WO2015062719A1 - Kolben für einen verbrennungsmotor und abdeckplatte für einen kolben - Google Patents

Kolben für einen verbrennungsmotor und abdeckplatte für einen kolben Download PDF

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WO2015062719A1
WO2015062719A1 PCT/EP2014/002901 EP2014002901W WO2015062719A1 WO 2015062719 A1 WO2015062719 A1 WO 2015062719A1 EP 2014002901 W EP2014002901 W EP 2014002901W WO 2015062719 A1 WO2015062719 A1 WO 2015062719A1
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WO
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piston
cover plate
recess
longitudinal sides
free ends
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PCT/EP2014/002901
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Bischofberger
Harald Rüdiger MÜLLER
Original Assignee
Mahle International Gmbh
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Publication date
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Priority to JP2016527316A priority patent/JP2016536513A/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/06—Arrangements for cooling pistons
    • F01P3/08—Cooling of piston exterior only, e.g. by jets
    • 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 
    • F02F3/0084—Pistons  the pistons being constructed from specific materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/16—Pistons  having cooling means
    • F02F3/20—Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
    • F02F3/22—Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid

Definitions

  • the present invention relates to a piston for an internal combustion engine, comprising a piston head and a piston skirt, wherein the piston skirt having mutually opposite pin bosses with hub bores and opposing shaft walls with treads, wherein in the lower region of the piston, a cover plate having a recess for the passage of a connecting rod , is attached.
  • the present invention further relates to such a cover for a piston.
  • a generic piston with Anspritzksselung is known from the Austrian Utility Model AT 001 919 U l.
  • This piston has a retaining plate arranged in its lower region, which is fastened to the piston by means of screwing, soldering, riveting, welding or pressing.
  • the injected from below into the piston oil is first used in the cooling channel for cooling and then used to cool the combustion chamber floor and to lubricate the small connecting rod.
  • the shaker effect creates an oil mist that provides a cooling effect.
  • German patent application DE 195 22 756 A1 discloses a piston with a arranged in its lower region, on the inside of the piston skirt encircling, ring-shaped sheet-metal part.
  • the object of the present invention is to further develop a generic piston and a generic cover plate so that the cover plate is secured as securely and captive on the piston.
  • the cover plate has two opposite longitudinal sides and two opposite free ends, that in the lower part of the
  • CONFIRMATION COPY Shaft walls grooves are provided, in which the free ends of the cover plate are received under resilient bias.
  • the cover plate according to the invention is characterized in that between the recess and at least one of the free ends a resiliently trained, in cross-section U-shaped or V-shaped indentation is provided.
  • the cover plate is held under spring bias on the piston. This eliminates complex attachment measures such as screwing, soldering, riveting, welding or pressing.
  • the cover plate provided according to the invention absorbs back-flowing cooling oil and delays or obstructs its outflow in the direction of the crankshaft.
  • the cooling oil can be introduced by means of a ⁇ lanspritzdüse directly into the interior of the piston above the cover plate or flow from a cooling passage, if present, in the interior of the piston. Due to the shaker effect occurring during engine operation, the cooling oil collected by the cover plate is moved at high frequency in the direction of the hub bores and the piston head. This results in an improved cooling effect.
  • the cover plate provided according to the invention also allows improved cooling of the shaft walls, since the collected cooling oil in the region of the shaft walls, i. between each one free end and the central recess, is accumulated and the shaker effect generated by the improved cooling effect occurs more in the region of the shaft walls.
  • a particularly preferred embodiment is that between the recess and at least one of the free ends of the cover plate is provided a resiliently shaped, in cross-section U-shaped or V-shaped indentation.
  • This indentation acts as a resilient element which serves to keep the cover plate provided according to the invention under spring bias particularly securely on the piston.
  • the biasing force of the cover plate can be regulated. In this way, the biasing force of the cover plate adapted to different piston types and piston sizes and broadened their applications.
