WO2018114221A1

WO2018114221A1 - Kolben einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: WO2018114221A1
Application number: PCT/EP2017/080376
Authority: WO
Inventors: Rainer Scharp
Original assignee: Mahle International Gmbh
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2018-06-28
Also published as: DE102016225635A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben (1) einer Brennkraftmaschine (2), mit einem einen Kolbenschaft (3) und einen Kolbenkopf (4) aufweisenden Kolbenkörper (5), wobei der Kolbenkopf (4) einen zumindest teilweise umlaufenden Kühlkanal (6) zum Aufnehmen eines Kühlmediums (7) aufweist, der an einer einem Kolbenboden (8) abgewandte Seite offen ist, wobei zumindest eine Kühlkanalabdeckung (10) den Kühlkanal (6) zumindest teilweise verschließt, mit einer Kolbenbolzennabe (11), die eine Nabenbohrung (12) zur Aufnahme eines Kolbenbolzens aufweist, und mit zumindest einem Kolbenbolzenschmierkanal (14), der fluidisch mit dem Kühlkanal (6) verbunden ist und in Richtung des Kolbenbolzens verläuft. Erfindungswesentlich ist dabei,dass zumindest zwei in Umfangsrichtung (20) gegenüberliegende Taschen (15) am Kolbenkörper (5) ausgeformt sind, die zumindest jeweils einen Teil eines derartigen Kolbenbolzenschmierkanals (14) bilden, dass die Kühlkanalabdeckung (10) zumindest mit den zwei Taschen (15) korrespondierende radial nach innen versetzte Laschen (16) aufweist, die zusammen mit den Taschen (15) die beiden Kolbenbolzenschmierkanäle (14) bilden, und dass an einer Unterseite (28) des Kolbenbodens (8) ein Einsatzelement (23) angeordnet ist, das zumindest teilweise axial von der Unterseite (28) des Kolbenbodens (8) beabstandet ist und sich an den jeweils gegenüberliegenden Laschen (16) der Kühlkanalabdeckung (10) abstützt.

Description

Kolben einer Brennkraftmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben einer Brennkraftmaschine, mit einem einen Kolbenschaft und einen Kolbenkopf aufweisenden Kolbenkörper, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft außerdem eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem solchen Kolben.

Gattungsgemäße Brennkraftmaschinen sind hinlänglich bekannt und werden bereits mannigfaltig im Kraftfahrzeugbau eingesetzt. Um dabei die Leistung der Kolben und damit auch der Brennkraftmaschine steigern zu können, sind die Kolben in thermisch hoch belasteten Bereichen, wie bspw. an einer

Brennraummulde und/oder an einem Feuersteg, zusätzlich gekühlt, wozu im Kolbenkopf üblicherweise ein umlaufender Kühlkanal angeordnet ist. In diesem Kühlkanal ist ein Kühlmedium angeordnet, welches einen verbesserten

Wärmeübertrag von der Brennraummulde bzw. dem Feuersteg hin zu kühleren Bereichen an einer Kolbenunterseite bewirkt. Bei offenen, mit einem

Kühlkanalblech verschlossenen, Kühlkanälen wird in diese üblicherweise Kühlöl eingespritzt. Dabei besitzt ein solcher Kühlkanal mindestens einen Kühlöleinlass sowie mindestens einen Kühlölauslass, durch welchen das Kühlöl dem Kühlkanal zugeführt bzw. aus diesem abgeführt wird. Bei einteiligen Kolben wird der Kühlkanal oftmals mit einer zusätzlichen nachträglich angebrachten

Kühlkanalabdeckung gebildet. Diese Kühlkanalabdeckungen, welche

beispielsweise als Blechringe ausgebildet sind, sind aus dem Stand der Technik zu genüge bekannt.

