DE102005044597A1

DE102005044597A1 - Kolben für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102005044597A1
Application number: DE200510044597
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Wieland
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2005-09-17
Filing date: 2005-09-17
Publication date: 2007-03-29
Also published as: WO2007031067A1

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Kolben 1 für einen Verbrennungsmotor, der aus einem Kolbengrundkörper 4 und aus einem Ringelement 6 besteht, das mit dem Kolbengrundkörper 4 über eine kolbenbodenseitige, erste Schraubverbindung 5 und zur Verbesserung der Festigkeit der Verbindung zwischen dem Kolbengrundkörper 4 und dem Ringelement 6 über eine im kolbenbodenabgewandten Bereich des Ringelementes 6 angeordnete, zweite Schraubverbindung 19 verbunden ist. Das Ringelement 6 bildet mit dem Kolbengrundkörper 4 einen ringförmigen Kühlkanal 14.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Aus der Offenlegungsschrift DE 103 25 914 A1 ist ein Kolben für einen Verbrennungsmotor bekannt, der aus einem Kolbengrundkörper und aus einem Ringelement besteht, das den radial äußeren Bereich des Kolbenbodens, den Feuersteg und die Ringpartie des Kolbens bildet. An dem Kolben ist das Ringelement ausschließlich über ein an der radial äußeren Stirnseite des Kolbenbodens angeordnetes Gewinde befestigt, während sich die kolbenbodenabgewandte Stirnseite des Ringelementes auf einem elastisch nachgiebigen Vorsprung abstützt, der am Kolbengrundkörper angebracht ist.

Nachteilig ist hierbei, dass bei größeren Druckbelastungen des Kolbens die Schraubverbindung zwischen dem Kolbengrundkörper und dem Ringelement keine ausreichende Festigkeit bietet.