  • the indentation also causes a retention space for cooling oil to be formed between it and the free end or the shaft wall assigned to it. Thus, in particular the cooling of the shaft walls is further improved.
  • the indentation runs parallel to the free end assigned to it.
  • the greatest possible elastic effect of the indentation can be achieved.
  • An advantageous development is to provide the cover plate on each of its bolt hub associated longitudinal sides with at least one locking element which engages behind a provided on the piston nose under resilient bias. This creates a tongue and groove connection in the manner of a clip, which represents an additional securing position of the cover plate according to the invention on the piston.
  • the entire cover plate is made of a resilient material to facilitate insertion of the cover plate into the grooves.
  • the cover plate in the region of a skirt wall of the piston has a recess to allow the passage of cooling oil.
  • the piston according to the invention is additionally provided with a circumferential cooling channel with at least one feed opening for cooling oil, it is advantageous if the recess with the at least one feed opening is formed in alignment.
  • the cooling channel can be supplied with cooling oil with the ⁇ lanspritzdüse.
  • the cover plate is at least partially curved along its longitudinal sides. This facilitates the insertion of the cover plates in the grooves of the shaft walls and also allows further control of the resilient biasing force.
  • the arched formation causes a retention space for cooling oil to be formed between the recess and the free end or the skirt wall.
  • the cooling of the shaft walls is further improved.
  • the present invention is particularly suitable for low compression height pistons. These may be steel or light metal pistons with or without a cooling channel.
  • pistons made of an aluminum-based material without a cooling channel as described, for example, in the German patent application DE 41 10 306 A1.
  • FIG. 1 a an embodiment of a cooling channel piston according to the invention with schematically indicated cover plate;
  • FIG. 1 b shows the pistons according to FIG. 1 a or FIG. 1 c in a view in the direction of the arrow A in FIG. 1 a;
  • Figure 1 c shows an embodiment of a piston according to the invention without a cooling channel with schematically indicated cover plate
  • FIG. 2 shows an embodiment of a cover plate according to the invention
  • FIG. 3 the cover plate according to FIG. 2, partially installed in a piston according to FIG.
  • FIGS. 1a, 1b and 1c show two exemplary embodiments of a piston 10, 10 'according to the invention.
  • the piston 10, 10 ' may be made of a steel material or a light metal material, in particular an aluminum-based alloy.
  • the piston 10, 10 ' preferably has a low compression height KH (eg 0.27 to 0.40).
  • KH eg 0.27 to 0.40.
  • the only difference between the two embodiments is that the piston 10 according to Figure 1 a has a cooling channel, the piston 10 'according to Figure 1 c but not.
  • the pistons 10, 10 ' are each formed as a one-piece box piston.
  • the pistons 10, 10 ' have, in a manner known per se, a piston head 11 and a piston shaft 17.
  • the piston head 1 1 has a piston head 12, a combustion bowl 13, a peripheral land 14 and a peripheral ring portion 15 with annular grooves for piston rings (not shown).
  • a circumferential cooling channel 16 is provided, which has at least one feed opening 16a for cooling oil.
  • the piston skirt 17 has mutually opposite piston hubs 18 with hub bores 19 for receiving a piston pin (not shown).
  • the piston hubs 18 are connected to each other in a conventional manner via running surfaces 22 having opposing shaft walls 21.
  • a cover plate 24 is provided in the lower region of the shaft walls 21.
  • 21 grooves 23 are provided in the lower region of the shaft walls, which are shown in dashed lines in Figure 1 b.
  • the cover plate 24 has a recess 26 which serves to pass a connecting rod during engine operation.
  • the cover plate 24 has two piston bosses 18 associated longitudinal sides 27.
  • the cover plate 24 should cover the largest possible area of the underside of the piston 10 or 10 '.
  • Figure 2 shows an embodiment of Abdeckpiatte invention 24.
  • the Abdeckpiatte 24 is made in the embodiment of a resilient material, slightly curved overall and has two opposite longitudinal sides 27 and two opposing free ends 25. Further, an approximately central recess 26 is provided for the passage of a connecting rod in engine operation.