Aus der DE 10 2008 055 908 A1 ist ein gattungsgemäßer Kolben für einen Verbrennungsmotor bekannt. Der mehrteilige Kolben umfasst ein Kolbenoberteil und ein Kolbenunterteil, wobei das Kolbenoberteil und das Kolbenunterteil jeweils ein inneres und ein äußeres Stützelement aufweisen, die einen äußeren umlaufenden Kühlkanal und einen inneren Kühlraum begrenzen, dessen

Kühlraumboden eine Öffnung aufweist. Ferner ist zudem ein Kühlölkanal vorgesehen der den umlaufenden Kühlkanal fluidisch mit dem inneren Kühlraum verbindet. Der innere Kühlraum ist zur Kühlung der Brennraummulde,

insbesondere im Bereich des Doms vorgesehen. Die Offenlegungsschrift sieht vor, dass die Öffnung am Kühlraumboden mit einem separaten

Verschlusselement verschlossen ist, das mindestens eine Kühlölöffnung aufweist, die vom Kühlöl durchströmbar ist und zur Schmierung eines

Kolbenbolzens dient. Nachteilig hierbei ist, dass das Verschlusselement an der Öffnung des Kühlraumbodens aufwendig fixiert werden muss. Beispielsweise kann das Verschlusselement mit einer an der Öffnung des Kühlraumbodens vorgesehenen Rastnut gehalten sein, wodurch eine nachträgliche Bearbeitung des Kolbens in Form eines aufwendigen Fräsvorgangs von Nöten ist.

Weiter ist aus der DE 40 39 754 A1 ein Kolben einer Brennkraftmaschine bekannt, der einen Blechring zur Abdeckung eines ringförmigen Hohlraums zur Aufnahme eines Kühlöls aufweist. Der Blechring liegt einerseits mit seinem Kragen in einer Aussparung einer Ringwand und andererseits stützt sich der Blechring unter Vorspannung über einen Haltebügel an einer Nabenbuchse ab. Um neben einer verbesserten Kolbenkühlung gleichzeitig eine

Kolbenbolzenschmierung zu erhöhen, sind Sicken an dem Blechring angeordnet, um einen Teil des Kühlöls auf die Kolbenbolzennabe zu leiten. Nachteilig hierbei ist, dass das Kühlöl nicht gezielt auf die Kolbenbolzennabe trifft, sondern vielmehr unkontrolliert am Blechring abtropft, wodurch keine effiziente

Kolbenbolzenschmierung erfolgen kann.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Brennkraftmaschine der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet und zudem

fertigungstechnisch kostengünstig herzustellen ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des

unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind

Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Leistung und die Lebensdauer einer Brennkraftmaschine dadurch zu steigern, dass durch Ausbildung von zwei gegenüberliegenden und mit einem Kühlkanal fluidisch in Verbindung stehenden Kolbenbolzenschmierkanälen, sowie einem

Einsatzelement, das an einer Unterseite des Kolbenbodens angeordnet ist, ein Kühlmedium einerseits gezielt zu einem Dom geführt werden kann und andererseits auf einen Kolbenbolzen bzw. eine Kolbenbolzennabe geleitet wird, um sowohl eine Kühlung des Doms, als auch eine Schmierung eben dieses Kolbenbolzens bzw. eben dieser Kolbenbolzennabe zu ermöglichen.

Grundsätzlich werden hierzu an einem Kolbenkörper zumindest zwei

gegenüberliegende Taschen eingeformt, insbesondere eingeschmiedet, welche jeweils zumindest einen Teil der Kolbenbolzenschmierkanäle bilden. Dies geschieht kostenneutral, da lediglich eine Anpassung des Werkzeugs

vorgenommen werden muss. Eine nachträglich eingebrachte

Kühlkanalabdeckung ist mit jeweils einer zu den Taschen korrespondierenden Lasche ausgestattet, die zusammen mit den Taschen am Kolbenkörper die Kolbenbolzenschmierkanäle bilden. Das ebenfalls nachträglich eingebrachte Einsatzelement ist zumindest teilweise axial von der Unterseite des

