WO2012116987A1 - Cooled piston and method for producing it - Google Patents

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WO2012116987A1
WO2012116987A1 PCT/EP2012/053363 EP2012053363W WO2012116987A1 WO 2012116987 A1 WO2012116987 A1 WO 2012116987A1 EP 2012053363 W EP2012053363 W EP 2012053363W WO 2012116987 A1 WO2012116987 A1 WO 2012116987A1
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WO
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piston
separating element
oil
cooling channel
unprocessed
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/053363
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German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Laqua
Original Assignee
Ks Kolbenschmidt Gmbh
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Publication date
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Priority to EP12706571.2A priority patent/EP2681436A1/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/16Pistons  having cooling means
    • F02F3/20Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
    • F02F3/22Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/0015Multi-part pistons
    • F02F3/0023Multi-part pistons the parts being bolted or screwed together

Definitions

  • the invention relates to a piston of an internal combustion engine, comprising a piston head and a cooling channel, in which a separating element is positioned with at least one opening, whereby a pressure space between a part of the wall of the cooling channel and the separating element is formed with the oil under pressure by means of at least one oil inlet is filled, wherein the oil exits the opening and impinges at least on a portion of the cooling channel, so that the piston is cooled, and a method for producing a piston of an internal combustion engine, which is cooled after production of the piston by sprayed oil, said Oil from a pressure chamber through at least one opening of a separating element, which is positioned in a cooling channel of the piston and thereby forms in the cooling channel with oil via at least one oil inlet fillable pressure space between a part of the wall of the cooling channel and the separating element, at least targeted to a range of the cooling duct is injected as by pressure generated in the oil-filled pressure chamber.
  • a two-part piston in the cooling channel of which an annular partition wall arranged parallel to the piston bottom is provided, which has one or more nozzle-like openings which are arranged such that their respective exit jet aligns with the underside of the piston crown is.
  • the space located below the partition is preferably completely filled with cooling oil, so that at the at least one nozzle-like opening a particularly high cooling pressure is applied and the cooling oil jet with ejection from the opening undergoes optimal acceleration.
  • the dividing wall is between the inner or outer support surface of the two-part piston and the support surface associated therewith arranged so that it is particularly easy to assemble and fasten.
  • the dividing wall is designed as a wall part integrated in the piston head or in the piston shaft, which is also molded during the production of the piston.
  • the dividing wall is arranged in the region of the cooling channel formed by the piston skirt.
  • a disadvantage of this piston known from the prior art is that the partition for the piston is manufactured as a separate component and is therefore manufactured independently of the piston production.
  • a partition wall which has already been cast into the piston also has the disadvantage that the dividing wall and the cooling channel of the piston can only be processed to a limited extent after the casting process.
  • the object of the invention is therefore to provide a good coolable piston, which is simple and inexpensive to produce and which does not have the above-mentioned disadvantages of the prior art.
  • the object is achieved in that the unprocessed separating element can be positioned on the wall of the later cooling channel, so that the separating element can be machined in the production of the piston, thereby eliminating the processing of the piston separate processing of the separating element.
  • the separating element can be positioned in the unprocessed state on the wall of the subsequent cooling channel of the piston, so that a separate production of the piston production of the separating element is eliminated, since the separating element is processed in the production of the piston.
  • the separator, as well as the piston simple and inexpensive to produce.
  • an automatic machining of the piston together with the separating element is possible, thereby reducing production costs and, in addition, reducing the production time.
  • the piston consists of an upper part and a lower part. It is possible to manufacture the upper part and the lower part separately, for example by means of a primary shaping production method, for example by means of casting, by means of a forming manufacturing method, for example by forging, and / or by means of a metal-cutting manufacturing method, for example by means of turning, milling and / or grinding.
  • the upper part and the lower part of the piston consist in a further advantageous embodiment of a same light metal material, such as aluminum, magnesium or their alloys, or of a same metallic material, such as a steel material or a material for casting.
  • a same light metal material such as aluminum, magnesium or their alloys
  • a same metallic material such as a steel material or a material for casting.
  • the upper part and the lower part each consist of a different one of the aforementioned materials.
  • the upper part adjoins the lower part in the assembled state in a further advantageous embodiment, at least on a common, corresponding bearing surface of the upper part and the lower part, so that the upper part and the lower part are easily positionable.
  • the upper part is connected in a further advantageous embodiment with the lower part in the assembled state of the piston, for example by means of at least one screw connection, welded connection, press connection, clamp connection or the like.
  • the unprocessed separating element is attached to the upper part, so that the separating element in the context of the processing of the upper part is editable.
  • the unprocessed separating element is attached to the lower part, so that the separating element in the context of the processing of the lower part is machined. It is possible that the unprocessed separating element on the upper part or the lower part by means of at least a screw connection, welded joint, press connection, clamp connection or the like is attached.
  • the unprocessed separating element is annular. It is possible that the unprocessed separating element is composed of several individual pieces, for example, the composite result in a circumferential ring shape. Alternatively, it is possible that the piston has a plurality of unprocessed separating elements as individual parts, which are each inserted into a cooling channel formed interrupted. In a particularly preferred embodiment, the unprocessed separating element is formed as a one-piece ring, so that the one-piece ring can be positioned in a circumferential cooling channel.
  • the unprocessed separating element may for example consist of a light metal material, such as aluminum, magnesium or their alloys, or of a metallic material, such as a steel material or a material for casting.
  • the opening of the separating element is formed nozzle-shaped after processing of the separating element. It is possible that the unprocessed separating element already has partially prefabricated openings, which are machined nozzle-shaped in the context of processing. Alternatively, it is possible that the unprocessed separating element has no openings, so that the openings are incorporated only in the context of processing in the separating element.
  • the oil emerging from the opening of the separating element is targeted to at least one region of the wall of the cooling channel, in particular to at least one region on the underside of the piston crown and / or to at least one region of the wall opposite the ring section, is alignable.
  • the nozzle-shaped opening of the separating element can, for example, have the shape of a cone, funnel, tube, the shape of a Venturi nozzle or the like.
  • the number of openings and / or the diameter of the openings in the separating element varies.
  • the separating element is sealed to the wall of the cooling channel by means of at least one sealing element, preferably by means of an O-ring. If the unprocessed separating element is attached to the upper part and the upper part is connected to the separately machined lower part after the common processing of both the upper part and the separating element, it is possible that the gap forming between the separating element and the lower part is sealed by means of a sealing element are.
  • the surface of the lower part, which touches the sealing element directly made particularly accurate fit.
  • the area of the separating element, which receives the sealing element for example an O-ring, is made particularly precisely fitting.
  • the separating element may, for example, have a groove or the like for receiving an O-ring.
  • a tailor-made production means a production in which, for example, a particularly good surface quality and a particularly high accuracy of fit are achieved.
  • the separating element in which the separating element is fastened to the lower part, it is possible that the gap which forms between the upper part and the separating element after assembly of the piston is sealed with a sealing element, such as an O-ring.
  • a sealing element such as an O-ring.
  • the coming into contact with the sealing element surface of the upper part is made particularly accurate fit.
  • the separating element can in this alternative Embodiment, for example, for receiving an O-ring have a groove or the like.
  • the piston has at least one pin bore, which in addition to the function of receiving the pin also fills the oil inlet with oil.
  • the oil inlet of the piston can be filled via a separate oil supply.
  • the invention claims a method for producing a piston of an internal combustion engine, wherein the unprocessed separating element is positioned on the wall of the later cooling channel of the piston prior to processing of the piston so that the separating element works together with the piston during the production of the piston is, thereby eliminating the processing of the piston separate processing of the separating element.
  • the piston is preferably made of an upper part and a lower part.