  • a resiliently trained, in cross-section U-shaped or V-shaped indentation 28 is provided between the recess 26 and each of the free ends 25 of the Abdeckpiatte 24 .
  • Each of these indentations 28 extends in the exemplary embodiment substantially parallel to its associated free end 25 and acts as a resilient element which serves to keep the Abdeckpiatte 24 under spring bias particularly secure on the piston 10.
  • Each indentation 28 has a defined axial depth T. By means of this axial depth T of the indentation 28, the mobility of the free ends 25 in the longitudinal direction, ie parallel to the longitudinal sides 27, can be regulated. The greater the axial depth T, the more flexible are the free ends 25 of the cover plate 24.
  • the Abdeckpiatte 24 is provided on each of its longitudinal sides 27 with exactly two locking elements 29, which are formed in cross-section substantially S-shaped.
  • the locking elements 29 are also resilient.
  • the Abdeckpiatte 24 is provided for a piston for use in a motor with Anspritzkühlung, the Abdeckpiatte 24 in the region of one of its free ends a recess 31 in order to allow the passage of cooling oil during engine operation.
  • FIG. 3 shows by way of example the lower region of a piston 10 according to FIG. 1 a or 10 'according to FIG. 1 c with a cover plate 24 according to FIG. 2 inserted incompletely into the piston 10 or 10'.
  • the lower region of the shaft walls 21 in the exemplary embodiment are continuous Grooves 23 provided.
  • the free end 25 of Abdeckpiatte 24 are received under resilient bias.
  • at least part of the Abdeckpiatte 24 be formed resiliently, for example.
  • the spring-elastic design of the cover plate 24 takes place predominantly by the elastically formed indentations 28.
  • the free ends 25 are moved in the longitudinal direction and in the direction of the recess 26, wherein the indentations 28 give way.
  • the cover plate 24 is fixed in the piston 10 and 10 '.
  • the axial depth T of the indentations 28 influences the resilient preloading force under which the cover 24 is held in the piston 10 or 10 '. The smaller the axial depth T is dimensioned, the greater the resulting preload force.
  • the recesses 28 with their associated shank walls 21 form a retaining space 32 for cooling oil.
  • the cooling of the shaft walls 21 is further improved.
  • 18 lugs 33 are provided in the region of the piston hubs, which correspond to the latching elements 29 located on the longitudinal sides 27 of the cover plate 24.
  • the locking elements 29 engage behind the lugs 33 corresponding to them, so that a clip-like tongue-and-groove snap connection is formed (not shown in FIG. 3).
  • the recess 31 is arranged substantially in alignment with the feed opening 16a in the cooling channel 16, so that it too can be supplied with cooling oil.
  • the inventively provided cover plate 24 catches back flowing cooling oil and delays its outflow in the direction of the crankshaft. Due to the shaker effect occurring during engine operation, the cooling oil collected by the cover plate 24 is moved in high frequency in the direction of the hub bores 19 and the piston head 1 1 back and forth. This results in an improved cooling effect, in particular in the region of the shaft walls 21, since the captured cooling oil is accumulated in this area.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben (10, 10') für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenkopf (11) und einem Kolbenschaft (17), wobei der Kolbenschaft (17) einander gegenüberliegende Kolbennaben (18) mit Nabenbohrungen (19) sowie einander gegenüberliegende Schaftwände (21) mit Laufflächen (22) aufweist, wobei im unteren Bereich des Kolbens (10) eine Abdeckplatte (24), welche eine Ausnehmung (26) zum Durchtritt eines Pleuels aufweist, befestigt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Abdeckplatte (24) zwei einander gegenüberliegende Längsseiten (27) und zwei einander gegenüberliegende freie Enden (25) aufweist, dass im unteren Bereich der der Schaftwände (21) Nuten (23) vorgesehen sind, in denen die freien Enden (25) der Abdeckplatte (24) unter federnder Vorspannung aufgenommen sind.