Kolbenbodens beabstandet und stützt sich an den jeweils gegenüberliegenden Laschen der Kühlkanalabdeckung ab. Auf diese Weise können zum einen die Kolbenbolzenschmierkanäle ohne aufwendige nachträgliche Bohrungen ausgebildet sein und zum anderen bildet sich durch Einsetzen des

Einsatzelementes ein zusätzlicher Kanal zur gezielten Kühlung des Doms. Das unterhalb des Doms gesammelte Kühlmedium kann gleichzeitig über die dafür vorgesehenen Tropfkanten, welche seitlich am Einsatzelement vorgesehen sind, zielgerichtet auf den Kolbenbolzen bzw. die Kolbenbolzennabe abtropfen, wodurch die gezielte Schmierung ermöglicht wird. Dadurch, dass sich das Einsatzelement an den Laschen der Kühlkanalabdeckung abstützt, müssen keinerlei zusätzliche Nuten in den Kolbenkörper eingefräst werden oder andere aufwendige Vorrichtungen zur Fixierung des Einsatzelementes getroffen werden, wodurch der Kolben vergleichsweise kostengünstig herstellbar ist.

Der erfindungsgemäße Kolben einer solchen Brennkraftmaschine weist dabei zumindest einen, einen Kolbenschaft und einen Kolben köpf aufweisenden Kolbenkörper auf, wobei der Kolbenkopf einen derartigen zumindest teilweise umlaufenden Kühlkanal zum Aufnehmen des Kühlmediums aufweist, der an einer dem Kolbenboden abgewandten Seite offen ist. Der Kühlkanal ist zumindest teilweise von der Kühlkanalabdeckung verschlossen. Der Kolben weist weiter eine, vorzugsweise zwei derartige voneinander beabstandete

Kolbenbolzennaben auf, an denen jeweils eine Nabenbohrung zur Aufnahme des Kolbenbolzens vorgesehen ist. Zudem weist der Kolben die gegenüberliegenden Kolbenbolzenschmierkanäle auf, die fluidisch mit dem Kühlkanal verbunden sind und in Richtung eines Kolbeninneren verlaufen. Am Kolbenkörper sind die jeweils gegenüberliegenden Taschen ausgeformt, die die Kolbenbolzenschmierkanäle zumindest teilweise bilden. Die Kühlkanalabdeckung weist zumindest die zwei, mit den Taschen korrespondierenden, radial nach innen versetzen Laschen auf, die zusammen mit den Taschen die Kolbenbolzenschmierkanäle ausbilden. Über die Ausgestaltung der Taschen am Kolbenkörper kann, in Kombination mit der Ausgestaltung der Laschen der Kühlkanalabdeckung, die Dimensionierung der Kolbenbolzenschmierkanäle erfolgen. An der Unterseite des Kolbenbodens ist das Einsatzelement angeordnet, das zumindest teilweise axial von der Unterseite des Kolbenbodens beabstandet ist und sich an den gegenüberliegenden

Taschen der Kühlkanalabdeckung abstützt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbens ist das Einsatzelement derart ausgebildet, dass dieses die gegenüberliegenden

Kolbenbolzenschmierkanale zumindest teilweise fluidisch miteinander verbindet. Das heißt, dass das Kühlmedium von dem umlaufenden Kühlkanal im Kolbenkopf ausgehend, jeweils durch die gegenüberliegenden Kolbenbolzenschmierkanale in Richtung des Kolbeninneren strömt und vom Einsatzelement weiter geleitet, unterhalb des Doms aufeinander trifft. Somit stellt sich unterhalb des Doms ein sogenannter Shakerraum ein, in dem das Kühlöl bei einer translatorischen Bewegung des Kolbens hin- und hergeschüttelt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Einsatzelement derart ausgebildet, dass dieses ein unterhalb des Einsatzelementes vorgesehenen derartigen Kolbenbolzen bzw. eine derartige Kolbenbolzennabe zumindest nicht vollständig überdeckt und dass das Einsatzelement zumindest einseitig, insbesondere bevorzugt beidseitig, eine Abtropfkante aufweist, die derart ausgebildet ist, dass das über dem Einsatzelement strömende Kühlmedium an der Abtropfkante abtropft und direkt auf den Kolbenbolzen bzw. die