  • the unprocessed separating element is preferably attached to the upper part, so that subsequently the separating element is processed together with the upper part.
  • the unprocessed separating element is preferably fastened to the lower part, so that subsequently the separating element is processed together with the lower part.
  • the separating element is preferably sealed to the wall of the cooling channel by means of at least one sealing element, preferably by means of an O-ring.
  • the oil inlet of the piston is preferably filled with oil by means of at least one pin bore of the piston.
  • the Olzulauf of the piston is filled via a separate oil supply.
  • FIG. 1 shows a finished piston 1 of an internal combustion engine, which consists of a top part 2 and a bottom part 3.
  • the upper part 2 has a peripheral over the circumference of the piston ring portion 4 with three annular grooves for receiving unillustrated piston rings, a combustion bowl 5 in the region of the piston head 14 and a part of the cooling channel 9 in the form of a recess.
  • the underside of the piston crown 14 can be seen according to FIG.
  • the lower part 3 contains in the example a plurality of oil inlets 15, which open into a further recess which forms part of the cooling channel 9.
  • the lower part 3 according to FIG. 1 has two bolt holes 6 which receive a bolt, by means of which a connecting rod 7 is connected to the lower part 3 or the piston 1.
  • the two pin holes 6 also fill the oil feeds 15 continuously with oil.
  • the upper part 2 is positioned on the lower part 3 in the region of a plurality of corresponding contact surfaces, the upper part 2 being fixedly connected to the lower part 3 by means of a plurality of screw connections 8.
  • an unprocessed separating element 10 Prior to assembly of the piston 1 according to Figure 1, an unprocessed separating element 10 is positioned on the wall of the cooling channel 9 of the unprocessed lower part 3, which has a plurality of openings 13 after its processing.
  • the separating element 10 By attaching the unprocessed separating element 10 to the unprocessed lower part 3, the separating element 10 in the context of processing the lower part 3 with editable, whereby the processing of the piston 1 separate processing of the separating element 10 is omitted.
  • the attached to the lower part 3 separating element 10 is formed in the embodiment as a one-piece ring, so that the separating element 10, the cooling channel 9 over its entire circumference in two areas, namely a reduced cooling channel 9 ' and a pressure chamber 1 1, divides.
  • FIG. 1 shows the finished separating element 10.
  • the resulting between a part of the wall of the cooling channel 9 and the separator 10 pressure chamber 1 1 is filled with oil under pressure by means of the oil feeds 15.
  • the O-ring 12 is positioned according to FIG. 1 in a groove which has the processed separating element 10.
  • the openings 13 of the processed separating element 10 are nozzle-shaped, tubular in the example, according to FIG.
  • the number of openings 13 and the diameter of the openings 13 in the processed partition member 10 varies over the entire circumference of the cooling channel 9.
  • the production of the piston 1 according to FIG. 1 will be described in more detail below, which is produced inter alia from an upper part 2 and a lower part 3.
  • an unprocessed separating element 10 and an unprocessed lower part 3 are produced on the one hand.
  • the unprocessed, designed as a ring separator 10 is positioned on the wall of the subsequent cooling channel 9 of the lower part 3 before the subsequent processing of the unprocessed lower part 3.
  • the unprocessed separating element 10 is thus to be seen after the attachment to the unprocessed lower part 3 as a contour of the unprocessed lower part 3.
  • the unprocessed separating element 10 attached to the unprocessed lower part 3 is processed together with the unprocessed lower part 3 in the course of the production of the lower part 3. This eliminates the separate processing of the unprocessed separating element 10 and the unprocessed lower part 3.
  • the unprocessed separating element 10 has no openings 13.
  • the openings 13 are thus introduced during processing and machined with.
  • the bolt holes 6, the oil feeds 15 and the shaft elements (not shown) of the piston 1 introduced and edited.
  • the oil inlets 15 are holes in the embodiment.
  • the upper part 2 is manufactured and processed. According to FIG. 1, as part of the processing of the upper part 2, for example, the combustion chamber trough 5 and the ring section 4 are introduced.
  • the areas of the subsequent cooling channel 9 in the form of a respective recess and the corresponding bearing surfaces for upper part 2 and lower part 3 are introduced and processed.
  • the region of the upper part 2 on the wall of the subsequent cooling channel 9 is machined to fit, to which an O-ring 12 for sealing the subsequent pressure chamber 1 1 is applied.
  • the separating element 10 is sealed to the wall of the cooling channel 9 by means of at least the O-ring 12 according to Figure 1, which circulates as the separating element 10, the entire cooling channel 9.
  • the oil present in the pressure chamber 11 by means of the supply under pressure continuously exits the openings 13.
  • the oil flows continuously with a certain pressure and a certain volume flow through the oil feeds 15 into the pressure chamber 1 1, so that a pressure in the pressure chamber 1 1 is formed, which escapes through the openings 13 by means of continuous ejection of the oil.
  • the oil is distributed over the entire circumference of the pressure chamber 11 in the piston 1.
  • the piston 1 By the oil exiting the openings 13 and at least to a portion of the wall of the reduced cooling channel 9 ' , in particular at least a portion of the underside of the piston head 14 and at least a portion of the ring section 4 opposite wall, impinges, the piston 1 is continuous and well chilled.
  • the targeted cooling of the piston 1 by means of the oil jets emerging from the openings 13 in particular reduces the surface temperature in the region of the combustion bowl 5 and the region of the ring section 4.
  • the temperature of the piston 1 during operation of the piston 1 in an internal combustion engine is also reduced by the escaping oil steels.
  • the ejection of the located under pressure in the pressure chamber 1 1 oil from the pressure chamber 1 1 is further enhanced by a so-called shaker effect during the movement and operation of the piston 1 in the internal combustion engine.
  • the shaker effect By means of the shaker effect, the oil is ejected from the pressure chamber 1 1 due to the upward and downward movement of the piston 1 in the internal combustion engine, but especially in the downward movement of the piston 1 in the direction of connecting rod 7, due to its inertia from the openings 13.

Abstract

The invention relates to a piston (1) of an internal combustion engine, having a piston head (14) and a cooling duct (9), into which a dividing element (10) with at least one opening (13) is positioned, as a result of which a pressure chamber (11) is produced between a part of the wall of the cooling duct (9) and the separating element (10), which pressure chamber (11) is filled with pressurized oil by means of at least one oil feed line (15), wherein the oil exits from the opening (13) and impinges at least on a region of the cooling duct (9'), with the result that the piston can be cooled. According to the invention, it is provided that the non-machined separating element (10) is positioned on the wall of the later cooling duct (9), with the result that the separating element (10) can also be machined during the production of the piston (1), wherein, as a result, the machining operation of the separating element (10) which is separate from the machining operation of the piston (1) is dispensed with. Furthermore, the invention relates to a method for producing a piston (1) of this type for an internal combustion engine.