Description

Kolben für einen Verbrennungsmotor und Abdeckplatte für einen Kolben
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenkopf und einem Kolbenschaft, wobei der Kolbenschaft einander gegenüberliegende Bolzennaben mit Nabenbohrungen sowie einander gegenüberliegende Schaftwände mit Laufflächen aufweist, wobei im unteren Bereich des Kolbens eine Abdeckplatte, welche eine Ausnehmung zum Durchtritt eines Pleuels aufweist, befestigt ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine derartige Abdeckung für einen Kolben.
Ein gattungsgemäßer Kolben mit Anspritzkühlung ist aus der österreichischen Gebrauchsmusterschrift AT 001 919 U l bekannt. Dieser Kolben weist ein in seinem unteren Bereich angeordnetes Rückhalteblech auf, das mittels Verschrauben, Löten, Nieten, Schweißen oder Einpressen am Kolben befestigt ist. Das von unten in den Kolben eingespritzte Öl wird zunächst im Kühlkanal zur Kühlung verwendet und im Anschluss daran zur Kühlung des Brennraumbodens und zur Schmierung des kleinen Pleuelauges eingesetzt. Durch den Shaker-Effekt wird ein Ölnebel gebildet, der für eine entsprechende Kühlwirkung sorgt.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 195 22 756 A1 offenbart einen Kolben mit einem in seinem unteren Bereich angeordneten, auf der Innenseite des Kolbenschafts umlaufenden, rin- nenförmigen Blechteil.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen gattungsgemäßen Kolben sowie eine gattungsgemäße Abdeckplatte so weiterzuentwickeln, dass die Abdeckplatte möglichst sicher und unverlierbar am Kolben befestigt ist.
Die Lösung besteht darin, dass die Abdeckplatte zwei einander gegenüberliegende Längsseiten und zwei einander gegenüberliegende freie Enden aufweist, dass im unteren Bereich der der
BESTÄTIGUNGSKOPIE Schaftwände Nuten vorgesehen sind, in denen die freien Enden der Abdeckplatte unter federnder Vorspannung aufgenommen sind.
Die erfindungsgemäße Abdeckplatte zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen der Ausnehmung und zumindest einem der freien Enden eine federelastisch ausgebildete, im Querschnitt U-förmige oder V-förmige Einformung vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Abdeckplatte unter federnder Vorspannung am Kolben gehalten ist. Damit entfallen aufwändige Befestigungsmaßnahmen wie Verschrauben, Löten, Nieten, Schweißen oder Einpressen.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Abdeckplatte fängt zurückfließendes Kühlöl auf und verzögert bzw. behindert dessen Abfluss in Richtung Kurbelwelle. Das Kühlöl kann mittels einer Ölanspritzdüse direkt in den Innenraum des Kolbens oberhalb der Abdeckplatte eingeleitet werden oder aus einem Kühlkanal, falls vorhanden, in den Innenraum des Kolbens fließen. Durch den im Motorbetrieb auftretenden Shakereffekt wird das von der Abdeckplatte aufgefangene Kühlöl in hoher Frequenz in Richtung der Nabenbohrungen und des Kolbenkopfs hin und her bewegt. Daraus resultiert eine verbesserte Kühlwirkung.
