EP1999360A1 - Kolben für einen verbrennungsmotor - Google Patents

Kolben für einen verbrennungsmotor

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Publication number
EP1999360A1
EP1999360A1 EP07722089A EP07722089A EP1999360A1 EP 1999360 A1 EP1999360 A1 EP 1999360A1 EP 07722089 A EP07722089 A EP 07722089A EP 07722089 A EP07722089 A EP 07722089A EP 1999360 A1 EP1999360 A1 EP 1999360A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
shaft
reinforcing ribs
reinforcing rib
head
Prior art date
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Ceased
Application number
EP07722089A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Scharp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
Publication of EP1999360A1 publication Critical patent/EP1999360A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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 
    • 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 
    • F02F3/0076—Pistons  the inside of the pistons being provided with ribs or fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers

Definitions

  • the present invention relates to a piston for an internal combustion engine, comprising a piston head and a piston skirt.
  • Pistons for internal combustion engines are exposed to significant loads during operation. This is especially true when the piston is provided with a piston shaft opposite the piston diameter. Such a piston has relatively large piston skirt areas, which are particularly exposed to side force loads.
  • European Patent EP 0 188 108 B1 and Japanese Patent Application 2000-320 397 A describe pistons for internal combustion engines whose piston shaft is provided with a radially circumferential thickening along the inner wall. Such a thickening is ineffective for lateral force loads.
  • the object of the present invention is to provide a piston for an internal combustion engine, with a piston head and a piston shaft which withstands side force loads particularly reliably.
  • the solution consists in a piston with the features of claim 1. According to the invention it is provided that at least one parallel to the piston central axis extending reinforcing rib is provided on the inner wall of the piston skirt.
  • the measure according to the invention of providing the inner wall of the piston skirt with at least one longitudinal reinforcing rib, that is to say parallel to the piston center axis, causes the piston shaft to be stabilized in the axial direction, so that it particularly assists lateral force loads occurring during operation. casually withstand.
  • the number and arrangement of the reinforcing rib (s) is completely variable and only dependent on the overall construction or the field of application of the piston.
  • the measure according to the invention is suitable for any piston construction, for example single or multi-part pistons, built-up pistons, etc.
  • the at least one reinforcing rib extends from the region of the piston head or from the upper region of the piston skirt into the region of the free end of the piston skirt.
  • the piston skirt is reinforced over its entire axial length, which causes a particularly reliable stabilization.
  • the at least one reinforcing rib preferably proceeds continuously into the region of the piston head or upper region of the piston shaft, so that the forces acting on the piston shaft are absorbed and unimpeded.
  • two or more reinforcing ribs are provided depending on the nature and strength of the loads occurring.
  • the arrangement of two diametrically opposed reinforcing ribs has proven to be particularly effective, without the weight of the piston is increased too much. It is recommended in this case to arrange the two reinforcing ribs transversely to the longitudinal center axis of a piston provided in the hub bore.
  • the at least one reinforcing rib may have any cross-section, wherein a substantially trapezoidal, circular segment-shaped, semicircular or rectangular cross-section has proven to be expedient.
  • the at least one reinforcing rib can form a connecting web between the piston head and the piston shaft, in particular if a cooling channel with a cover of the open underside is provided in the piston head.
  • FIG. 1a shows a first embodiment of a piston according to the invention in a two-part, sectional view, wherein the right part is rotated relative to the left part by 90 °.
  • Fig. 1 b is a section along the line Ib in Figure 1 a;
  • FIG. 2a shows a further embodiment of a piston according to the invention in a representation according to Figure 1a;
  • Figure 2b is a section along the line IIb in Figure 2a;
  • FIG. 3a shows a further embodiment of a piston according to the invention in a representation according to Figure 1a;
  • Figure 3b is a section along the line MIb in Figure 3a;
  • FIG. 4a shows a further embodiment of a piston according to the invention in a representation according to Figure 1a;
  • FIG. 4b shows a section along the line IVb in FIG. 4a.
  • Figures 1a and 1b show a first embodiment of a one-piece in this case the piston 10.