Description

B E S C H R E I B U N G  DESCRIPTION
Gekühlter Kolben und Verfahren zu dessen Herstellung Cooled flask and process for its production
Die Erfindung betrifft einen Kolben einer Brennkraftmaschine, aufweisend einen Kolbenboden und einen Kühlkanal, in den ein Trennelement mit zumindest einer Öffnung positioniert ist, wodurch ein Druckraum zwischen einem Teil der Wand des Kühlkanals und des Trennelementes entsteht, der mit Öl unter Druck mittels zumindest eines Ölzulaufs befüllt ist, wobei das Öl aus der Öffnung austritt und zumindest auf einem Bereich des Kühlkanals auftrifft, so dass der Kolben kühlbar ist, und ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens einer Brennkraftmaschine, der nach der Herstellung des Kolbens durch aufgespritztes Öl gekühlt wird, wobei das Öl aus einem Druckraum durch zumindest eine Öffnung eines Trennelementes, das in einem Kühlkanal des Kolbens positioniert ist und dadurch in dem Kühlkanal den mit Öl über zumindest einen Ölzulauf befüllbaren Druckraum zwischen einem Teil der Wand des Kühlkanals und des Trennelementes bildet, gezielt zumindest auf einen Bereich des Kühlkanals durch erzeugten Druck in dem mit Öl befüllten Druckraum gespritzt wird. The invention relates to a piston of an internal combustion engine, comprising a piston head and a cooling channel, in which a separating element is positioned with at least one opening, whereby a pressure space between a part of the wall of the cooling channel and the separating element is formed with the oil under pressure by means of at least one oil inlet is filled, wherein the oil exits the opening and impinges at least on a portion of the cooling channel, so that the piston is cooled, and a method for producing a piston of an internal combustion engine, which is cooled after production of the piston by sprayed oil, said Oil from a pressure chamber through at least one opening of a separating element, which is positioned in a cooling channel of the piston and thereby forms in the cooling channel with oil via at least one oil inlet fillable pressure space between a part of the wall of the cooling channel and the separating element, at least targeted to a range of the cooling duct is injected as by pressure generated in the oil-filled pressure chamber.
Aus der WO 2007/1 10056 A1 ist ein zweiteiliger Kolben bekannt, in dessen Kühlkanal eine parallel zum Kolbenboden angeordnete ringförmige Trennwand vorgesehen ist, die eine oder mehrere düsenartige Öffnungen aufweist, die derart angeordnet sind, dass ihr jeweiliger Austrittsstrahl gegen die Unterseite des Kolbenbodens ausgerichtet ist. Dabei ist der unterhalb der Trennwand befindliche Raum vorzugsweise vollständig mit Kühlöl gefüllt, so dass an der mindestens einen düsenartigen Öffnung ein besonders hoher Kühldruck anliegt und der Kühlölstrahl mit Ausstoß aus der Öffnung eine optimale Beschleunigung erfährt. Gemäß der WO 2007/1 10056 A1 ist die Trennwand zwischen der inneren oder äußeren Auflagefläche des zweiteiligen Kolbens und der dieser zugeordneten Stützfläche angeordnet, so dass sie besonders einfach zu montieren und zu befestigen ist. Alternativ ist es gemäß der WO 2007/1 10056 A1 möglich, dass die Trennwand als ein im Kolbenkopf oder im Kolbenschaft integriertes Wandteil ausgebildet ist, das bei der Herstellung des Kolbens mit gegossen wird. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung gemäß der WO 2007/1 10056 A1 ist die Trennwand in dem von dem Kolbenschaft gebildeten Bereich des Kühlkanals angeordnet. From WO 2007/1 10056 A1 a two-part piston is known, in the cooling channel of which an annular partition wall arranged parallel to the piston bottom is provided, which has one or more nozzle-like openings which are arranged such that their respective exit jet aligns with the underside of the piston crown is. In this case, the space located below the partition is preferably completely filled with cooling oil, so that at the at least one nozzle-like opening a particularly high cooling pressure is applied and the cooling oil jet with ejection from the opening undergoes optimal acceleration. According to WO 2007/1 10056 A1, the dividing wall is between the inner or outer support surface of the two-part piston and the support surface associated therewith arranged so that it is particularly easy to assemble and fasten. Alternatively, it is possible according to WO 2007/1 10056 A1 that the dividing wall is designed as a wall part integrated in the piston head or in the piston shaft, which is also molded during the production of the piston. In a further alternative embodiment according to WO 2007/1 10056 A1, the dividing wall is arranged in the region of the cooling channel formed by the piston skirt.
Nachteilig bei diesem aus dem Stand der Technik bekannten Kolben ist, dass die Trennwand für den Kolben als separates Bauteil gefertigt wird und somit unabhängig von der Kolbenfertigung gefertigt wird. Eine schon in den Kolben eingegossene Trennwand hat daneben den Nachteil, dass die Trennwand und der Kühlkanal des Kolbens nach dem Gießvorgang nur eingeschränkt bearbeitet werden können. A disadvantage of this piston known from the prior art is that the partition for the piston is manufactured as a separate component and is therefore manufactured independently of the piston production. A partition wall which has already been cast into the piston also has the disadvantage that the dividing wall and the cooling channel of the piston can only be processed to a limited extent after the casting process.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen gut kühlbaren Kolben zu schaffen, der einfach und preisgünstig herstellbar ist und der die oben genannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. The object of the invention is therefore to provide a good coolable piston, which is simple and inexpensive to produce and which does not have the above-mentioned disadvantages of the prior art.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das unbearbeitete Trennelement an der Wand des späteren Kühlkanals positionierbar ist, so dass das Trennelement im Rahmen der Herstellung des Kolbens mit bearbeitbar ist, wobei dadurch die von der Bearbeitung des Kolbens separate Bearbeitung des Trennelementes entfällt. The object is achieved in that the unprocessed separating element can be positioned on the wall of the later cooling channel, so that the separating element can be machined in the production of the piston, thereby eliminating the processing of the piston separate processing of the separating element.
Vorteilhaft ist, dass das Trennelement im unbearbeiteten Zustand an der Wand des späteren Kühlkanals des Kolbens positionierbar ist, so dass eine von der Kolbenfertigung separate Fertigung des Trennelementes entfällt, da das Trennelement im Rahmen der Herstellung des Kolbens mit bearbeitet wird. Dadurch ist das Trennelement, wie aber auch der Kolben, einfach und preisgünstig herstellbar. Des Weiteren ist durch die Positionierung des unbearbeiteten Trennelementes an der Wand des späteren Kühlkanals des Kolbens eine automatische Bearbeitung des Kolbens zusammen mit dem Trennelement möglich, so dass dadurch Produktionskosten gesenkt werden und daneben die Produktionszeit reduziert wird. Weiterhin ist vorteilhaft, dass durch das erfindungsgemäße Trennelement die Betriebssicherheit des Kolbens erhöht wird, da der Kolben gut mit Hilfe des Trennelementes gekühlt wird. It is advantageous that the separating element can be positioned in the unprocessed state on the wall of the subsequent cooling channel of the piston, so that a separate production of the piston production of the separating element is eliminated, since the separating element is processed in the production of the piston. As a result, the separator, as well as the piston, simple and inexpensive to produce. Furthermore, by positioning the unprocessed separating element on the wall of the later cooling channel of the piston, an automatic machining of the piston together with the separating element is possible, thereby reducing production costs and, in addition, reducing the production time. Furthermore, it is advantageous that by the inventive partition the reliability of the piston is increased, since the piston is well cooled by means of the separating element.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht der Kolben aus einem Oberteil und einem Unterteil. Es ist möglich, das Oberteil und das Unterteil jeweils separat beispielsweise mittels eines urformenden Fertigungsverfahren, beispielsweise mittels Gießen, mittels eines umformenden Fertigungsverfahren, beispielsweise mittels Schmieden, und/oder mittels eines spanenden Fertigungsverfahrens, beispielsweise mittels Drehen, Fräsen und/oder Schleifen, herzustellen. In an advantageous embodiment, the piston consists of an upper part and a lower part. It is possible to manufacture the upper part and the lower part separately, for example by means of a primary shaping production method, for example by means of casting, by means of a forming manufacturing method, for example by forging, and / or by means of a metal-cutting manufacturing method, for example by means of turning, milling and / or grinding.
