DE102021002870A1 - Pistons for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Kolben (10) für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Kolbenschaft (12), mit einem Kolbenboden (14), mit einem teilweise durch den Kolbenschaft (12) und teilweise durch den Kolbenboden (14) begrenzten Innenraum (20), in welchen von wenigstens einer Ölspritze der Verbrennungskraftmaschine ausgespritztes Öl (38) einspritzbar ist und ein erster Teilbereich eines Kolbenbolzens und ein zweiter Teilbereich (34) eines Pleuels (30) der Verbrennungskraftmaschine aufnehmbar sind. An dem Kolbenboden (14) und in dem Innenraum (20) ist eine Abtropfkante (40) angeordnet, mittels welcher ein Ablösen zumindest eines Teils des in den Innenraum (20) eingespritzten Öls (38) von dem Kolben (10) in Richtung zumindest eines der Teilbereiche gezielt bewirkbar ist. The invention relates to a piston (10) for an internal combustion engine, with a piston skirt (12), with a piston head (14), with an interior space (20) delimited partly by the piston skirt (12) and partly by the piston head (14), in which oil (38) ejected from at least one oil syringe of the internal combustion engine can be injected and a first partial area of a piston pin and a second partial area (34) of a connecting rod (30) of the internal combustion engine can be accommodated. A drip edge (40) is arranged on the piston crown (14) and in the interior (20), by means of which at least part of the oil (38) injected into the interior (20) can be detached from the piston (10) in the direction of at least one the sub-areas can be effected in a targeted manner.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a piston for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle.
Die Erfindung betrifft einen Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a piston for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
Ein solcher Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise bereits der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, so dass eine besonders vorteilhafte Schmierung realisierbar ist.The object of the present invention is to create a piston for an internal combustion engine, so that particularly advantageous lubrication can be implemented.
Diese Aufgabe wird durch einen Kolben mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a piston having the features of claim 1. Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Um einen Kolben der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Schmierung realisiert werden kann, ist erfindungsgemäß an dem Kolbenboden, insbesondere an einer von einer Kolbenmulde des Kolbenbodens in axialer Richtung des Kolbens abgewandten Innen- oder Unterseite des Kolbenbodens, durch dessen Innen- beziehungsweise Unterseite der Innenraum beispielsweise teilweise direkt begrenzt ist, eine Abtropfkante angeordnet, mittels welcher ein Ablösen zumindest eines Teils des in den Innenraum eingespritzten Öls von dem Kolben in Richtung zumindest eines der Teilbereiche gezielt bewirkbar ist. Mit anderen Worten ist die Abtropfkante derart ausgestaltet, dass sich Öl, welches beispielsweise während eines Betriebs der insbesondere als Hubkolbenmotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine entlang des Kolbens und dabei insbesondere zu der Abtropfkante hin strömt und/oder zu der oder an die Abtropfkante gelangt, insbesondere gespritzt ist oder wird, gezielt an der Abtropfkante von der Abtropfkante und somit von dem Kolben insgesamt löst und dabei in Richtung des ersten Teilbereiches des Kolbenbolzens und/oder des zweiten Teilbereiches des Pleuels von dem Kolben abtropft. Das von der Abtropfkante und somit von dem Kolben abgetropfte Öl kann somit den zumindest einen Teilbereich direkt erreichen und somit den Teilbereich schmieren beziehungsweise zwischen Flächen des Kolbenbolzens und des Pleuels gelangen und somit den Kolbenbolzen und das Pleuel vorteilhaft schmieren. Die Erfindung ermöglicht somit eine besonders vorteilhafte, auch als Ölversorgung bezeichnete Versorgung des Kolbenbolzens mit Öl, so dass eine unerwünschte Mangelschmierung, insbesondere des Kolbenbolzens, sowie eine unerwünschte Temperaturerhöhung, insbesondere an dem Kolbenbolzen, vermieden werden können.In order to further develop a piston of the type specified in the preamble of patent claim 1 in such a way that a particularly advantageous lubrication can be realized, according to the invention on the piston crown, in particular on an inner or underside of the piston crown facing away from a piston recess of the piston crown in the axial direction of the piston, through the inside or underside of which the interior is, for example, partially directly delimited, a drip edge is arranged, by means of which at least part of the oil injected into the interior can be detached from the piston in a targeted manner in the direction of at least one of the partial areas. In other words, the drip edge is designed in such a way that oil, which flows, for example, during operation of the internal combustion engine, which is designed in particular as a reciprocating piston engine, along the piston and in particular towards the drip edge and/or reaches the drip edge, is in particular sprayed or is, deliberately at the drip edge, from the drip edge and thus from the piston as a whole and drips off the piston in the direction of the first portion of the piston pin and/or the second portion of the connecting rod. The oil dripping from the drip edge and thus from the piston can thus reach the at least one partial area directly and thus lubricate the partial area or reach between surfaces of the piston pin and the connecting rod and thus advantageously lubricate the piston pin and the connecting rod. The invention thus enables a particularly advantageous supply of oil to the piston pin, also referred to as oil supply, so that undesired insufficient lubrication, in particular of the piston pin, and an undesired temperature increase, in particular at the piston pin, can be avoided.