  • the piston 10 has in a conventional manner, a piston head 11 with a combustion bowl 12 and a circumferential top land 13 and a circumferential ring portion 14.
  • a circumferential cooling channel 15 is indicated by dash-dotted lines.
  • the piston 10 also has, in a manner known per se, a piston stem 16 with running surfaces 17 integral with the piston head 11 in this embodiment.
  • the piston head 11 is also known per se Way via hub connections 18 with hubs 19 which have hub bores 21 for receiving a piston pin, not shown.
  • reinforcing ribs 25 On the inner wall 22 of the piston shaft 16, two diametrically opposed, parallel to the piston center axis A aligned reinforcing ribs 25 are arranged.
  • the reinforcing ribs 25 bring about a stabilization of the piston shaft 16 in the axial direction, so that lateral force loads occurring during operation can be received particularly reliably.
  • the reinforcing ribs 25 extend in the embodiment of the underside of the piston head 11, i. below the combustion bowl 12, into the region of the free end 23 of the piston skirt 16.
  • the piston skirt 16 is stabilized over its entire axial length.
  • the reinforcing ribs 25 in the exemplary embodiment are continuous, that is, without a sharp edge being provided, in the region of the piston head 11, so that the forces acting on the piston shaft 16 are absorbed and discharged particularly reliably.
  • the arrangement of only two diametrically opposed reinforcing ribs 25 according to this embodiment also does not lead to a substantial increase in weight of the piston 10 of the invention. Nevertheless, a particularly effective stabilization of the piston shaft 16 is achieved by this arrangement. This is especially true when, as in this embodiment, the reinforcing ribs 25 are arranged transversely to the longitudinal center axis B of the hub bores 21.
  • the reinforcing ribs 25 may have any desired cross-section, wherein a substantially trapezoidal, circular segment-shaped, semicircular or rectangular cross-section has proven to be expedient.
  • FIGS. 2 a and 2 b show a further exemplary embodiment of a piston 110 constructed in this case.
  • the piston 110 has, in a manner known per se, a piston head 111 with a combustion bowl 112 and a circumferential top land 113 and a circumferential ring section 114.
  • the piston 110 also has an in In this embodiment, separate, connected to the piston head 111 in a conventional manner piston skirt 116 with treads 117 on.
  • the piston shaft 116 is further connected in a conventional manner via hub connections 118 with hubs 119, which have hub bores 121 for receiving a piston pin, not shown.
  • the piston head 111 and the piston shaft 116 enclose a circumferential cooling channel 115.
  • reinforcing ribs 125 On the inner wall 122 of the piston shaft 116, two diametrically opposed, parallel to the piston center axis A and transverse to the longitudinal center axis B of the hub bores 121 aligned reinforcing ribs 125 are arranged, which have the function already described.
  • the reinforcing ribs 125 extend in the exemplary embodiment from the upper end of the piston shaft 116 to the free end 123 of the piston shaft 116.
  • the reinforcing ribs 125 are continuous in this embodiment, that is, without a sharp edge is provided, in the upper end of the piston shaft 116, so that the forces acting on the piston shaft 116 forces are absorbed and discharged particularly reliable.
  • the reinforcing ribs 125 may have any cross-section, wherein a substantially trapezoidal, circular segment-shaped, semicircular or rectangular cross-section has been found to be useful.
  • FIGS. 3a and 3b show a further exemplary embodiment of a piston 210 which is in one piece in this case.
  • the piston 210 has, in a manner known per se, a piston head 211 with a combustion bowl 212 and a circumferential top land 213 and a peripheral ring section 214.
  • the piston 210 also has, in a manner known per se, a piston shaft 216 with running surfaces 217 integral with the piston head 211 in this embodiment.
  • the piston head 211 is further connected in known manner via hub connections 218 with hubs 219, which have hub bores 221 for receiving a piston pin, not shown.
  • a circumferential, downwardly, ie towards the piston shaft 216 open towards cooling channel 215 is also provided in the amount of the ring portion 214, which is closed in a conventional manner by means of a cover 224.