Das Oberteil und das Unterteil des Kolbens bestehen in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung aus einem gleichen Leichtmetallwerkstoff, wie beispielsweise Aluminium, Magnesium oder einer deren Legierungen, oder aus einem gleichen metallischen Werkstoff, wie beispielsweise einem Stahlwerkstoff oder einem Werkstoff für das Gießen. Alternativ ist es möglich, dass das Oberteil und das Unterteil jeweils aus einem unterschiedlichen der vorhergehend genannten Werkstoffe bestehen. The upper part and the lower part of the piston consist in a further advantageous embodiment of a same light metal material, such as aluminum, magnesium or their alloys, or of a same metallic material, such as a steel material or a material for casting. Alternatively, it is possible that the upper part and the lower part each consist of a different one of the aforementioned materials.
Das Oberteil grenzt an das Unterteil im zusammengebauten Zustand in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung zumindest an einer gemeinsamen, korrespondierenden Auflagefläche des Oberteils und des Unterteils an, so dass das Oberteil und das Unterteil einfach positionierbar sind. The upper part adjoins the lower part in the assembled state in a further advantageous embodiment, at least on a common, corresponding bearing surface of the upper part and the lower part, so that the upper part and the lower part are easily positionable.
Das Oberteil ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung mit dem Unterteil im zusammengebauten Zustand des Kolbens beispielsweise mittels zumindest einer Schraubenverbindung, Schweißverbindung, Pressverbindung, Klemmverbindung oder dergleichen verbunden. The upper part is connected in a further advantageous embodiment with the lower part in the assembled state of the piston, for example by means of at least one screw connection, welded connection, press connection, clamp connection or the like.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das unbearbeitete Trennelement an dem Oberteil befestigt, so dass das Trennelement im Rahmen der Bearbeitung des Oberteils mit bearbeitbar ist. Alternativ ist es möglich, dass das unbearbeitete Trennelement an dem Unterteil befestigt ist, so dass das Trennelement im Rahmen der Bearbeitung des Unterteils mit bearbeitbar ist. Es ist dabei möglich, dass das unbearbeitete Trennelement an dem Oberteil oder dem Unterteil mittels zumindest einer Schraubenverbindung, Schweißverbindung, Pressverbindung, Klemmverbindung oder dergleichen befestigt ist. In a further advantageous embodiment, the unprocessed separating element is attached to the upper part, so that the separating element in the context of the processing of the upper part is editable. Alternatively, it is possible that the unprocessed separating element is attached to the lower part, so that the separating element in the context of the processing of the lower part is machined. It is possible that the unprocessed separating element on the upper part or the lower part by means of at least a screw connection, welded joint, press connection, clamp connection or the like is attached.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das unbearbeitete Trennelement ringförmig ausgebildet. Dabei ist es möglich, dass das unbearbeitete Trennelement sich aus mehreren Einzelstücken zusammensetzt, die beispielsweise zusammengesetzt eine umlaufende Ringform ergeben. Alternativ ist es möglich, dass der Kolben mehrere unbearbeitete Trennelemente als Einzelteile aufweist, die jeweils in einen unterbrochen ausgebildeten Kühlkanal eingesetzt sind. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das unbearbeitete Trennelement als ein einteiliger Ring ausgebildet, so dass der einteilige Ring in einem umlaufenden Kühlkanal positionierbar ist. Das unbearbeitete Trennelement kann beispielsweise aus einem Leichtmetallwerkstoff, wie beispielsweise Aluminium, Magnesium oder einer deren Legierungen, oder aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise einem Stahlwerkstoff oder einem Werkstoff für das Gießen, bestehen. In a further advantageous embodiment, the unprocessed separating element is annular. It is possible that the unprocessed separating element is composed of several individual pieces, for example, the composite result in a circumferential ring shape. Alternatively, it is possible that the piston has a plurality of unprocessed separating elements as individual parts, which are each inserted into a cooling channel formed interrupted. In a particularly preferred embodiment, the unprocessed separating element is formed as a one-piece ring, so that the one-piece ring can be positioned in a circumferential cooling channel. The unprocessed separating element may for example consist of a light metal material, such as aluminum, magnesium or their alloys, or of a metallic material, such as a steel material or a material for casting.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Öffnung des Trennelementes nach der Bearbeitung des Trennelementes düsenförmig ausgebildet. Es ist möglich, dass das unbearbeitete Trennelement schon teilvorgefertigte Öffnungen aufweist, die im Rahmen der Bearbeitung düsenförmig ausgearbeitet werden. Alternativ ist es möglich, dass das unbearbeitete Trennelement keine Öffnungen aufweist, so dass die Öffnungen erst im Rahmen der Bearbeitung in das Trennelement eingearbeitet werden. In a further preferred embodiment, the opening of the separating element is formed nozzle-shaped after processing of the separating element. It is possible that the unprocessed separating element already has partially prefabricated openings, which are machined nozzle-shaped in the context of processing. Alternatively, it is possible that the unprocessed separating element has no openings, so that the openings are incorporated only in the context of processing in the separating element.
Mittels der düsenförmigen Öffnungen ist es möglich, dass das aus der Öffnung des Trennelementes austretende Öl gezielt auf zumindest einen Bereich der Wand des Kühlkanals, insbesondere auf zumindest einen Bereich auf der Unterseite des Kolbenbodens und/oder auf zumindest einen Bereich der der Ringpartie gegenüberliegenden Wand, ausgerichtbar ist. Die düsenförmig ausgebildete Öffnung des Trennelementes kann dabei beispielsweise die Form eines Kegels, Trichters, Rohrs, die Form einer Venturi-Düse oder dergleichen haben. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung variiert die Anzahl der Öffnungen und/oder der Durchmesser der Öffnungen in dem Trennelement. Dadurch ist es möglich, dass zum Einen durch die Variation der Anzahl der Öffnungen gezielt zumindest ein Bereich der Wand des Kühlkanals, insbesondere zumindest ein Bereich auf der Unterseite des Kolbenbodens und/oder zumindest ein Bereich auf der der Ringpartie gegenüberliegenden Wand, mit Öl angespritzt wird, der besonders hohen Temperaturen während der Kraftstoffverbrennung ausgesetzt ist. Durch die Variation des Durchmessers der Öffnung in dem Trennelement ist es zum Anderen möglich, dass die Strahlbreite und/oder die Strahlgeschwindigkeit des austretenden Ölstrahls aus der Öffnung der jeweiligen Temperaturbelastung des Kolbens angepasst wird. By means of the nozzle-shaped openings, it is possible for the oil emerging from the opening of the separating element to be targeted to at least one region of the wall of the cooling channel, in particular to at least one region on the underside of the piston crown and / or to at least one region of the wall opposite the ring section, is alignable. The nozzle-shaped opening of the separating element can, for example, have the shape of a cone, funnel, tube, the shape of a Venturi nozzle or the like. In a further advantageous embodiment, the number of openings and / or the diameter of the openings in the separating element varies. As a result, on the one hand, by varying the number of openings, at least one area of the wall of the cooling channel, in particular at least one area on the underside of the piston crown and / or at least one area on the wall opposite the ring area, is sprayed with oil which is particularly exposed to high temperatures during fuel combustion. By varying the diameter of the opening in the separating element, on the other hand, it is possible for the jet width and / or the jet velocity of the exiting oil jet to be adapted from the opening of the respective temperature load of the piston.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Trennelement mit der Wand des Kühlkanals mittels zumindest eines Dichtelementes, vorzugsweise mittels eines O-Ringes, abgedichtet. Wenn das unbearbeitete Trennelement an dem Oberteil befestigt ist und das Oberteil nach der gemeinsamen Bearbeitung sowohl des Oberteils als auch des Trennelementes mit dem separat bearbeiteten Unterteil verbunden wird, ist es möglich, dass der zwischen dem Trennelement und dem Unterteil sich bildende Spalt mittels eines Dichtelementes abgedichtet sind. Vorzugsweise ist die Fläche des Unterteils, die das Dichtelement direkt berührt, besonders passgenau gefertigt. Auch ist der Bereich des Trennelementes, der das Dichtelement, beispielsweise einen O-Ring, aufnimmt, besonders passgenau gefertigt. Das Trennelement kann beispielsweise zur Aufnahme eines O-Rings eine Nut oder dergleichen aufweisen. Unter einer passgenauen Fertigung ist eine Fertigung zu verstehen, bei der beispielsweise eine besonders gute Oberflächenqualität und eine besonders hohe Passgenauigkeit erreicht sind. In a further advantageous embodiment, the separating element is sealed to the wall of the cooling channel by means of at least one sealing element, preferably by means of an O-ring. If the unprocessed separating element is attached to the upper part and the upper part is connected to the separately machined lower part after the common processing of both the upper part and the separating element, it is possible that the gap forming between the separating element and the lower part is sealed by means of a sealing element are. Preferably, the surface of the lower part, which touches the sealing element directly, made particularly accurate fit. Also, the area of the separating element, which receives the sealing element, for example an O-ring, is made particularly precisely fitting. The separating element may, for example, have a groove or the like for receiving an O-ring. A tailor-made production means a production in which, for example, a particularly good surface quality and a particularly high accuracy of fit are achieved.