Die Abtropfkante kann das von der Ölspritze ausgespritzte und dadurch in den Innenraum eingespritzte Öl, das heißt zumindest ein Teil des von der Ölspritze ausgespritzten und in den Innenraum eingespritzten Öls, welches beispielsweise zumindest mittelbar gegen den Kolbenboden, insbesondere gegen dessen Innenseite, gespritzt wird und insbesondere während eines Betriebs der Verbrennungskraftmaschine entlang der Innenseite strömt und beispielsweise zu der Abtropfkante hin strömt und insbesondere zu der Abtropfkante strömt, umgelenkt und gezielt von dem Kolben abgelöst und in der Folge den zumindest einen Teilbereich, insbesondere den ersten Teilbereich des Kolbenbolzens, zugeführt werden. Dadurch können eine nachfolgende Schmierung und eine Temperaturabsenkung beziehungsweise Kühlung des Kolbenbolzens im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen verbessert werden. Die Abtropfkante ist an der als Kolbenbodeninnenseite bezeichneten Innenseite des Kolbenbodens angeordnet und vorzugsweise auf den zumindest einen Teilbereich und/oder auf einen Zwischenraum zwischen dem Pleuel und dem Kolben ausgerichtet. Der genannten Zwischenraum ist beispielsweise ein Spalt, welcher in axialer Richtung des Kolbenbolzens einerseits, insbesondere direkt, durch den Kolben und andererseits, insbesondere direkt, durch das Pleuel begrenzt wird. Gelangt das von der Abtropfkante abtropfende Öl in den Zwischenraum und somit in den Spalt, so kann das Öl besonders vorteilhaft den Kolbenbolzen erreichen und dadurch schmieren und insbesondere kühlen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das Pleuel als ein Trapezpleuel ausgebildet ist, dessen im Kolben, insbesondere den Kolbenschaft, zugewandte Seiten in axialer Richtung des Kolbens zu dem Kolbenboden hin aufeinander zu verlaufen. Dadurch ist der Kolbenbolzen oben, das heißt auf einer zu dem Kolbenboden hin weisenden Seite beziehungsweise Oberseite, des Kolbenbolzens freigelegt, so dass das von der Abtropfkante abtropfende Öl den Kolbenbolzen besonders vorteilhaft erreicht und in der Folge schmieren und kühlen kann. Die Erfindung ermöglicht somit eine besonders vorteilhafte Schmierung und Kühlung des Kolbens durch das Öl, wodurch Mangelschmierungszustände und so genannte Kolbenbolzenreibern vermieden werden können.The drip edge can contain the oil sprayed out by the oil sprayer and thereby injected into the interior, i.e. at least part of the oil sprayed out by the oil sprayer and injected into the interior, which oil is sprayed, for example, at least indirectly against the piston crown, in particular against its inside, and in particular flows along the inside during operation of the internal combustion engine and, for example, flows towards the drip edge and in particular flows to the drip edge, is deflected and specifically detached from the piston and subsequently fed to the at least one partial area, in particular the first partial area of the piston pin. As a result, subsequent lubrication and a reduction in temperature or cooling of the piston pin can be improved compared to conventional solutions. The drip edge is arranged on the inside of the piston crown, referred to as the inside of the piston crown, and is preferably aligned with the at least one partial area and/or with an intermediate space between the connecting rod and the piston. The intermediate space mentioned is, for example, a gap which is delimited in the axial direction of the piston pin on the one hand, in particular directly, by the piston and on the other hand, in particular directly, by the connecting rod. If the oil dripping from the drip edge gets into the intermediate space and thus into the gap, the oil can particularly advantageously reach the piston pin and thereby lubricate and in particular cool it. This is particularly advantageous if the connecting rod is designed as a trapezoidal connecting rod, the sides of which that face in the piston, in particular the piston skirt, run towards one another in the axial direction of the piston towards the piston crown. As a result, the piston pin is at the top, i.e. on one of the col The side or top of the piston pin pointing towards the bottom is exposed, so that the oil dripping from the drip edge reaches the piston pin in a particularly advantageous manner and can subsequently lubricate and cool it. The invention thus enables a particularly advantageous lubrication and cooling of the piston by the oil, as a result of which insufficient lubrication and so-called piston pin rubbing can be avoided.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the leave invention.