  • a recess 226 is provided between the piston head 211 and the piston shaft 216.
  • reinforcing ribs 225 On the inner wall 222 of the piston shaft 216, two diametrically opposed, parallel to the piston center axis A and transverse to the longitudinal center axis B of the hub bores 221 aligned reinforcing ribs 225 are arranged with the function already described.
  • the reinforcing ribs 225 extend in the exemplary embodiment of the upper portion of the piston shaft 216, approximately at the level of the hub connections 218, to the region of its free end 223.
  • the reinforcing ribs 225 are continuous in the exemplary embodiment, that is, without a sharp edge is provided, in the upper region of the piston shaft 216, so that the force acting on the piston shaft 216 forces are absorbed and discharged particularly reliable.
  • the reinforcing ribs 225 may also have any cross-section, wherein a substantially trapezoidal, circular segment, semicircular or rectangular cross-section has been found to be useful.
  • Figures 4a and 4b show a further embodiment of a one-piece in this case piston 310.
  • the piston 310 has in a conventional manner, a piston head 311 with a combustion bowl 312 and a peripheral land 313 and 313 a circumferential ring section.
  • the piston 310 also has, in a manner known per se, a piston shaft 316 with running surfaces 317 integral with the piston head 311 in this embodiment.
  • the piston head 311 is further connected in known manner via hub connections 318 with hubs 319, which have hub bores 321 for receiving a piston pin, not shown.
  • a circumferential, downwardly, ie to the piston shaft 316 open towards cooling channel 315 is further provided in the amount of the ring portion 314, which is closed in a conventional manner by means of a cover 324.
  • a recess 326 is provided between the piston head 311 and the piston shaft 316.
  • two diametrically opposed, parallel to the piston center axis A and transverse to the longitudinal center axis B of the hub bores 321 aligned reinforcing ribs 325 are arranged with the function already described.
  • the reinforcing ribs 325 extend in the exemplary embodiment of the upper portion of the piston shaft 316, approximately at the level of the hub connections 318, into the region of its free end 323. Thus, the piston shaft 316 is stabilized over its entire axial length. In the region of the recess 326, an opening 327 is formed on both sides of each reinforcing rib 325, so that in this area each reinforcing rib 325 forms a connecting web 328 between the piston head 311 and the piston shaft 316.
  • the reinforcing ribs 325 are continuous in the exemplary embodiment, that is, without a sharp edge is provided at the end of each connecting web 328 in the lower part of the piston head 311, so that the forces acting on the piston shaft 316 forces are absorbed and discharged particularly reliable.
  • the reinforcing ribs 325 may also have any cross-section, wherein a substantially trapezoidal, circular segment, semicircular or rectangular cross-section has been found to be useful.

Landscapes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben (10, 110, 210, 310) für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenkopf (11, 111, 211, 311 ) und einem Kolbenschaft (16, 116, 216, 316). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an der Innenwand (22, 122, 222, 322) des Kolbenschaftes (16, 116, 216, 316) mindestens eine parallel zur Kolbenmittelachse (A) verlaufende Verstärkungsrippe (25, 125, 225, 325) vorgesehen ist.

Description

Kolben für einen Verbrennungsmotor
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenkopf und einem Kolbenschaft.
Kolben für Verbrennungsmotoren sind im Betrieb erheblichen Belastungen ausgesetzt. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Kolben mit einem gegenüber dem Kolbendurchmesser langen Kolbenschaft versehen ist. Ein solcher Kolben weist relativ große Kolbenschaftbereiche auf, die in besonderem Maße Seitenkraftbelastungen ausgesetzt sind.
Das europäische Patent EP 0 188 108 B1 und die japanische Patentanmeldung 2000-320 397 A beschreiben Kolben für Verbrennungsmotoren, deren Kolbenschaft entlang der Innenwand mit einer radial umlaufenden Verdickung versehen. Eine solche Verdickung ist bei Seitenkraftbelastungen wirkungslos.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kolben für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenkopf und einem Kolbenschaft bereit zu stellen, der Seitenkraftbelastungen besonders zuverlässig standhält.