Kolbenbolzennabe trifft.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante weist das Einsatzelement zumindest eine Kühlölöffnung auf, die insbesondere mittig im Bereich des Doms angeordnet ist und die von dem Kühlmedium durchströmbar ist. Die Kühlöffnung erlaubt eine genaue Dosierung des in Richtung des Kolbenbolzens bzw. der Kolbenbolzennabe abfließenden Kühlmediums. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Einsatzelement vorgespannt ist und sich an der Unterseite des Kolbenbodens abstützt. Das heißt, dass das Einsatzelement zwischen dem Kolbenboden und der

Kühlkanalabdeckung verklemmt angeordnet ist. Hierzu ist es bei der Herstellung zweckmäßig, dass zunächst das Einsatzelement und daraufhin die

Kühlkanalabdeckung eingesetzt wird, um das Einsatzblech an der Unterseite des Kolbenbodens zu verklemmen.

Außerdem ist vorteilhafter Weise am Einsatzelement zumindest ein axialer Abstandshalter ausgebildet, damit eine axiale Beabstandung zur Unterseite des Kolbenbodens ermöglicht wird, die es erlaubt, dass das Kühlmedium zwischen der Unterseite des Kolbenbodens und dem Einsatzelement strömen kann.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform ist das Einsatzelement zumindest metallisch und insbesondere aus einem Stahlfederblech hergestellt. Die metallische Ausführung ist der zuvor beschriebenen Vorspannung des Einsatzelementes geschuldet. Es sei gesagt, dass erfindungsgemäß alle denkbaren Werkstoffe zur Herstellung des Einsatzelementes geschützt sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die

Kühlkanalabdeckung als zweiteiliger und insbesondere spiegelsymmetrischer Blechring ausgebildet ist, der zumindest eine Kühlmediumeinlassöffnung und eine Kühlmediumauslassöffnung aufweist. Ein zweiteiliger Blechring kann die nachträgliche Montage am Kolbenkörper wesentlich erleichtern. Bevorzugt sind die Kühlmediumeinlassöffnung bzw. die Kühlmediumauslassöffnung jeweils zwischen den benachbarten Blechringteilen angeordnet, wodurch eine beispielsweise nachträgliche Bohrung zur Durchdringung der Blechteile eingespart werden kann. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Kühlkanalabdeckung zwischen einer Ringwand und einer Ringrippe eingespannt. Denkbar ist, dass die Kühlkanalabdeckung zwischen der Ringwand und der Ringrippe verklemmt ist.

Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, dass die Kühlkanalabdeckung an einer am Kolbenkörper im Bereich der Kolbenrippe ausgeformten Auflagefläche abgestützt ist. Die Auflagefläche kann als eine Art wulstartige Verdickung, die radial von der Kolbenrippe ausgehend in den Kühlkanal ragt, ausgebildet sein.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Kühlkanalabdeckung, insbesondere im Bereich der Lasche, an einer dem Kolbenboden abgewandten Seite, tiefgezogen. Das heißt, dass die Lasche in Richtung des Kolbeninneren abgeschrägt sein kann. Vielmehr ist es zweckmäßig, dass die Kontur der Lasche im Wesentlichen der Kontur der Tasche entspricht, sodass der gebildete