Bei Messungen wurde festgestellt, dass die Betriebstemperatur des Kolbenkopfes, der Ringnuten und der Nabenbohrungen signifikant reduziert werden konnten. Im Vergleich zu Betriebstemperaturen von 200°C bis 220°C für Kolben gemäß dem Stand der Technik waren die Betriebstemperaturen bei erfindungsgemäßen Kolben um bis zu 30% reduziert.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Abdeckplatte erlaubt ferner eine verbesserte Kühlung der Schaftwände, da das aufgefangene Kühlöl im Bereich der Schaftwände, d.h. zwischen jeweils einem freien Ende und der mittigen Ausnehmung, akkumuliert wird und die vom Shaker-Effekt erzeugte verbesserte Kühlwirkung verstärkt im Bereich der Schaftwände auftritt.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass zwischen der Ausnehmung und zumindest einem der freien Enden der Abdeckplatte eine federelastisch ausgebildete, im Querschnitt U-förmige oder V-förmige Einformung vorgesehen ist. Diese Einformung wirkt als federelastisches Element, welches dazu dient, die erfindungsgemäß vorgesehene Abdeckplatte unter federnder Vorspannung besonders sicher am Kolben zu halten. Ferner kann mittels der axialen Tiefe der Einformung die Vorspannkraft der Abdeckplatte reguliert werden. Auf diese Weise kann die Vorspannkraft der Abdeckplatte an verschiedene Kolbentypen und Kolbengrößen angepasst und ihre Anwendungsmöglichkeiten verbreitert werden. Die Einformung bewirkt ferner, dass zwischen ihr und dem ihr zugeordneten freien Ende bzw. der Schaftwand ein Rückhalteraum für Kühlöl gebildet wird. Damit wird insbesondere die Kühlung der Schaftwände weiter verbessert.
Zweckmäßigerweise verläuft die Einformung parallel zu dem ihr zugeordneten freien Ende. Damit kann die größtmögliche federelastische Wirkung der Einformung erzielt werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, die Abdeckplatte an jeder ihrer den Bolzennaben zugeordneten Längsseiten mit mindestens einem Rastelement zu versehen, welches eine am Kolben vorgesehene Nase unter federnder Vorspannung hintergreift. Dadurch entsteht eine Nut-Feder-Verbindung nach Art eines Clips, welche eine zusätzliche Lagesicherung der erfindungsgemäßen Abdeckplatte am Kolben darstellt.
Vorzugsweise ist die gesamte Abdeckplatte aus einem federelastischen Werkstoff hergestellt, um das Einsetzen der Abdeckplatte in die Nuten zu vereinfachen.
Falls der erfindungsgemäße Kolben in einem Motor mit Anspritzkühlung eingesetzt wird, weist die Abdeckplatte im Bereich einer Schaftwand des Kolbens eine Aussparung auf, um den Durchtritt von Kühlöl zu ermöglichen.
Falls der erfindungsgemäße Kolben zusätzlich mit einem umlaufenden Kühlkanal mit mindestens einer Zuführöffnung für Kühlöl versehen ist, ist es von Vorteil, wenn die Aussparung mit der mindestens einen Zuführöffnung fluchtend ausgebildet ist. In diesem Fall kann mit der Ölanspritzdüse auch der Kühlkanal mit Kühlöl versorgt werden.
Vorzugsweise ist die Abdeckplatte zumindest bereichsweise entlang ihrer Längsseiten gewölbt ausgebildet. Dies erleichtert das Einsetzen der Abdeckplatten in die Nuten der Schaftwände und erlaubt ferner eine weitere Kontrolle der federelastischen Vorspannkraft. Schließlich bewirkt die gewölbte Ausbildung, dass zwischen der Ausnehmung und dem freien Ende bzw. der Schaftwand ein Rückhalteraum für Kühlöl gebildet wird. Damit wird insbesondere die Kühlung der Schaftwände weiter verbessert.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Kolben mit geringer Kompressionshöhe geeignet. Dabei kann es sich um Stahl- oder Leichtmetallkolben mit oder ohne Kühlkanal handeln. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet sind Kolben aus einem aluminiumbasierten Werkstoff ohne Kühlkanal, wie sie bspw. in der deutschen Offenlegungsschrift DE 41 10 306 A1 beschrieben sind.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung:
Figur 1 a ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlkanalkolbens mit schematisch angedeuteter Abdeckplatte;
Figur 1 b die Kolben gemäß Figur 1 a bzw. Figur 1 c in einer Ansicht in Richtung des Pfeils A in Figur 1 a;
Figur 1 c ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens ohne Kühlkanal mit schematisch angedeuteter Abdeckplatte;
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abdeckplatte; Figur 3 die Abdeckplatte gemäß Figur 2, teilweise in einen Kolben gemäß Figur 1 eingebaut.