Die Lösung besteht in einem Kolben mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an der Innenwand des Kolbenschaftes mindestens eine parallel zur Kolbenmittelachse verlaufende Verstärkungsrippe vorgesehen ist.
Die erfindungsgemäße Maßnahme, die Innenwand des Kolbenschaftes mit mindestens einer längs, das heißt parallel zur Kolbenmittelachse ausgerichteten Verstärkungsrippe zu versehen, bewirkt, dass der Kolbenschaft in axialer Richtung stabilisiert ist, so dass er im Betrieb auftretenden Seitenkraftbelastungen besonders zuver- lässig standhält. Dabei ist die Anzahl und Anordnung der Verstärkungsrippe(n) völlig variabel und lediglich abhängig von der Gesamtkonstruktion bzw. dem Einsatzgebiet des Kolbens. Die erfindungsgemäße Maßnahme ist für jede beliebige Kolbenkonstruktion, bspw. ein- oder mehrteilige Kolben, gebaute Kolben etc. geeignet.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die mindestens eine Verstärkungsrippe vom Bereich des Kolbenkopfes oder vom oberen Bereich des Kolbenschaftes bis in den Bereich des freien Endes des Kolbenschaftes. Damit ist der Kolbenschaft über seine gesamte axiale Länge verstärkt, was eine besonders zuverlässige Stabilisierung bewirkt.
Die mindestens eine Verstärkungsrippe geht vorzugsweise stetig in den Bereich des Kolbenkopfes bzw. oberen Bereich des Kolbenschaftes über, so dass die auf den Kolbenschaft einwirkenden Kräfte aufgenommen und ungehindert abgeleitet werden.
In vorteilhafter Weise sind je nach Art und Stärke der auftretenden Belastungen zwei oder mehr Verstärkungsrippen vorgesehen. Insbesondere hat sich die Anordnung zweier sich diametral gegenüberliegende Verstärkungsrippen als besonders wirkungsvoll erwiesen, ohne dass das Gewicht des Kolbens allzu sehr erhöht wird. Es empfiehlt sich hierbei, die beiden Verstärkungsrippen quer zur Längsmittelachse einer im Kolben vorgesehenen Nabenbohrung anzuordnen.
Die mindestens eine Verstärkungsrippe kann einen beliebigen Querschnitt aufweisen, wobei ein im Wesentlichen trapezförmiger, kreissegmentförmiger, halbkreisförmiger oder rechteckigförmiger Querschnitt sich als zweckmäßig erwiesen hat.
Die mindestens eine Verstärkungsrippe kann einen Verbindungssteg zwischen dem Kolbenkopf und dem Kolbenschaft bilden, insbesondere dann, wenn im Kolbenkopf ein Kühlkanal mit einer Abdeckung der offenen Unterseite vorgesehen ist. Ausführungsbθispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in einer schematischen, nicht maßstabsgerechten Darstellung:
Fig. 1a ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens in einer zweiteiligen, geschnittenen Darstellung, wobei der rechte Teil gegenüber dem linken Teil um 90° gedreht ist;
Fig. 1 b einen Schnitt entlang der Linie Ib in Figur 1 a;
Fig. 2a ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens in einer Darstellung gemäß Figur 1a;
Figur 2b einen Schnitt entlang der Linie IIb in Figur 2a;
Figur 3a ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens in einer Darstellung gemäß Figur 1a;
Figur 3b einen Schnitt entlang der Linie MIb in Figur 3a;
Figur 4a ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens in einer Darstellung gemäß Figur 1a;
Figur 4b einen Schnitt entlang der Linie IVb in Figur 4a.