Alternativ ist es in einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung möglich, bei der das Trennelement an dem Unterteil befestigt wird, dass der sich zwischen Oberteil und Trennelement nach dem Zusammenbau des Kolbens sich bildende Spalt mit einem Dichtelement, wie beispielsweise einem O-Ring, abgedichtet wird. Die mit dem Dichtelement in Berührung kommende Fläche des Oberteils ist dabei besonders passgenau gefertigt. Auch das Trennelement kann in dieser alternativen Ausgestaltung beispielsweise zur Aufnahme eines O-Rings eine Nut oder dergleichen aufweisen. Alternatively, in an alternative advantageous embodiment, in which the separating element is fastened to the lower part, it is possible that the gap which forms between the upper part and the separating element after assembly of the piston is sealed with a sealing element, such as an O-ring. The coming into contact with the sealing element surface of the upper part is made particularly accurate fit. Also, the separating element can in this alternative Embodiment, for example, for receiving an O-ring have a groove or the like.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der Kolben zumindest eine Bolzenbohrung auf, die neben der Funktion der Aufnahme des Bolzens auch den Olzulauf mit Öl befüllt. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass der Olzulauf des Kolbens über eine separate Ölzufuhr befüllbar ist. In a further preferred embodiment, the piston has at least one pin bore, which in addition to the function of receiving the pin also fills the oil inlet with oil. Alternatively or additionally, it is possible that the oil inlet of the piston can be filled via a separate oil supply.
Des Weiteren beansprucht die Erfindung ein Verfahren zu Herstellung eines Kolben einer Brennkraftmaschine, bei dem das unbearbeitete Trennelement vor der Bearbeitung des Kolbens an der Wand des späteren Kühlkanals des Kolbens positioniert wird, so dass das Trennelement zusammen mit dem Kolben im Rahmen der Herstellung des Kolbens bearbeitet wird, wobei dadurch die von der Bearbeitung des Kolbens separate Bearbeitung des Trennelementes entfällt. Furthermore, the invention claims a method for producing a piston of an internal combustion engine, wherein the unprocessed separating element is positioned on the wall of the later cooling channel of the piston prior to processing of the piston so that the separating element works together with the piston during the production of the piston is, thereby eliminating the processing of the piston separate processing of the separating element.
Der Kolben wird bevorzugt aus einem Oberteil und einem Unterteil hergestellt. The piston is preferably made of an upper part and a lower part.
Das unbearbeitete Trennelement wird bevorzugt an dem Oberteil befestigt, so dass anschließend das Trennelement zusammen mit dem Oberteil bearbeitet wird. Alternativ wird bevorzugt das unbearbeitete Trennelement an dem Unterteil befestigt, so dass anschließend das Trennelement zusammen mit dem Unterteil bearbeitet wird. The unprocessed separating element is preferably attached to the upper part, so that subsequently the separating element is processed together with the upper part. Alternatively, the unprocessed separating element is preferably fastened to the lower part, so that subsequently the separating element is processed together with the lower part.
Das Trennelement wird bevorzugt mit der Wand des Kühlkanals mittels zumindest eines Dichtelementes, vorzugsweise mittels eines O-Rings, abgedichtet. The separating element is preferably sealed to the wall of the cooling channel by means of at least one sealing element, preferably by means of an O-ring.
Der Olzulauf des Kolbens wird bevorzugt mittels zumindest einer Bolzenbohrung des Kolbens mit Öl befüllt. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass der Olzulauf des Kolbens über eine separate Ölzufuhr befüllt wird. The oil inlet of the piston is preferably filled with oil by means of at least one pin bore of the piston. Alternatively or additionally, it is possible that the Olzulauf of the piston is filled via a separate oil supply.
In der Figur ist eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt In the figure, a preferred embodiment according to the invention is shown. It shows
Figur 1 : einen erfindungsgemäßen Kolben im Schnitt in Seitenansicht. Figur 1 zeigt einen fertig hergestellten Kolben 1 einer Brennkraftmaschine, der aus einem Oberteil 2 und einem Unterteil 3 besteht. Das Oberteil 2 weist eine über den Umfang des Kolbens umlaufende Ringpartie 4 mit drei Ringnuten zur Aufnahme nicht dargestellter Kolbenringe, eine Brennraummulde 5 im Bereich des Kolbenbodens 14 und einen Teil des Kühlkanals 9 in Form einer Aussparung auf. In dieser Aussparung ist gemäß Figur 1 die Unterseite des Kolbenbodens 14 erkennbar. Das Unterteil 3 enthält im Beispiel mehrere Ölzuläufe 15, die in einer weiteren Aussparung münden, die einen Teil des Kühlkanals 9 bildet. Des Weiteren weist das Unterteil 3 gemäß Figur 1 zwei Bolzenbohrungen 6 auf, die einen Bolzen aufnehmen, mittels dem ein Pleuel 7 mit dem Unterteil 3 bzw. dem Kolben 1 verbunden ist. Die beiden Bolzenbohrungen 6 befüllen auch die Ölzuläufe 15 kontinuierlich mit Öl. Figure 1: a piston according to the invention in section in side view. FIG. 1 shows a finished piston 1 of an internal combustion engine, which consists of a top part 2 and a bottom part 3. The upper part 2 has a peripheral over the circumference of the piston ring portion 4 with three annular grooves for receiving unillustrated piston rings, a combustion bowl 5 in the region of the piston head 14 and a part of the cooling channel 9 in the form of a recess. In this recess, the underside of the piston crown 14 can be seen according to FIG. The lower part 3 contains in the example a plurality of oil inlets 15, which open into a further recess which forms part of the cooling channel 9. Furthermore, the lower part 3 according to FIG. 1 has two bolt holes 6 which receive a bolt, by means of which a connecting rod 7 is connected to the lower part 3 or the piston 1. The two pin holes 6 also fill the oil feeds 15 continuously with oil.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist das Oberteil 2 auf dem Unterteil 3 im Bereich mehrerer sich korrespondierender Auflageflächen positioniert, wobei das Oberteil 2 mit dem Unterteil 3 mittels mehrerer Schraubenverbindungen 8 fest verbunden ist. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the upper part 2 is positioned on the lower part 3 in the region of a plurality of corresponding contact surfaces, the upper part 2 being fixedly connected to the lower part 3 by means of a plurality of screw connections 8.