Diesen Nachteil zu vermeiden, ist Aufgabe der Erfindung. Gelöst wird die Aufgabe mit den im Kennzeichen des Patentanspruches stehenden Merkmalen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Sie zeigt ein aus zwei Halbschnitten bestehendes Schnittbild eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor.
Die Figur zeigt einen Kolben 1 für einen Verbrennungsmotor in einem Schnittbild, das aus zwei Hälften besteht, von denen die linke Hälfte einen Schnitt des Kolbens 1 entlang einer Längsachse 2 einer Nabenbohrung 3 und die rechte Hälfte einen um 90° dazu versetzten Längsschnitt des Kolbens 1 darstellen. Der Kolben 1 besteht aus einem Kolbengrundkörper 4, mit dem über eine kolbenbodenseitige, erste Schraubverbindung 5 und über eine zweite Schraubverbindung 19 im Bereich der Oberfläche 25 eines kolbenbodenseitig am Kolbengrundkörper 4 angeformten, umlaufenden Vorsprunges 15 ein Ringelement 6 verbunden ist, das den Feuersteg 7 und die Ringpartie 8 des Kolbens 1 bildet. Der Kolbengrundkörper 4 und das Ringelement 6 sind aus Stahl hergestellt.
Der Vorsprung 15 ist tellerfederartig und in Richtung Kolbengrundkörper 4 konisch zulaufend ausgebildet. Die zweite Schraubverbindung 19 besteht aus einem Außengewinde 22, das sich auf der radialen Außenseite einer ringförmigen, am kolbenbodenseitigen Ende des Vorsprunges 15 angebrachten Anformung 23 befindet, und aus einem Innengewinde 24, das sich nahe der unteren Stirnseite 21 des Ringelementes 6 auf dessen Innenseite befindet.
Der Kolbengrundkörper 4 ist einstückig ausgebildet und weist im Bereich des Kolbenbodens 9 eine Verbrennungsmulde 10 auf. Über je eine Nabenabstützung 11, 11' sind an den Kolbenboden 9 zwei Bolzennaben 12, 12' mit je einer Nabenbohrung 3, 3' angeformt, deren Stirnflächen 16 gegenüber dem Ringelement 6 in Richtung Kolbenlängsachse 17 zurückgesetzt sind. Die Bolzennaben 12, 12' sind über Schaftelemente 13, 13' miteinander verbunden. Zwischen den Schaftelementen 13, 13' und dem das Ringelement 6 tragenden, oberen Bereich des Kolbens 1 weist der Kolbengrundkörper 4 Ausnehmungen 18 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Bereich der Schaftelemente 13, 13' des Kolbengrundkörpers 4 teilweise umlaufend angeordnet sind. Als Träger des Ringelementes 6 kann auch ein Kolbengrundkörper 4 verwendet werden, bei dem die Stirnflächen 16 der Bolzennaben 12, 12' gegenüber der Ringpartie 8 nicht zurückgesetzt angeordnet sind. Hierbei ist die Ausnehmung 18 über den gesamten Umfang des Kolbens teils zwischen den Schaftelementen 13, 13' und dem Ringelement 6 und teils zwischen den Bolzennaben 12, 12' und dem Ringelement 6 umlaufend angeordnet.
Der Kolbengrundkörper 4 bildet im Bereich des Kolbenbodens 9 gemeinsam mit dem Ringelement 6 einen ringförmigen Kühlkanal 14, der teils in den Kolbengrundkörper 4 und teils in das Ringelement 6 eingearbeitet ist. In Richtung Bolzennabe 12 wird der Kühlkanal 14 von dem Vorsprung 15 des Kolbengrundkörpers 4 abgedeckt. Über eine in der Figur nicht dargestellte, mindestens eine Zulauföffnung gelangt Kühlöl in den Kühlkanal 14. Zu erkennen ist in der Figur eine Ablauföffnung 20 des Kühlkanals 14. Der Kolben 1 kann mehrere Ablauföffnungen 20 für Kühlöl aufweisen.
Zudem kann zwischen dem Ringelement 6 und dem Vorsprung 15 ein ringförmiges Federelement angeordnet sein, dessen Funktion darin besteht, eine Vorspannung zu erzeugen, die die Festigkeit der Schraubverbindung verbessert.

1: Kolben
2: Längsachse der Nabenbohrungen
3: Nabenbohrung
4: Kolbengrundkörper
5: erste Schraubverbindung
6: Ringelement
7: Feuersteg
8: Ringpartie
9: Kolbenboden
10: Verbrennungsmulde
11, 11': Nabenabstützungen
12, 12': Bolzennaben
13, 13': Schaftelement
14: Kühlkanal
15: Vorsprung
16: Stirnfläche
17: Kolbenlängsachse
18: Ausnehmung
19: zweite Schraubverbindung
20: Ablauföffnung
21: untere Stirnfläche des Ringelementes 6
22: Außengewinde
23: Anformung
24: Innengewinde
25: Oberfläche des Vorsprunges 15

Claims

Kolben (1) für einen Verbrennungsmotor – mit einem Kolbengrundkörper (41, der zwei über je eine Nabenabstützung (11, 11') mit dem Kolbenboden (9) verbundene Bolzennaben (12, 12') aufweist, die über zwei am Kolbenboden (9) angeformte Schaftelemente (13, 13') miteinander verbunden sind, und – mit einem Ringelement (6), das mit dem Kolbengrundkörper (4) über eine kolbenbodenseitige, erste Schraubverbindung (5) verbunden ist, und das den radial außen liegenden Teil des Kolbenbodens (9), den Feuersteg (7), die Ringpartie (8) und mit dem Kolbengrundkörper (4) einen ringförmigen Kühlkanal (14) bildet, dadurch gekennzeichnet, – dass das Ringelement (6) mit dem Kolbengrundkörper (4) über eine im kolbenbodenabgewandten Bereich des Ringelementes (6) angeordnete, zweite Schraubverbindung (19) verbunden ist.