Die Figuren 1a und 1b zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines in diesem Fall einteiligen Kolbens 10. Der Kolben 10 weist in an sich bekannter Weise einen Kolbenkopf 11 mit einer Verbrennungsmulde 12 sowie einem umlaufenden Feuersteg 13 und einer umlaufenden Ringpartie 14 auf. Ein umlaufender Kühlkanal 15 ist strichpunktiert angedeutet. Der Kolben 10 weist ferner in an sich bekannter Weise einen in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Kolbenkopf 11 einstückigen Kolbenschaft 16 mit Laufflächen 17 auf. Der Kolbenkopf 11 ist ferner in an sich bekannter Weise über Nabenanbindungen 18 mit Naben 19 verbunden, welche Nabenbohrungen 21 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Kolbenbolzens aufweisen.
An der Innenwand 22 des Kolbenschaftes 16 sind zwei einander diametral gegenüberliegende, parallel zur Kolbenmittelachse A ausgerichtete Verstärkungsrippen 25 angeordnet. Die Verstärkungsrippen 25 bewirken eine Stabilisierung des Kolbenschaftes 16 in axialer Richtung, so dass im Betrieb auftretende Seitenkraftbelastun- gen besonders zuverlässig aufgenommen werden können. Dies verleiht dem erfindungsgemäßen Kolben 10 einen ruhigeren und resonanzärmeren Bewegungsablauf, insbesondere dann, wenn der Kolbenschaft 16 eine vergrößerte axiale Länge aufweist. Die Verstärkungsrippen 25 erstrecken sich im Ausführungsbeispiel von der Unterseite des Kolbenkopfes 11, d.h. unterhalb der Verbrennungsmulde 12, bis in den Bereich des freien Endes 23 des Kolbenschaftes 16. Damit ist der Kolbenschaft 16 über seine gesamte axiale Länge stabilisiert. Die Verstärkungsrippen 25 gehen im Ausführungsbeispiel stetig, das heißt, ohne dass eine scharfe Kante vorgesehen ist, in den Bereich des Kolbenkopfes 11 über, so dass die auf den Kolbenschaft 16 einwirkenden Kräfte besonders zuverlässig aufgenommen und abgeleitet werden. Die Anordnung lediglich zweier einander diametral gegenüberliegender Verstärkungsrippen 25 gemäß diesem Ausführungsbeispiel führt auch nicht zu einer wesentlichen Gewichtserhöhung des erfindungsgemäßen Kolbens 10. Dennoch wird durch diese Anordnung eine besonders wirksame Stabilisierung des Kolbenschaftes 16 erzielt. Dies gilt insbesondere dann, wenn, wie in diesem Ausführungsbeispiel, die Verstärkungsrippen 25 quer zur Längsmittelachse B der Nabenbohrungen 21 angeordnet sind.
Die Verstärkungsrippen 25 können einen beliebigen Querschnitt aufweisen, wobei ein im Wesentlichen trapezförmiger, kreissegmentförmiger, halbkreisförmiger oder rechteckigförmiger Querschnitt sich als zweckmäßig erwiesen hat.
Die Figuren 2a und 2b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines in diesem Fall gebauten Kolbens 110. Der Kolben 110 weist in an sich bekannter Weise einen Kolbenkopf 111 mit einer Verbrennungsmulde 112 sowie einem umlaufenden Feuersteg 113 und einer umlaufenden Ringpartie 114 auf. Der Kolben 110 weist ferner einen in diesem Ausführungsbeispiel separaten, mit dem Kolbenkopf 111 in an sich bekannter Weise verbundenen Kolbenschaft 116 mit Laufflächen 117 auf. Der Kolbenschaft 116 ist ferner in an sich bekannter Weise über Nabenanbindungen 118 mit Naben 119 verbunden, welche Nabenbohrungen 121 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Kolbenbolzens aufweisen. Der Kolbenkopf 111 und der Kolbenschaft 116 umschließen einen umlaufenden Kühlkanal 115.