Die Figuren l a, 1 b und 1 c zeigen zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Kolbens 10, 10'. Der Kolben 10, 10' kann aus einem Stahl Werkstoff oder einem Leichtmetallwerkstoff, insbesondere einer aluminiumbasierten Legierung, hergestellt sein. Der Kolben 10, 10' weist bevorzugt eine niedrige Kompressionshöhe KH (bspw. 0,27 bis 0,40) auf. Der einzige Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen besteht darin, dass der Kolben 10 gemäß Figur 1 a einen Kühlkanal aufweist, der Kolben 10' gemäß Figur 1 c jedoch nicht.
Im Ausführungsbeispiel sind die Kolben 10, 10' jeweils als einteiliger Kastenkolben ausgebildet. Die Kolben 10, 10' weisen in an sich bekannter Weise einen Kolbenkopf 1 1 und einen Kolbenschaft 17 auf. Der Kolbenkopf 1 1 weist einen Kolbenboden 12, eine Verbrennungsmulde 13, einen umlaufenden Feuersteg 14 und eine umlaufende Ringpartie 15 mit Ringnuten für Kolbenringe (nicht dargestellt) auf. In Höhe der Ringpartie 1 5 ist ein umlaufender Kühlkanal 16 vorgesehen, der mindestens eine Zuführöffnung 16a für Kühlöl aufweist. Der Kolbenschaft 17 weist einander gegenüberliegende Kolbennaben 18 mit Nabenbohrungen 19 zur Aufnahme eines Kolbenbolzens (nicht dargestellt) auf. Die Kolbennaben 18 sind in an sich bekannter Weise über Laufflächen 22 aufweisende einander gegenüberliegende Schaftwände 21 miteinander verbunden.
Wie in den Figuren 1 a bis 1 c angedeutet ist, ist im unteren Bereich der Schaftwände 21 eine Abdeckplatte 24 vorgesehen. Insbesondere aus Figur 1 b ist zu entnehmen, dass im unteren Bereich der Schaftwände 21 Nuten 23 vorgesehen sind, die in Figur 1 b gestrichelt dargestellt sind. In diesen Nuten 23 sind die freien Enden 25 der Abdeckplatte 24 unter federnder Vorspannung aufgenommen. Die Abdeckplatte 24 weist eine Ausnehmung 26 auf, die im Motorbetrieb dem Durchtritt eines Pleuels dient. Ferner weist die Abdeckplatte 24 zwei den Kolbennaben 18 zugeordnete Längsseiten 27 auf. Um eine optimal verbesserte Kühlwirkung zu erzielen, sollte die Abdeckplatte 24 den größtmöglichen Bereich der Unterseite des Kolbens 10 bzw. 10' abdecken. Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abdeckpiatte 24. Die Abdeckpiatte 24 ist im Ausführungsbeispiel aus einem federelastischen Werkstoff hergestellt, insgesamt leicht gewölbt ausgebildet und weist zwei einander gegenüberliegende Längsseiten 27 und zwei einander gegenüberliegende freie Enden 25 auf. Ferner ist eine in etwa mittige Ausnehmung 26 zum Durchtritt eines Pleuels im Motorbetrieb vorgesehen.
Im Ausführungsbeispiel ist zwischen der Ausnehmung 26 und jedem der freien Enden 25 der Abdeckpiatte 24 eine federelastisch ausgebildete, im Querschnitt U-förmige oder V-förmige Einformung 28 vorgesehen. Jede dieser Einformung 28 verläuft im Ausführungsbeispiel im Wesentlichen parallel zu dem ihr zugeordneten freien Ende 25 und wirkt als federelastisches Element, welches dazu dient, die Abdeckpiatte 24 unter federnder Vorspannung besonders sicher am Kolben 10 zu halten. Jede Einformung 28 weist eine definierte axiale Tiefe T auf. Mittels dieser axialen Tiefe T der Einformung 28 kann die Beweglichkeit der freien Enden 25 in Längsrichtung, also parallel zu den Längsseiten 27, reguliert werden. Je größer die axiale Tiefe T ist, desto beweglicher sind die freien Enden 25 der Abdeckpiatte 24.
