through a U-shaped formation, which is called a gutter acts.
  • this is one time radially divided wall part 5 at its division 14 for deflection of the cooling oil flow on one side with an oblique upward Provided S-shaped bent end piece 15.
  • a drain hole 16 is provided in the wall part 5 at approximately 360 °.
  • FIGS. 6 and Fig. 7 is an upward narrowing for supplying the cooling oil Opening 17 is provided in the wall part 5, the gap width 18 smaller than or equal to the diameter 19 of the supplied Oil jet.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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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 Zuführung des Kühlöles für den Kühlkanal nicht in dem gewünschten Maße befriedigend gelöst ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Zuführung des Kühlöles zu verbessern, um einen günstigen Fang- bzw. Füllgrad im Kühlkanal 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 der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1
einen Kolben in Seitenansicht im Teilschnitt,
Fig. 2
ein erfindungsgemäßes Wandteil in Seitenansicht,
Fig. 3
eine Draufsicht des Wandteils nach Fig. 2
Fig. 4
eine Seitenansicht der vertwisteten Enden des Wandteils
Fig. 5
eine Draufsicht einer zweiten Ausführung des Wandteils
Fig. 6
eine Seitenansicht einer weiteren Ausführung der Zufuhröffnung des Wandteils
Fig. 7
eine Draufsicht nach Fig. 6.
Ein gekühlter Kolben 1 mit einem im Kolbenkopf 2 ringförmig umlaufenden Kühlkanal 3 ist an seinem zum Kolbenschaft 4 hin offenen Ende durch ein Wandteil 5, z.B. eine zweigeteilte Tellerfeder, verschlossen. Das Wandteil 5 ist im Bereich der Ölzufuhr mit einer ersten radialen Teilung 6 und im Bereich des Ölablaufs mit einer zweiten radialen Teilung 7 versehen. An seinem der Teilung 6 zugeordneten Ende des Wandteiles 5 ist dieses jeweils einerseits mit einer Aussparung 8, 9, die sich etwa über die Hälfte der radialen Breite des Wandteiles 5 erstreckt, versehen. Andererseits ist - ebenfalls sich etwa über die Hälfte der radialen Breite des Wandteiles 5 erstreckend - ein Teilstück 10, 11 S-förmig 12 so nach oben abgebogen, daß eine gute Zufuhr des Kühlöls in den Kühlkanal 3 gewährleistet ist, um den gewünschten Fang- bzw. Füllgrad zu erreichen.
Eine weitere Verbesserung der Zuführung von Kühlöl kann auch noch durch Profilierung der Teilstücke 10, 11 erreicht werden, z.B. durch eine U-förmige Ausbildung, die als Rinne wirkt.
In einer weiteren Ausgestaltung durch zusätzliches Vertwisten 13 der Enden der abgebogenen Teilstücke 10, 11 kann einerseits - je nach Richtung der Vertwistung - eine verbesserte Füllung des Kühlkanals bzw. andererseits eine zusätzliche Anspritzung der umliegenden Kolbenflächen erreicht werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist das einmal radial geteilte Wandteil 5 an seiner Teilung 14 zur Ablenkung des Kühlölstromes einseitig mit einem schräg nach oben S-förmig abgebogenen Endstück 15 versehen. Als Ablauf nach ca. 360° ist im Wandteil 5 eine Ablaufbohrung 16 vorgesehen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 und Fig. 7 ist zur Zufuhr des Kühlöls eine sich nach oben verengende Öffnung 17 im Wandteil 5 vorgesehen, deren Spaltbreite 18 kleiner oder gleich dem Durchmesser 19 des zugeführten Ölstrahls ist.
Mit einer derartigen Ausführung wird auf konstruktiv einfache Weise eine verbesserte Zufuhr von Kühlöl in den Kühlkanal erreicht.

Claims (8)

  1. Gekühlter Kolben (1) für Verbrennungsmotoren mit einem im Kolbenkopf (2) ringförmig umlaufenden Kühlkanal (3), der an seinem zum Kolbenschaft hin offenen Ende durch ein entsprechend geformtes und am Kolben (1) befestigtes mindestens einmal radial geteiltes Wandteil (5) verschlossen ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Wandteil (5) mindestens ein zur Ablenkung des zur Kolbenachse wesentlich parallel ausgerichteten Kühlölstrahles dienendes schräg zum Kühlölstrahl ausgerichtetes Teilstück (10, 11) aufweist.
  2. Gekühlter Kolben nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Wandteil (5) an seinen der Teilung (6) zugeordneten Enden jeweils eine Aussparung (8, 9) und das zur Ablenkung des Kühlölstrahles dienende schräg zum Kühlölstrahl ausgerichtete Teilstück (10, 11) aufweist.
  3. Gekühlter Kolben nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein abgebogenes Teilstück (10, 11) des einen Endes des Wandteils (5) die Aussparung (8, 9) des anderen Endes des Wandteils (5) im Bereich der Teilung (6) überdeckt.
  4. Gekühlter Kolben nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß das abgebogene Teilstück (10, 11) etwa S-förmig (12) verläuft.
  5. Gekühlter Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der abgebogenen Teilstücke (10, 11) vertwistet (13) sind.
  6. Gekühlter Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die abgebogenen Teilstücke (10, 11) profiliert, z.B. U-förmig ausgebildet sind.
  7. Gekühlter Kolben nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß zur Ölzufuhr im Wandteil (5) eine sich nach oben verengende Öffnung (17) vorgesehen ist, deren Spaltbreite (18) kleiner oder gleich dem Durchmesser (19) des zugeführten Ölstrahls ist.
  8. Gekühlter Kolben noch einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der ersten Teilung (6) des Wandteils (5) eine zweite Teilung (7) für den Ölablauf vorgesehen ist.
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