An der Innenwand 122 des Kolbenschaftes 116 sind zwei einander diametral gegenüberliegende, parallel zur Kolbenmittelachse A und quer zur Längsmittelachse B der Nabenbohrungen 121 ausgerichtete Verstärkungsrippen 125 angeordnet, welche die bereits beschriebene Funktion aufweisen. Die Verstärkungsrippen 125 erstrecken sich im Ausführungsbeispiel vom oberen Ende des Kolbenschaftes 116 bis zum freien Ende 123 des Kolbenschaftes 116. Damit ist der Kolbenschaft 116 über seine gesamte axiale Länge stabilisiert. Die Verstärkungsrippen 125 gehen auch diesem Ausführungsbeispiel stetig, das heißt, ohne dass eine scharfe Kante vorgesehen ist, in das obere Ende des Kolbenschaftes 116 über, so dass die auf den Kolbenschaft 116 einwirkenden Kräfte besonders zuverlässig aufgenommen und abgeleitet werden.
Auch die Verstärkungsrippen 125 können einen beliebigen Querschnitt aufweisen, wobei ein im Wesentlichen trapezförmiger, kreissegmentförmiger, halbkreisförmiger oder rechteckigförmiger Querschnitt sich als zweckmäßig erwiesen hat.
Die Figuren 3a und 3b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines in diesem Fall einteiligen Kolbens 210. Der Kolben 210 weist in an sich bekannter Weise einen Kolbenkopf 211 mit einer Verbrennungsmulde 212 sowie einem umlaufenden Feuersteg 213 und einer umlaufenden Ringpartie 214 auf. Der Kolben 210 weist ferner in an sich bekannter weise einen in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Kolbenkopf 211 einstückigen Kolbenschaft 216 mit Laufflächen 217 auf. Der Kolbenkopf 211 ist ferner in an sich bekannter Weise über Nabenanbindungen 218 mit Naben 219 verbunden, welche Nabenbohrungen 221 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Kolbenbolzens aufweisen. Im Kolbenkopf 211 ist ferner in Höhe der Ringpartie 214 ein umlaufender, nach unten, d.h. zum Kolbenschaft 216 hin offener Kühlkanal 215 vorgesehen, der in an sich bekannter Weise mittels einer Abdeckung 224 verschlossen ist. Zum Einsetzen der Abdeckung 224 ist zwischen Kolbenkopf 211 und Kolbenschaft 216 eine Ausnehmung 226 vorgesehen.
An der Innenwand 222 des Kolbenschaftes 216 sind zwei einander diametral gegenüberliegende, parallel zur Kolbenmittelachse A und quer zur Längsmittelachse B der Nabenbohrungen 221 ausgerichtete Verstärkungsrippen 225 mit der bereits beschriebenen Funktion angeordnet. Die Verstärkungsrippen 225 erstrecken sich im Ausführungsbeispiel vom oberen Bereich des Kolbenschaftes 216, etwa in Höhe der Nabenanbindungen 218, bis in den Bereich seines freien Endes 223. Damit ist der Kolbenschaft 216 über seine gesamte axiale Länge stabilisiert. Die Verstärkungsrippen 225 gehen auch im Ausführungsbeispiel stetig, das heißt, ohne dass eine scharfe Kante vorgesehen ist, in den oberen Bereich des Kolbenschaftes 216 über, so dass die auf den Kolbenschaft 216 einwirkenden Kräfte besonders zuverlässig aufgenommen und abgeleitet werden.
Die Verstärkungsrippen 225 können ebenfalls einen beliebigen Querschnitt aufweisen, wobei ein im Wesentlichen trapezförmiger, kreissegmentförmiger, halbkreisförmiger oder rechteckigförmiger Querschnitt sich als zweckmäßig erwiesen hat.