Vor dem Zusammenbau des Kolbens 1 gemäß Figur 1 ist an der Wand des Kühlkanals 9 des unbearbeiteten Unterteils 3 ein unbearbeitetes Trennelement 10 positioniert, das mehrere Öffnungen 13 nach dessen Bearbeitung aufweist. Durch das Befestigen des unbearbeiteten Trennelementes 10 an dem unbearbeiteten Unterteil 3 ist das Trennelement 10 im Rahmen der Bearbeitung des Unterteils 3 mit bearbeitbar, wodurch die von der Bearbeitung des Kolbens 1 separate Bearbeitung des Trennelementes 10 entfällt. Das an dem Unterteil 3 befestigte Trennelement 10 ist im Ausführungsbeispiel als einteiliger Ring ausgebildet, so dass das Trennelement 10 den Kühlkanal 9 über dessen gesamten Umfang in zwei Bereiche, nämlich einen reduzierten Kühlkanal 9' und einen Druckraum 1 1 , aufteilt. Figur 1 zeigt das fertig bearbeitete Trennelement 10. Prior to assembly of the piston 1 according to Figure 1, an unprocessed separating element 10 is positioned on the wall of the cooling channel 9 of the unprocessed lower part 3, which has a plurality of openings 13 after its processing. By attaching the unprocessed separating element 10 to the unprocessed lower part 3, the separating element 10 in the context of processing the lower part 3 with editable, whereby the processing of the piston 1 separate processing of the separating element 10 is omitted. The attached to the lower part 3 separating element 10 is formed in the embodiment as a one-piece ring, so that the separating element 10, the cooling channel 9 over its entire circumference in two areas, namely a reduced cooling channel 9 ' and a pressure chamber 1 1, divides. FIG. 1 shows the finished separating element 10.
Der dabei zwischen einem Teil der Wand des Kühlkanals 9 und des Trennelementes 10 entstandene Druckraum 1 1 ist mit Öl unter Druck mittels der Ölzuläufe 15 befüllt. Zur Abdichtung des Druckraums 1 1 ist das Trennelement 10 mit der Wand des Kühlkanals 9 des Oberteils 2 mittels eines O-Rings 12 abgedichtet, der wie das Trennelement 10 den gesamten Kühlkanal 9 umläuft. Dadurch entsteht ein abgedichteter Druckraum 1 1 , der über die Öffnungen 13 mit dem reduzierten Kühlkanal 9' verbunden ist. Der O-Ring 12 ist gemäß Figur 1 in einer Nut positioniert, die das bearbeitete Trennelement 10 aufweist. The resulting between a part of the wall of the cooling channel 9 and the separator 10 pressure chamber 1 1 is filled with oil under pressure by means of the oil feeds 15. To seal the pressure chamber 1 1, the separator 10th sealed with the wall of the cooling channel 9 of the upper part 2 by means of an O-ring 12 which, like the separating element 10, circumscribes the entire cooling channel 9. This creates a sealed pressure chamber 1 1, which is connected via the openings 13 with the reduced cooling channel 9 ' . The O-ring 12 is positioned according to FIG. 1 in a groove which has the processed separating element 10.
Die Öffnungen 13 des bearbeiteten Trennelementes 10 sind gemäß Figur 1 düsenförmig, im Beispiel rohrförmig, ausgebildet. Dabei variiert im Ausführungsbeispiel die Anzahl der Öffnungen 13 und der Durchmesser der Öffnungen 13 in dem bearbeiteten Trennelement 10 über den gesamten Umfang des Kühlkanals 9. Dadurch sind Bereiche des Kühlkanals 9' besonders gut gekühlt, in denen die Anzahl der Öffnungen 13 sehr hoch ist und der Durchmesser der Öffnungen 13 für eine gute Kühlung passend angepasst ist. The openings 13 of the processed separating element 10 are nozzle-shaped, tubular in the example, according to FIG. In the embodiment, the number of openings 13 and the diameter of the openings 13 in the processed partition member 10 varies over the entire circumference of the cooling channel 9. As a result, areas of the cooling channel 9 'are particularly well cooled, in which the number of openings 13 is very high and the diameter of the openings 13 is suitably adapted for good cooling.
Im Folgenden wird die Herstellung des Kolbens 1 gemäß Figur 1 genauer beschrieben, der unter anderem aus einem Oberteil 2 und einem Unterteil 3 hergestellt wird. The production of the piston 1 according to FIG. 1 will be described in more detail below, which is produced inter alia from an upper part 2 and a lower part 3.
Vor der Herstellung des Kolbens 1 werden zum Einen ein unbearbeitetes Trennelement 10 und ein unbearbeitetes Unterteil 3 hergestellt. Before the production of the piston 1, an unprocessed separating element 10 and an unprocessed lower part 3 are produced on the one hand.
Zur Herstellung des Kolbens 1 wird das unbearbeitete, als Ring ausgebildete Trennelement 10 an der Wand des späteren Kühlkanals 9 des Unterteils 3 vor der nachfolgenden Bearbeitung des unbearbeiteten Unterteils 3 positioniert. Das unbearbeitete Trennelement 10 ist somit nach der Befestigung an dem unbearbeiteten Unterteil 3 als Kontur des unbearbeiteten Unterteils 3 zu sehen. Anschließend wird das an dem unbearbeiteten Unterteil 3 befestigte, unbearbeitete Trennelement 10 zusammen mit dem unbearbeiteten Unterteil 3 im Rahmen der Herstellung des Unterteils 3 bearbeitet. Dadurch entfällt die separate Bearbeitung des unbearbeiteten Trennelementes 10 und des unbearbeiteten Unterteils 3. Das unbearbeitete Trennelement 10 weist keine Öffnungen 13 auf. In dem Trennelement 10 werden somit während der Bearbeitung die Öffnungen 13 eingebracht und mit bearbeitet. Neben der Bearbeitung des Trennelementes 10 im Rahmen der Bearbeitung des Unterteils 3 werden auch in dem Unterteil 3 beispielsweise die Bolzenbohrungen 6, die Ölzuläufe 15 und die Schaftelemente (nicht dargestellt) des Kolbens 1 eingebracht und mit bearbeitet. Die Ölzuläufe 15 sind im Ausführungsbeispiel Bohrungen. For the preparation of the piston 1, the unprocessed, designed as a ring separator 10 is positioned on the wall of the subsequent cooling channel 9 of the lower part 3 before the subsequent processing of the unprocessed lower part 3. The unprocessed separating element 10 is thus to be seen after the attachment to the unprocessed lower part 3 as a contour of the unprocessed lower part 3. Subsequently, the unprocessed separating element 10 attached to the unprocessed lower part 3 is processed together with the unprocessed lower part 3 in the course of the production of the lower part 3. This eliminates the separate processing of the unprocessed separating element 10 and the unprocessed lower part 3. The unprocessed separating element 10 has no openings 13. In the separating element 10, the openings 13 are thus introduced during processing and machined with. In addition to the processing of the separating element 10 as part of the processing of the lower part 3 and in the lower part of the third For example, the bolt holes 6, the oil feeds 15 and the shaft elements (not shown) of the piston 1 introduced and edited. The oil inlets 15 are holes in the embodiment.
Separat zur Herstellung des Unterteils 3 zusammen mit dem Trennelement 10 wird zum Anderen das Oberteil 2 hergestellt und bearbeitet. Gemäß Figur 1 werden im Rahmen der Bearbeitung des Oberteils 2 beispielsweise die Brennraummulde 5 und die Ringpartie 4 mit eingebracht. Separately for the production of the lower part 3 together with the separating element 10, on the other hand, the upper part 2 is manufactured and processed. According to FIG. 1, as part of the processing of the upper part 2, for example, the combustion chamber trough 5 and the ring section 4 are introduced.