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine schematische und geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kolbens für eine Verbrennungskraftmaschine; -
2 eine schematische Unteransicht des Kolbens; und -
3 eine schematische und geschnittene Perspektivansicht des Kolbens.
-
1 a schematic and sectional side view of a piston according to the invention for an internal combustion engine; -
2 a schematic bottom view of the piston; and -
3 a schematic and sectional perspective view of the piston.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols in the figures.
Der Kolben 10 weist auch einen Innenraum 20 auf, welcher teilweise durch den Kolbenschaft 12 und teilweise durch den Kolbenboden 14 begrenzt ist. Der Kolbenboden 14 weist ein auch als Unterseite bezeichnete Innenseite 18 auf, die in axialer Richtung des Kolbens 10 von der Mulde 16 und somit von dem Brennraum abgewandt und dem Innenraum 20 zugewandt ist, so dass der Innenraum 20 teilweise und insbesondere direkt durch die Innenseite 18 begrenzt ist. In axialer Richtung des Kolbens 10 nach oben beziehungsweise zu der Mulde 16 beziehungsweise im Brennraum hin schließt sich an den Kolbenschaft 12 ein Ringfeld 22 des Kolbens 10 an. Das Ringfeld 22 umfasst wenigstens oder genau drei in axialer Richtung des Kolbens 10 aufeinanderfolgend angeordnete und einfach auch als Nuten bezeichnete Ringnuten 24. In der jeweiligen Ringnut 24 ist ein jeweiliger Kolbenring zumindest teilweise aufnehmbar.The
In Zusammenschau mit
Des Weiteren ist in
Um nun eine besonders vorteilhafte Schmierung und Kühlung des Kolbenbolzens realisieren zu können, ist an den Kolbenboden 14, insbesondere an der Innenseite 18, in dem Innenraum 20 eine Abtropfkante 40 angeordnet, mittels welcher ein Ablösen zumindest eines Teils des in den Innenraum 20 eingespritzten Öls von dem Kolben 10 in Richtung des Teilbereichs des Kolbenbolzens und somit in Richtung des Zwischenraums 36 gezielt bewirkbar ist.In order to be able to implement a particularly advantageous lubrication and cooling of the piston pin, a
Der Kolben 10 weist außerdem eine in dem Innenraum 20 angeordnete und in radialer Richtung des Kolbens 10 von dessen Kolbenmitte beabstandete und in radialer Richtung des Kolbens 10 weiter außen als die Abtropfkante 40 angeordnete Prallfläche 42 auf, gegen welche das von der Ölspritze ausgespritzte Öl, das heißt der Ölstrahl direkt zu spritzen ist beziehungsweise gespritzt wird. Das den Ölstrahl bildende Öl und somit der Ölstrahl (Pfeil 38) werden mittels der Prallfläche 42 gezielt in Richtung der Abtropfkante 40 umgelenkt, was in
Wie besonders gut aus
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- KolbenPistons
- 1212
- Kolbenschaftpiston skirt
- 1414
- Kolbenbodenpiston crown
- 1616
- Muldetrough
- 1818
- Innenseiteinside
- 2020
- Innenrauminner space
- 2222
- Ringfeldringfield
- 2424
- Ringnutring groove
- 2626
- Bolzennabepin hub
- 2828
- Aufnahmerecording
- 3030
- Pleuelconnecting rod
- 3232
- kleines Pleuelaugesmall connecting rod eye
- 3434
- Teilbereichsubarea
- 3636
- Zwischenraumspace
- 3838
- PfeilArrow
- 4040
- Abtropfkantedrip edge
- 4444
- PfeilArrow
- 4646
- PfeilArrow
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102006056011 A1 [0003]DE 102006056011 A1 [0003]
- DE 3600749 A1 [0003]DE 3600749 A1 [0003]
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| DE102021002870.8A DE102021002870A1 (en) | 2021-06-02 | 2021-06-02 | Pistons for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle |
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Citations (2)
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-
2021
- 2021-06-02 DE DE102021002870.8A patent/DE102021002870A1/en active Pending
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