Kolbenbolzenschmierkanal über seine längliche Erstreckung eine kontinuierliche Querschnittsfläche aufweist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der erfindungsgemäße Kolben als Stahlkolben oder als gegossener Kolben, beispielsweise aus Grauguss oder aus Feinguss, ausgebildet ist. Außerdem sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, dass das Kühlmedium insbesondere ein Kühlöl aufweist. Zweckmäßig dient das Kühlöl sowohl zur Kühlung als auch zur Schmierung der mechanisch beweglichen Bauteile. Der Kolben kann bevorzugt als einteiliger Stahlkolben ausgebildet sein, wobei nach Anordnung der Kühlkanalabdeckung von einem mehrteiligen Kolben die Rede sein kann.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen

Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Kolben einer Brennkraftmaschine,

Fig. 2 eine weitere Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Kolbens aus Fig. 1 , die um 90° um eine Längsachse gedreht ist,

Fig. 3 eine Draufsicht einer Kühlkanalabdeckung, die als zweiteiliger

Blechring mit gegenüberliegenden Laschen ausgeformt ist, an denen sich ein Einsatzelement abstützt,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Kolbens mit

angeordneter Kühlkanalabdeckung und Einsatzelement.

Die Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Kolben 1 einer Brennkraftmaschine 2. Der Kolben 1 ist als ein im Wesentlichen einteiliger Kolbenkörper 5 ausgebildet, wobei der Kolben 1 , durch eine nachfolgend noch näher erläuterte und nachträglich angebrachte Kühlkanalabdeckung 10, sowie ein nachträglich angebrachtes Einsatzelement 23, als mehrteiliger Kolben 1 bezeichnet werden kann. Der dargestellte Kolben 1 umfasst den Kolbenköper 5, der einen Kolbenschaft 3 und einen Kolbenkopf 4 aufweist. Im Kolbenkopf 4 ist ein umlaufender Kühlkanal 6 angeordnet, der an einer dem Kolbenschaft 3 zugewandten Seite offen ist. Radial nach außen ist der Kühlkanal 6 durch eine Ringwand 21 begrenzt und radial nach innen durch eine Ringrippe 22, die wiederum eine Brennraummulde 9 am Kolbenboden 8 ebenso nach außen begrenzt. Der Kühlkanal 6 ist zur Aufnahme eines Kühlmediums 7 vorgesehen, welches bevorzugt zumindest teilweise aus einem Kühlöl 24 gebildet ist.

Der Kolbenkopf 4 weist weiter am Kolbenboden 8 im Bereich der

Brennraummulde 9 einen Dom 25 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel zentral in der Brennraummulde 9 angeordnet ist. Selbstverständlich kann der Dom 25 auch dezentral angeordnet sein. Der beispielhaft gezeigte Kolben 1 weist zwei zueinander beabstandete Kolbenbolzennaben 1 1 auf, an denen jeweils eine Nabenbohrung 12, zur Aufnahme eines im Übrigen nicht dargestellten

Kolbenbolzens, vorgesehen ist. Der Kolbenbolzen kann fest in den

Kolbenbolzennaben 1 1 verklemmt oder bevorzugt schwimmend gelagert sein. Am Kolbenköper 5 sind an einer der Brennraummulde 9 abgewandten Seite, im Bereich des Übergangs von der Ringrippe 22 zum Kolbenboden 8, zwei gegenüberliegende Taschen 15 ausgebildet, die jeweils in Umfangsrichtung 20 im Bereich zwischen den Kolbenbolzennaben 1 1 oder mit anderen Worten im Bereich des Kolbenschaftes 3 angeordnet sind. Die Taschen 15 bilden jeweils zumindest einen Teil eines Kolbenbolzenschmierkanals 14. Das heißt, dass durch Anordnung der Taschen 15, die Kolbenbolzenschmierkanäle 14 einerseits zum Kolbenboden 8, einseitig in axialer Richtung und andererseits in

Umfangsrichtung 20, beidseitig durch den Kolbenköper 5 als solches, zumindest teilweise geschlossen ausgeformt sind. Die Kolbenbolzenschmierkanäle 14 erstrecken sich radial nach außen jeweils in den Kühlkanal 6 und radial nach innen zumindest in Richtung des Kolbenbolzens bzw. in Richtung der