Sowohl bei der Bearbeitung des Oberteils 2 als auch des Unterteils 3 zusammen mit dem Trennelement 10 werden jeweils die Bereiche des späteren Kühlkanals 9 in Form von jeweils einer Aussparung und die korrespondierenden Auflageflächen für Oberteil 2 und Unterteil 3 eingebracht und mit bearbeitet. Insbesondere wird auch der Bereich des Oberteils 2 an der Wand des späteren Kühlkanals 9 passgenau bearbeitet, an der ein O-Ring 12 zum Abdichten des späteren Druckraumes 1 1 anliegt. Both in the processing of the upper part 2 and the lower part 3 together with the separating element 10, the areas of the subsequent cooling channel 9 in the form of a respective recess and the corresponding bearing surfaces for upper part 2 and lower part 3 are introduced and processed. In particular, the region of the upper part 2 on the wall of the subsequent cooling channel 9 is machined to fit, to which an O-ring 12 for sealing the subsequent pressure chamber 1 1 is applied.
Im Rahmen der Herstellung und nach dem Zusammenbau des Kolbens 1 wird das Trennelement 10 mit der Wand des Kühlkanals 9 mittels zumindest des O-Rings 12 gemäß Figur 1 abgedichtet, der wie das Trennelement 10 den gesamten Kühlkanal 9 umläuft. Unter einer passgenauen Bearbeitung ist dabei eine besonders gute Bearbeitung insbesondere bezüglich der Oberflächenqualität und Passgenauigkeit zu verstehen. As part of the production and after assembly of the piston 1, the separating element 10 is sealed to the wall of the cooling channel 9 by means of at least the O-ring 12 according to Figure 1, which circulates as the separating element 10, the entire cooling channel 9. Under a precisely tailored processing is to understand a particularly good processing, in particular with regard to the surface quality and accuracy of fit.
Nach der Herstellung und des Zusammenbaus des Kolbens 1 und während des Betriebs des Kolbens 1 in einer Brennkraftmaschine tritt das sich mittels der Zuführung unter Druck in dem Druckraum 1 1 befindende Öl kontinuierlich aus den Öffnungen 13 aus. Dazu strömt das Öl kontinuierlich mit einem bestimmten Druck und einem bestimmten Volumenstrom über die Ölzuläufe 15 in den Druckraum 1 1 , so dass ein Druck in dem Druckraum 1 1 entsteht, der über die Öffnungen 13 mittels kontinuierlichen Ausspritzens des Öls entweicht. Durch den kontinuierlich erzeugten Druck in dem Druckraum 1 1 verteilt sich dabei das Öl über den gesamten Umfang des Druckraums 1 1 in dem Kolben 1 . Indem das Öl aus den Öffnungen 13 austritt und zumindest auf einen Bereich der Wand des reduzierten Kühlkanals 9', insbesondere auf zumindest einen Bereich der Unterseite des Kolbenbodens 14 und auf zumindest einen Bereich der der Ringpartie 4 gegenüberliegenden Wand, auftrifft, wird der Kolben 1 kontinuierlich und gut gekühlt. Durch die gezielte Kühlung des Kolbens 1 mittels der aus den Öffnungen 13 stetig austretenden Ölstrahlen wird dabei insbesondere die Oberflächentemperatur im Bereich der Brennraummulde 5 und dem Bereich der Ringpartie 4 reduziert. Durch die austretenden Ölstahlen wird generell aber auch die Temperatur des Kolbens 1 während des Betriebs des Kolbens 1 in einer Brennkraftmaschine reduziert. After the manufacture and assembly of the piston 1 and during operation of the piston 1 in an internal combustion engine, the oil present in the pressure chamber 11 by means of the supply under pressure continuously exits the openings 13. For this purpose, the oil flows continuously with a certain pressure and a certain volume flow through the oil feeds 15 into the pressure chamber 1 1, so that a pressure in the pressure chamber 1 1 is formed, which escapes through the openings 13 by means of continuous ejection of the oil. As a result of the continuously generated pressure in the pressure chamber 11, the oil is distributed over the entire circumference of the pressure chamber 11 in the piston 1. By the oil exiting the openings 13 and at least to a portion of the wall of the reduced cooling channel 9 ' , in particular at least a portion of the underside of the piston head 14 and at least a portion of the ring section 4 opposite wall, impinges, the piston 1 is continuous and well chilled. The targeted cooling of the piston 1 by means of the oil jets emerging from the openings 13 in particular reduces the surface temperature in the region of the combustion bowl 5 and the region of the ring section 4. In general, the temperature of the piston 1 during operation of the piston 1 in an internal combustion engine is also reduced by the escaping oil steels.
Um eine optimale Kühlung des Kolbens 1 während des Betriebs zu erreichen, ist die Anzahl der Düsen und deren Durchmesser aufeinander abgestimmt, wobei die Abstimmung so erfolgen muss, dass der Druck, mit dem das Öl aus dem Druckraum 1 1 über die Öffnungen 13 ausströmt, einen Ölkohleaufbau im Bereich des Kühlkanals 9 verhindert. In order to achieve optimum cooling of the piston 1 during operation, the number of nozzles and their diameter is coordinated, the vote must be made so that the pressure at which the oil flows out of the pressure chamber 1 1 via the openings 13, prevents an oil carbon buildup in the region of the cooling channel 9.
Das Ausspritzen des sich unter Druck in dem Druckraum 1 1 befindlichen Öls aus dem Druckraum 1 1 wird durch einen sogenannten Shaker-Effekt während der Bewegung und Betriebs des Kolbens 1 in der Brennkraftmaschine noch zusätzlich verstärkt. Mittels des Shaker-Effekts wird das Öl aus dem Druckraum 1 1 aufgrund der Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens 1 in der Brennkraftmaschine, vor allem jedoch in der Abwärtsbewegung 1 des Kolbens in Richtung Pleuel 7, aufgrund seiner Massenträgheit aus den Öffnungen 13 herausgeschleudert. The ejection of the located under pressure in the pressure chamber 1 1 oil from the pressure chamber 1 1 is further enhanced by a so-called shaker effect during the movement and operation of the piston 1 in the internal combustion engine. By means of the shaker effect, the oil is ejected from the pressure chamber 1 1 due to the upward and downward movement of the piston 1 in the internal combustion engine, but especially in the downward movement of the piston 1 in the direction of connecting rod 7, due to its inertia from the openings 13.
Das aus den Öffnungen 13 in den reduzierten Kühlkanal 9' herausgeschleuderte Öl unterliegt ausschließlich dem Shaker-Effekt. Das herausgeschleuderte Öl wird anschließend über nicht in der Figur 1 dargestellte Durchlassöffnungen aus dem reduzierten Kühlkanal 9' und aus dem Kolben 1 abgeführt. Bezugszeichenliste The ejected from the openings 13 in the reduced cooling channel 9 ' oil is subject exclusively to the shaker effect. The ejected oil is then removed via not shown in the Figure 1 through holes from the reduced cooling channel 9 ' and from the piston 1. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Kolben 1 piston
2 Oberteil  2 top part
3 Unterteil  3 lower part
4 Ringpartie  4 ring game
5 Brennraummulde 5 combustion bowl
6 Bolzenbohrung6 bolt hole
7 Pleuel 7 connecting rods
8 Schraubenverbindung 8 screw connection
9 Kühlkanal 9 cooling channel
9' Kühlkanal (reduziert)9 ' cooling channel (reduced)
10 Trennelement10 separating element
1 1 Druckraum 1 1 pressure chamber
12 O-Ring  12 o-ring
13 Öffnung  13 opening
14 Kolbenboden  14 piston bottom
15 Ölzulauf  15 oil feed

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT APPLICATIONS
1 . 1 .