Die Figuren 4a und 4b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines auch in diesem Fall einteiligen Kolbens 310. Der Kolben 310 weist in an sich bekannter Weise einen Kolbenkopf 311 mit einer Verbrennungsmulde 312 sowie einem umlaufenden Feuersteg 313 und einer umlaufenden Ringpartie 314 auf. Der Kolben 310 weist ferner in an sich bekannter Weise einen in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Kolbenkopf 311 einstückigen Kolbenschaft 316 mit Laufflächen 317 auf. Der Kolbenkopf 311 ist ferner in an sich bekannter Weise über Nabenanbindungen 318 mit Naben 319 verbunden, welche Nabenbohrungen 321 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Kolbenbolzens aufweisen. Im Kolbenkopf 311 ist ferner in Höhe der Ringpartie 314 ein umlaufender, nach unten, d.h. zum Kolbenschaft 316 hin offener Kühlkanal 315 vorgesehen, der in an sich bekannter Weise mittels einer Abdeckung 324 verschlossen ist. Zum Einsetzen der Abdeckung 324 ist zwischen Kolbenkopf 311 und Kolbenschaft 316 eine Ausnehmung 326 vorgesehen. An der Innenwand 322 des Kolbenschaftes 316 sind zwei einander diametral gegenüberliegende, parallel zur Kolbenmittelachse A und quer zur Längsmittelachse B der Nabenbohrungen 321 ausgerichtete Verstärkungsrippen 325 mit der bereits beschriebenen Funktion angeordnet. Die Verstärkungsrippen 325 erstrecken sich im Ausführungsbeispiel vom oberen Bereich des Kolbenschaftes 316, etwa in Höhe der Nabenanbindungen 318, bis in den Bereich seines freien Endes 323. Damit ist der Kolbenschaft 316 über seine gesamte axiale Länge stabilisiert. Im Bereich der Ausnehmung 326 ist zu beiden Seiten jeder Verstärkungsrippe 325 eine Öffnung 327 gebildet, so dass in diesem Bereich jede Verstärkungsrippe 325 einen Verbindungssteg 328 zwischen dem Kolbenkopf 311 und dem Kolbenschaft 316 bildet. Die Verstärkungsrippen 325 gehen auch im Ausführungsbeispiel stetig, das heißt, ohne dass eine scharfe Kante vorgesehen ist, am Ende jedes Verbindungssteges 328 in den unteren Teil des Kolbenkopfes 311 über, so dass die auf den Kolbenschaft 316 einwirkenden Kräfte besonders zuverlässig aufgenommen und abgeleitet werden.
Die Verstärkungsrippen 325 können ebenfalls einen beliebigen Querschnitt aufweisen, wobei ein im Wesentlichen trapezförmiger, kreissegmentförmiger, halbkreisförmiger oder rechteckigförmiger Querschnitt sich als zweckmäßig erwiesen hat.

Claims

Patentansprüche
1. Kolben (10, 110, 210, 310) für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenkopf (11 , 111, 211 , 311) und einem Kolbenschaft (16, 116, 216, 316), dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwand (22, 122, 222, 322) des Kolbenschaftes (16, 116, 216, 316) mindestens eine parallel zur Kolbenmittelachse (A) verlaufende Verstärkungsrippe (25, 125, 225, 325) vorgesehen ist.
2. Kolben nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die mindestens eine Verstärkungsrippe (25, 125, 225, 325) vom Bereich des Kolbenkopfes (11 , 111 , 211 , 311) oder vom oberen Bereich des Kolbenschaftes (16, 116, 216, 316) bis in den Bereich des freien Endes (23, 123, 223, 323) des Kolbenschaftes (16, 116, 216, 316) erstreckt.
3. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verstärkungsrippe (25, 125, 225, 325) stetig in den Bereich des Kolbenkopfes (11 , 111 , 211 , 311) bzw. oberen Bereich des Kolbenschaftes (16, 116, 216, 316) übergeht.
4. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Verstärkungsrippen (25, 125, 225, 325) vorgesehen sind.
5. Kolben nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei sich diametral gegenüberliegende Verstärkungsrippen (25, 125, 225, 325) vorgesehen sind.
6. Kolben nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Verstärkungsrippen quer zur Längsmittelachse (B) einer im Kolben (10, 110, 210, 310) vorgesehenen Nabenbohrung (21 , 121 , 221, 321) angeordnet sind.
7. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verstärkungsrippe (25, 125, 225, 325) einen im Wesentlichen trapezförmigen, kreissegmentförmigen, halbkreisförmigen oder rechteckigförmigen Querschnitt aufweist.
8. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verstärkungsrippe (325) einen Verbindungssteg (328) zwischen dem Kolbenkopf (311 ) und dem Kolbenschaft (316) bildet.
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