Kolbenbolzennaben 1 1 . Der Kühlkanal 6 und die Kolbenbolzenschmierkanäle 14 sind somit fluidisch miteinander verbunden. Zur Abdeckung des einseitig axial geöffneten Kühlkanals 6 ist die oben bereits angedeutete Kühlkanalabdeckung 10 am Kolben 1 angebracht. Die Kühlkanalabdeckung 10 weist im Bereich der Kolbenbolzenschmierkanäle 14 jeweils eine, zu den Taschen 15

korrespondierende, radial nach innen versetzte Lasche 16 auf, die zusammen mit den Taschen 15 die beiden Kolbenbolzenschmierkanäle 14 bilden. Die Laschen 16 decken somit die Kolbenbolzenschmierkanäle 14 einseitig axial ab.

An einer Unterseite 28 des Kolbenbodens 8 ist das ebenfalls zuvor beschriebene und nachträglich angebrachte Einsatzelement 23 angeordnet. Das

Einsatzelement 23 ist zwischen den Kolbenbolzenschmierkanälen 14 angeordnet und stützt sich jeweils an den Laschen 16 der Kühlkanalabdeckung 10 ab. Weiter weist das Einsatzelement 23, in der gezeigten Ausführungsform, zwei

Abstandshalter 29 auf, die das Einsatzelement 23 zumindest teilweise axial von der Unterseite 28 des Kolbenbodens 8 beabstanden. Durch die Beabstandung des Einsatzelementes 23 zur Unterseite 28 des Kolbenbodens, bildet sich eine Art Domkühlkanal 33, der die beiden gegenüberliegenden

Kolbenbolzenschmierkanäle 14 fluidisch miteinander verbindet.

Das Einsatzelement 23 kann zweckmäßig zwischen der Unterseite 28 des Kolbenbodens 8 und beidseitig an den jeweiligen Laschen 16 der

Kühlkanalabdeckung 10 vorgespannt bzw. verklemmt sein. Bezüglich der

Vorspannung des Einsatzelementes 23, kann dieses zweckmäßig aus einem metallischen Werkstoff hergestellt sein. Insbesondere kann das Einsatzelement 23 aus einem Stahlfederblech hergestellt sein. Denkbar ist ebenso, dass das Einsatzelement 23 beispielsweise aus einem hochfesten Kunststoff,

insbesondere als Kunststoff-Spritzgussteil, hergestellt ist.

Der Kolben 1 als solches, kann als Stahlkolben oder als gegossener Kolben 1 , beispielsweise aus Grauguss oder feinguss, ausgebildet sein. Außerdem kann das Kühlmedium 7 ein Kühlöl 24 sein, das einerseits zumindest eine gewisse Wärmeleitfähigkeit aufweist, damit eine Kühlung der vakanten Stellen ermöglicht wird und andererseits zumindest eine gewisse Schmierfähigkeit aufweist, damit ein Verschleiß der mechanisch bewegten Bauteile verringert wird.

Die Fig. 2 zeigt eine weitere Schnittdarstellung durch den erfindungsgemäßen Kolben 1 der Brennkraftmaschine 2 aus Fig. 1 , wobei die Darstellung in Fig. 2 um 90° gedreht ist. In dieser Darstellung des Kolbens 1 ist zu erkennen, dass ein Kühlmedium 7, welches im Domkühlkanal 33 strömt, zumindest seitlich vom Einsatzelement 23 abfließen bzw. abtropfen kann. Hierzu weist das

Einsatzelement 23 beidseitig Abtropfkanten 32 auf, an denen das Kühlmedium 7 zumindest teilweise zielgerichtet auf den darunter angeordneten Kolbenbolzen abtropft. Ebenfalls gut zu erkennen ist, dass in der gezeigten Ausführungsform des Kolbens 1 , die Kolbenbolzenschmierkanäle 14 in Umfangsrichtung 20 gegenüberliegend, exakt zwischen den Kolbenbolzennaben 1 1 , angeordnet sind. Zweckmäßig kann das Einsatzelement 23 derart ausgebildet sein, dass dieses den darunterliegenden Kolbenbolzen bzw. die Kolbenbolzennaben 1 1 zumindest nicht vollständig von der Querschnittsfläche überdeckt, damit das abfließende oder abtropfende Kühlmedium 7 möglichst auf den Kolbenbolzen bzw. die Kolbenbolzennaben 1 1 trifft.