Kolben (1 ) einer Brennkraftmaschine, aufweisend einen Kolbenboden (14) und einen Kühlkanal (9), in den ein Trennelement (10) mit zumindest einer Öffnung (13) positioniert ist, wodurch ein Druckraum (1 1 ) zwischen einem Teil der Wand des Kühlkanals (9) und des Trennelementes (10) entsteht, der mit Öl unter Druck mittels zumindest eines Ölzulaufs (15) befüllt ist, wobei das Öl aus der Öffnung (13) austritt und zumindest auf einen Bereich des Kühlkanals (9') auftritt, so dass der Kolben (1 ) kühlbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das unbearbeitete Trennelement (10) an der Wand des späteren Kühlkanals (9) positionierbar ist, so dass das Trennelement (10) im Rahmen der Herstellung des Kolbens (1 ) mit bearbeitbar ist, wobei dadurch die von der Bearbeitung des Kolbens (1 ) separate Bearbeitung des Trennelementes (10) entfällt. Piston (1) of an internal combustion engine, comprising a piston head (14) and a cooling channel (9), in which a separating element (10) with at least one opening (13) is positioned, whereby a pressure chamber (1 1) between a part of the wall of Cooling channel (9) and the separating element (10) is formed, which is filled with oil under pressure by means of at least one oil inlet (15), wherein the oil from the opening (13) emerges and at least on a region of the cooling channel (9 ' ) occurs, such that the piston (1) can be cooled, characterized in that the unprocessed separating element (10) can be positioned on the wall of the later cooling channel (9) so that the separating element (10) can be machined in the course of the production of the piston (1) is, thereby eliminating the processing of the piston (1) separate processing of the separating element (10).
2. Second
Kolben (1 ) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1 ) aus einem Oberteil (2) und einem Unterteil (3) besteht.  Piston (1) according to claim 1, characterized in that the piston (1) consists of an upper part (2) and a lower part (3).
3. Third
Kolben (1 ) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das unbearbeitete Trennelement (10) an dem Oberteil (2) befestigt ist, so dass das Trennelement (10) im Rahmen der Bearbeitung des Oberteils (2) mit bearbeitbar ist. Piston (1) according to claim 2, characterized in that the unprocessed separating element (10) on the upper part (2) is fixed, so that the separating element (10) in the context of processing the upper part (2) is machinable.
4. 4th
Kolben (1 ) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das unbearbeitete Trennelement (10) an dem Unterteil (3) befestigt ist, so dass das Trennelement (10) im Rahmen der Bearbeitung des Unterteils (3) mit bearbeitbar ist.  Piston (1) according to claim 2, characterized in that the unprocessed separating element (10) on the lower part (3) is fixed, so that the separating element (10) in the context of processing the lower part (3) is editable.
5. 5th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das unbearbeitete Trennelement (10) ringförmig, vorzugsweise als einteiliger Ring, ausgebildet ist.  Piston (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the unprocessed separating element (10) is annular, preferably formed as a one-piece ring.
6. 6th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (13) des Trennelementes (10) nach der Bearbeitung des Trennelementes (10) düsenförmig ausgebildet ist.  Piston (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the opening (13) of the separating element (10) after the processing of the separating element (10) is nozzle-shaped.
7. 7th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Öffnungen (13) und/oder der Durchmesser der Öffnungen (13) in dem Trennelement (10) variiert.  Piston (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the number of openings (13) and / or the diameter of the openings (13) in the separating element (10) varies.
8. 8th.
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (10) mit der Wand des Kühlkanals (9) mittels zumindest eines Dichtelementes, vorzugsweis mittels eines O-Rings (12), abgedichtet ist.  Piston (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the separating element (10) is sealed to the wall of the cooling channel (9) by means of at least one sealing element, preferably by means of an O-ring (12).
9. 9th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1 ) zumindest eine Bolzenbohrung (6) aufweist, die neben der Funktion der Aufnahme des Bolzens auch den Ölzulauf (15) mit Öl befüllt. Piston (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the piston (1) has at least one pin bore (6) which in addition to the function of receiving the bolt and the oil feed (15) filled with oil.
10. 10th
Verfahren zur Herstellung eines Kolbens (1 ) einer Brennkraftmaschine, der nach der Herstellung des Kolbens (1 ) durch aufgespritztes Öl gekühlt wird, wobei das Öl aus einem Druckraum (1 1 ) durch zumindest eine Öffnung (13) eines Trennelementes Method for producing a piston (1) of an internal combustion engine, which after the production of the piston (1) is cooled by sprayed-on oil, wherein the oil from a pressure chamber (1 1) through at least one opening (13) of a separating element
(10) , das in einem Kühlkanal (9) des Kolbens (1 ) positioniert ist und dadurch in dem Kühlkanal (9) den mit Öl über zumindest einen Ölzulauf (15) befüllbaren Druckraum(10), which is positioned in a cooling channel (9) of the piston (1) and thereby in the cooling channel (9) with oil via at least one oil inlet (15) can be filled pressure chamber
(1 1 ) zwischen einem Teil der Wand des Kühlkanals (9) und des Trennelementes (10) bildet, gezielt zumindest auf einen Bereich des Kühlkanals (9') durch erzeugten Druck in dem mit Öl befüllten Druckraum (1 1 ) gespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das unbearbeitete Trennelement (10) vor der Bearbeitung des Kolbens (1 ) an der Wand des späteren Kühlkanals (9) des Kolbens (1 ) positioniert wird, so dass das Trennelement (10) zusammen mit dem Kolben (1 ) im Rahmen der Herstellung des Kolbens (1 ) bearbeitet wird, wobei dadurch die von der Bearbeitung des Kolbens (1 ) separate Bearbeitung des Trennelementes (10) entfällt. (1 1) between a part of the wall of the cooling channel (9) and the separating element (10) forms, at least targeted to a region of the cooling channel (9 ' ) by generated pressure in the oil-filled pressure chamber (1 1) is injected, characterized characterized in that the unprocessed separating element (10) is positioned on the wall of the later cooling channel (9) of the piston (1) before machining the piston (1), so that the separating element (10) together with the piston (1) in the frame the preparation of the piston (1) is processed, thereby eliminating the machining of the piston (1) separate machining of the separating element (10).
1 1 . 1 1.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1 ) aus einem Oberteil (2) und einem Unterteil (3) hergestellt wird.  A method according to claim 10, characterized in that the piston (1) from an upper part (2) and a lower part (3) is produced.
12. 12th
Verfahren gemäß Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das unbearbeitete Trennelement (10) an dem Oberteil (2) befestigt wird, so dass anschließend das Trennelement (10) zusammen mit dem Oberteil (2) bearbeitet wird.  A method according to claim 1 1, characterized in that the unprocessed separating element (10) is fixed to the upper part (2), so that subsequently the separating element (10) is processed together with the upper part (2).
13. 13th
Verfahren gemäß Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das unbearbeitete Trennelement (10) an dem Unterteil (3) befestigt wird, so dass anschließend das Trennelement (10) zusammen mit dem Unterteil (3) bearbeitet wird.  A method according to claim 1 1, characterized in that the unprocessed separating element (10) on the lower part (3) is fixed, so that subsequently the separating element (10) is processed together with the lower part (3).
14. 14th
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (10) mit der Wand der Kühlkanals (9) mittels zumindest eines Dichtelementes, vorzugsweise mittels eines O-Rings (12), abgedichtet wird. Method according to one of claims 10 to 13, characterized in that the separating element (10) with the wall of the cooling channel (9) by means of at least one sealing element, preferably by means of an O-ring (12) is sealed.
15. 15th
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölzuflauf (15) des Kolbens (1 ) mittels zumindest einer Bolzenbohrung (6) des Kolbens (1 ) mit Öl befüllt wird.  Method according to one of claims 10 to 14, characterized in that the oil feed (15) of the piston (1) by means of at least one pin bore (6) of the piston (1) is filled with oil.
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