Im Ausführungsbeispiel ist die Abdeckpiatte 24 an jeder ihrer Längsseiten 27 mit genau zwei Rastelementen 29 versehen, die im Querschnitt im Wesentlichen S-förmig ausgebildet sind. Die Rastelemente 29 sind ferner federelastisch ausgebildet.
Falls die Abdeckpiatte 24 für einen Kolben zum Einsatz in einem Motor mit Anspritzkühlung vorgesehen ist, weist die Abdeckpiatte 24 im Bereich eines ihrer freien Enden eine Aussparung 31 auf, um im Motorbetrieb den Durchtritt von Kühlöl zu ermöglichen.
Figur 3 zeigt beispielhaft den unteren Bereich eines Kolbens 10 gemäß Figur 1 a bzw. 10' gemäß Figur 1 c mit einer unvollständig in den Kolben 10 bzw. 10' eingesetzten Abdeckpiatte 24 gemäß Figur 2. Im unteren Bereich der Schaftwände 21 sind im Ausführungsbeispiel durchgehende Nuten 23 vorgesehen. In diesen Nuten 23 sind die freien Ende 25 der Abdeckpiatte 24 unter federnder Vorspannung aufgenommen. Hierfür muss zumindest ein Teil der Abdeckpiatte 24 federelastisch ausgebildet sein, bspw. mittels Herstellung aus einem federelastischen Werkstoff, wobei eine entlang der Längsseiten 27 gewölbte Ausbildung der Abdeckplatte 24 unterstützend wirken kann.
Im Ausführungsbeispiel erfolgt die federelastische Ausbildung der Abdeckplatte 24 überwiegend durch die federelastisch ausgebildeten Einformungen 28. Zur Montage der Abdeckplatte 24 in den Nuten 23 der Schaftwände 21 werden die freien Enden 25 in Längsrichtung und in Richtung der Ausnehmung 26 bewegt, wobei die Einformungen 28 nachgeben. Wenn die Abdeckplatte 24 sich in der gewünschten Position in Bezug auf die Nuten 23 befindet, werden die freien Enden 25 freigegeben und schnappen in die Nuten 23 ein. Damit ist die Abdeckplatte 24 im Kolben 10 bzw. 10' fixiert. Hierbei beeinflusst die axiale Tiefe T der Einformungen 28 die federelastische Vorspannkraft, unter welcher die Abdeckung 24 im Kolben 10 bzw. 10' gehalten ist. Je geringer die axiale Tiefe T bemessen ist, desto größer ist die resultierende Vorspannkraft.
Die Einformungen 28 mit den ihnen zugeordneten Schaftwänden 21 bilden einen Rückhalteraum 32 für Kühlöl. Damit wird insbesondere die Kühlung der Schaftwände 21 weiter verbessert.
Um eine zusätzliche Lagesicherung der Abdeckplatte 24 im Kolben zu erreichen, sind im Bereich der Kolbennaben 18 Nasen 33 vorgesehen, die mit den an den Längsseiten 27 der Abdeckplatte 24 befindlichen Rastelementen 29 korrespondieren. Wenn die Abdeckplatte 24 vollständig in den Kolben 10 bzw. 10' eingesetzt ist, hintergreifen die Rastelemente 29 die mit ihnen korrespondieren Nasen 33, so dass eine clipartige Nut-Feder-Schnappverbindung gebildet wird (in Figur 3 nicht dargestellt).