Der Kolbenköper 5 weist im Bereich des Kühlkanals 6 eine zumindest teilweise umlaufende wulstartige Verdickung auf, die zumindest teilweise radial in den Kühlkanal 6 hineinragt und als Auflagefläche 30 für eine derartige nachträglich anzubringende Kühlkanalabdeckung 10 vorgesehen ist. Die Kühlkanalabdeckung 10 kann sich zumindest an der Auflagefläche 30 abstützen oder kann an dieser Auflagefläche 30 verklemmt werden. Zweckmäßig ist die wulstartige Verdickung bzw. die Auflagefläche 30 im Bereich der Taschen 15 unterbrochen. Ferner kann die Kühlkanalabdeckung 10 zwischen der Ringwand 21 und der Ringrippe 22 bzw. der Auflagefläche 30 fest eingespannt sein. Denkbar ist ebenso, dass die Kühlkanalabdeckung 10 unter der Vorspannung eine gewisse Wölbung erfährt.

Die Fig. 3 zeigt eine Draufsicht einer Kühlkanalabdeckung 10, die als zweiteiliger Blechring 17 mit gegenüberliegenden Laschen 16 ausgebildet ist, an denen sich ein Einsatzelement 23 abstützt. Die Kühlkanalabdeckung 10 weist in der gezeigten Ausführungsform zwei Blechringabschnitte 26 auf. An benachbarten Längsseiten der spiegelsymmetrischen Blechringabschnitte 26 des zweiteiligen Blechrings 17, können jeweils Aussparungen 27 angeordnet sein, die als

Kühlmediumeinlassöffnung 18 und/oder als Kühlmediumauslassöffnung 19 vorgesehen sind. Die Laschen 16 stehen radial nach innen hervor und können von dem restlichen Blechring 17 als solches axial verdrückt sein. Beispielsweise können die Laschen 16 zumindest über einen radialen Längsabschnitt, an einer dem Kolbenboden 8 zugewandten oder abgewandten Seite, tiefgezogen sein. Das Einsatzelement 23 stützt sich jeweils an den gegenüberliegenden Laschen 16 der Blechringabschnitte 26 ab. Ein gestrichelter Kreis im Zentrum des

Einsatzelementes 23 deutet auf eine mögliche Kühlölöffnung 31 hin. Durch Anordnung einer solchen Kühlölöffnung 31 kann das Kühlmedium 7 gezielt zentral über dem Kolbenbolzen abfließen.

Die Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Kolbens 1 mit angeordneter Kühlkanalabdeckung 10 und eingesetztem Einsatzelement 23. In der Figur ist gut zu erkennen, dass das Einsatzelement 23 als erstes in den Kolben 1 eingelegt wird und anschließend mit der Kühlkanalabdeckung 10 verklemmt ist. Die Kühlkanalabdeckung 10 hält somit, insbesondere mit denen daran angeordneten Laschen 16, das Einsatzelement 23 an einer fixen Position.