Im Ausführungsbeispiel ist die Aussparung 31 im Wesentlichen fluchtend mit der Zuführöffnung 16a im Kühlkanal 1 6 angeordnet, so dass auch dieser mit Kühlöl versorgt werden kann. Die erfindungsgemäß vorgesehene Abdeckplatte 24 fängt zurückfließendes Kühlöl auf und verzögert dessen Abfluss in Richtung Kurbelwelle. Durch den im Motorbetrieb auftretenden Shakereffekt wird das von der Abdeckplatte 24 aufgefangene Kühlöl in hoher Frequenz in Richtung der Nabenbohrungen 19 und des Kolbenkopfs 1 1 hin und her bewegt. Daraus resultiert eine verbesserte Kühlwirkung, insbesondere im Bereich der Schaftwände 21 , da das aufgefangene Kühlöl in diesem Bereich akkumuliert wird.

Claims

Patentansprüche
1. Kolben (10, 10') für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenkopf (1 1 ) und einem Kolbenschaft (17), wobei der Kolbenschaft (17) einander gegenüberliegende Kolbennaben (18) mit Nabenbohrungen (19) sowie einander gegenüberliegende Schaftwände (21 ) mit Laufflächen (22) aufweist, wobei im unteren Bereich des Kolbens (10) eine Abdeck- platte (24), welche eine Ausnehmung (26) zum Durchtritt eines Pleuels aufweist, befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (24) zwei einander gegenüberliegende Längsseiten (27) und zwei einander gegenüberliegende freie Enden (25) aufweist, dass im unteren Bereich der Schaftwände (21 ) Nuten (23) vorgesehen sind, in denen die freien Enden (25) der Abdeckplatte (24) unter federnder Vorspannung aufgenommen sind.
2. Kolben nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ausnehmung (26) und zumindest einem der freien Enden (25) der Abdeckplatte (24) eine federelastisch ausgebildete, im Querschnitt U-förmige oder V-förmige Einformung (28) vorgesehen ist.
3. Kolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einformung (28) parallel zu dem ihr zugeordneten freien Ende (25) verläuft.
4. Kolben nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (24) an jeder ihrer den Kolbennaben (18) zugeordneten Längsseiten (27) mindestens ein Rastelement (29) aufweist, welches eine am Kolben (10, 10') vorgesehene Nase (33) unter federnder Vorspannung hintergreift.
5. Kolben nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (24) aus einem federelastischen Werkstoff hergestellt ist.
6. Kolben nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Abdeckplatte (24) im Bereich einer Schaftwand (21 ) des Kolbens (10, 10') eine Aussparung (31 ) vorgesehen ist.
7. Kolben nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenkopf (1 1 ) des Kolbens (10) einen umlaufenden Kühlkanal (16) mit mindestens einer Zuführöffnung (16a) für Kühlöl aufweist und dass die Aussparung (31 ) mit der mindestens einen Zuführöffnung (16a) fluchtend ausgebildet ist.
8. Kolben nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (24) zumindest bereichsweise entlang ihrer Längsseiten (27) gewölbt ausgebildet ist.
9. Abdeckplatte (24) zur Befestigung im unteren Bereich von Schaftwänden (21 ) eines Kolbens (10) für einen Verbrennungsmotor, wobei die Abdeckplatte (24) zwei einander gegenüberliegende Längsseiten (27) und zwei einander gegenüberliegende freie Enden (25) sowie eine Ausnehmung (26) zum Durchtritt eines Pleuels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ausnehmung (26) und zumindest einem der freien Enden (25) eine federelastisch ausgebildete, im Querschnitt U-förmige oder V-förmige Einfor- mung (28) vorgesehen ist.
10. Abdeckplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einformung (28) parallel zu dem ihr zugeordneten freien Ende (25) verläuft.
1 1. Abdeckplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (24) an jeder ihrer Längsseiten (27) mindestens ein federelastisch ausgebildetes Rastelement (29) aufweist.
12. Abdeckplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (24) aus einem federelastischen Werkstoff hergestellt ist.
13. Abdeckplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich eines freien Endes (25) eine Aussparung (31 ) vorgesehen ist. Abdeckplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (24) mindest bereichsweise entlang ihrer Längsseiten (27) gewölbt ausgebildet ist.
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