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Claims

Patentansprüche Kolben (1 ) einer Brenn kraftmasch ine (2),

- mit einem einen Kolbenschaft (3) und einen Kolbenkopf (4) aufweisenden Kolbenkörper (5),

- wobei der Kolbenkopf (4) einen zumindest teilweise umlaufenden

Kühlkanal (6) zum Aufnehmen eines Kühlmediums (7) aufweist, der an einer einem Kolbenboden (8) abgewandte Seite offen ist,

- wobei zumindest eine Kühlkanalabdeckung (10) den Kühlkanal (6) zumindest teilweise verschließt,

- mit einer Kolbenbolzennabe (1 1 ), die eine Nabenbohrung (12) zur

Aufnahme eines Kolbenbolzens aufweist,

- mit zumindest einem Kolbenbolzenschmierkanal (14), der fluidisch mit dem Kühlkanal (6) verbunden ist und in Richtung des Kolbenbolzens verläuft,

dadurch gekennzeichnet,

- dass zumindest zwei in Umfangsrichtung (20) gegenüberliegende

Taschen (15) am Kolbenkörper (5) ausgeformt sind, die zumindest jeweils einen Teil eines derartigen Kolbenbolzenschmierkanals (14) bilden,

- dass die Kühlkanalabdeckung (10) zumindest zwei mit den Taschen (15) korrespondierende radial nach innen ragende Laschen (16) aufweist, die zusammen mit den Taschen (15) die beiden Kolbenbolzenschmierkanale (14) bilden,

- dass an einer Unterseite (28) des Kolbenbodens (8) ein Einsatzelement (23) angeordnet ist, das zumindest teilweise axial von der Unterseite (28) des Kolbenbodens (8) beabstandet ist und sich an den jeweils

gegenüberliegenden Laschen (16) der Kühlkanalabdeckung (10) abstützt.

2. Kolben nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Einsatzelement (23) derart ausgebildet ist, dass dieses die gegenüberliegenden Kolbenbolzenschmierkanale (14) zumindest teilweise fluidisch miteinander verbindet.

3. Kolben nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

- dass das Einsatzelement (23) derart ausgebildet ist, dass dieses einen unterhalb des Einsatzelementes (23) vorgesehenen derartigen

Kolbenbolzen bzw. eine derartige Kolbenbolzennabe (1 1 ) zumindest nicht vollständig überdeckt, und

- dass das Einsatzelement (23) zumindest eine Abtropfkante (32) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass das über dem Einsatzelement (23) strömende Kühlmedium (7) an der Abtropfkante (32) abtropft und auf den Kolbenbolzen bzw. die Kolbenbolzennabe (1 1 ) trifft.

4. Kolben nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Einsatzelement (23) zumindest eine Kühlölöffnung (31 ) aufweist, die insbesondere mittig im Bereich des Doms (25) angeordnet ist und die von dem Kühlmedium (7) durchströmbar ist.

5. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Einsatzelement (23) vorgespannt ist und sich an der Unterseite (28) des Kolbenbodens (8) abstützt.

6. Kolben nach einem der Ansprüche 1 oder 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass am Einsatzelement (23) zumindest ein axialer Abstandshalter (29) ausgebildet ist.

7. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Einsatzelement (23) metallisch ist und insbesondere aus einem Stahlfederblech hergestellt ist.

8. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kühlkanalabdeckung (10) als zweiteiliger und insbesondere spiegelsymmetrischer Blechring (17) ausgebildet ist, der zumindest eine Kühlmediumeinlassöffnung (18) und eine Kühlmediumauslassöffnung (19) aufweist.

9. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kühlkanalabdeckung (10) zwischen einer Ringwand (21 ) und einer Ringrippe (22) eingespannt ist.

10. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kühlkanalabdeckung (10) an einer am Kolbenkörper (5) im Bereich der Kolbenrippe (22) ausgeformten Auflagefläche (30) abgestützt ist.

1 1 . Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kühlkanalabdeckung (10), insbesondere im Bereich der Lasche (16), an einer dem Kolbenboden (8) abgewandten Seite tiefgezogen ist.

12. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Kühlmedium (7) insbesondere ein Kühlöl (24) aufweist.

13. Brennkraftmaschine (2) mit zumindest einem Zylinder, in welchem ein Kolben (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 angeordnet ist.