DE19720958A1 - Mehrteiliger, gekühlter Kolben für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen, gekühlten Kolben für Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Kolben sind aus der DD 252 638 A1 und der DE 41 34 530 A1 bekannt, bei denen das zur Abdeckung des den Kühlölraum bildenden Hohlraumes verwendete Wandteil als offener Blechring ausgebildet ist, der unter Ausnutzung seiner elastischen Verformung nach dem Seeger-Ring-Prinzip, d. h. unter Vorspannung in radialer Richtung, in einer Nut am Innenumfang der Kolbenringzone bzw. am Außenumfang der Brennraumwandung liegt.

Aus der DE 40 39 752 A1 ist ein mehrteiliger, gekühlter Kolben bekannt, bei dem der im Kopfteil des Kolbens vorge­ sehene ringförmige Hohlraum für das Kühlöl nach unten durch einen Blechring abgeschlossen wird, der zweiteilig ausge­ führt sein kann. Der Blechring liegt einerseits mit seinem auf dem Innenumfang vorgesehenen Kragen an der Ringrippe des Kopfteils und andererseits mit seinem äußeren Rand un­ ter Vorspannung direkt am Kolbenschaft an, wobei der Kol­ benschaft von den Nabenbuchsen gehalten wird. Nachteilig an dieser Ausführung ist, daß der Blechring zu seiner Fixie­ rung den Kolbenkopf und den Kolbenschaft benötigt.

Aus der DE 36 43 039 A1 ist es ebenfalls bekannt, den im Kopfteil eines mehrteiligen, gekühlten Kolbens vorgesehenen ringförmigen Hohlraum für das Kühlöl nach unten durch einen radial in zwei Hälften getrennten Blechring abzuschließen. Die Befestigung des Blechringes am Kopfteil des Kolbens kann durch Umbördeln eines aus der Stirnringfläche der Ringwand des Kolbenkopfteiles herausragenden Kragens erfol­ gen, bzw. durch einzelne in die Ringwand greifende Schrau­ ben oder durch Schweißen bzw. Löten. Nachteilig an dieser Ausführung ist einerseits der herstellungsbedingte Aufwand bzw. andererseits die zusätzlich notwendige Verwendung von weiteren Befestigungselementen.

Hier Abhilfe zu schaffen ist das Problem der vorliegenden Erfindung.

Gelöst wird dieses Problem durch eine Ausführung der Halte­ rung des Wandteils nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder 2. Weitere zweckmäßige Ausgestaltun­ gen nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthal­ ten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Kopfteil im Halblängs­ schnitt zeigt.

Weiterhin zeigen

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Blechring,

Fig. 3 einen Ausschnitt der umlaufenden Nut mit Einführungsrampe (skizzenhaft) und

Fig. 4 eine ausschnittsweise Seitenansicht des Blechringes mit Verklemmsicherung.

Ein Gelenkkolben besteht aus einem Kopfteil 1 und einem Kolbenschaft, die nur über einen Kolbenbolzen miteinander verbunden sind. Vom Boden 2 des Kopfteiles 1 erstreckt sich eine äußere, die Nuten für die Kolbenringe enthaltende Ringwand 3. Radial mit Abstand innerhalb der Ringwand 3 verbindet eine Ringrippe 4 Naben 5 mit dem Kolbenboden 2. Zwischen Ringrippe 4 und Ringwand 3 existiert ein ringför­ miger Hohlraum 6, der durch ein geschlitztes Wandteil 7 (Blechring) zu einem geschlossenen Kühlölraum abgedeckt ist.

Zur Aufnahme des Wandteiles 7 (Blechring) ist nach einem ersten Ausführungsbeispiel gem. Fig. 1 einerseits in der Ringwand 3 und andererseits auf der entsprechenden gegen­ überliegenden Seite in der Ringrippe 4 ein Gewinde 8, 9 mit Rechteckprofil vorgesehen, wobei die Höhe und Tiefe des Rechteckprofils zwischen 0,5 und 2 mm und die Steigung je­ weils zwischen 1 und 2 mm liegen soll.

Der mit einem Schlitz 10 versehene Blechring 7, der zur Zu- und Abführung des Kühlöls mit Öffnungen 11, 12 versehen ist, in die beispielsweise mit einem entsprechenden Handha­ bungswerkzeug eingegriffen werden kann, wird bei der Monta­ ge in das Gewinde 8, 9 eingedreht und schließt nach Errei­ chen seiner Endlage den Hohlraum 6 nach unten ab. Der hier­ bei im Bereich des Schlitzes 10 durch die Gewindesteigung vorgegebene geringe axiale Abstand ist von untergeordneter Bedeutung, da ein absolut dichtes Abschließen nicht erfor­ derlich ist.

Um einen derartigen axialen Abstand zu vermeiden, wird in einem zweiten Ausführungsbeispiel gem. Fig. 3 zur Aufnahme des Blechringes 7 einerseits in der Ringwand 3 und anderer­ seits auf der entsprechenden gegenüberliegenden Seite in der Ringrippe 4 jeweils eine Nut 13 vorgesehen, die mit ei­ ner entsprechend ausgebildeten nutartigen Einführungsrampe 14 zusammenwirkt. Die Tiefe und Höhe der umlaufenden Nut 13 soll 0,5-2 mm betragen.

Bei der Montage des Blechringes 7 wird dieser über die bei­ den Einführungsrampen 14 in die jeweilige Nut 13 einge­ dreht, bis er vollkommen eingeschnappt in der Nut 13 zu liegen kommt, so daß die Blechenden im Bereich des Schlitzes 10 aneinander anliegen. Zur Fixierung des Blechringes 7 in der Nut 13 bzw. im Gewinde 8, 9 ist eine Verklemmsicherung vorgesehen, die z. B. als durch Stanzung angebrachte Zunge 15 ausgebildet ist. Hierbei können - falls erforderlich - auf dem Umfang des Blechringes 7 verteilt, mehrere solche Zungen angebracht werden.

Als weitere Verklemmsicherung kann eine gewellte Ausführung 16 des Blechringes 7 dienen, so daß dieser im eingebauten Zustand entsprechend vorgespannt ist.

Mit einer derartigen Ausführung wird auf konstruktiv einfa­ che Weise für einen Gelenkkolben ein Abschluß des für das durchfließende Kühlöl benötigten ringförmigen Hohlraumes erreicht.

Claims (6)

1. Mehrteiliger, gekühlter Kolben für Verbrennungsmotoren, bestehend aus einem Kopfteil mit an dieses angeformten Naben zur Aufnahme des den Kolben mit dem Pleuel ver­ bindenden Kolbenbolzens, einer äußeren an einem ersten Ende in den Boden des Kopfteiles übergehenden und an ihrem zweiten Ende offen auslaufenden Ringwand zur Auf­ nahme mindestens einer Kolbenringnut und mit einem sich radial innen an dieser Ringwand anschließenden zu dem zweiten Ende der Ringwand offenen, die Naben bzw. deren zu dem Boden des Kopfteiles verlaufende Abstützungstei­ le, die insbesondere eine Art Ringrippe sein können, umgebenden Hohlraum der etwa in Höhe des zweiten Endes der Ringwand durch ein ringförmiges geschlitztes Wand­ teil, das zur Bildung eines durchströmbaren Kühlölrau­ mes verschlossen ist, und einem nur über den Kolbenbol­ zen mit dem Kopfteil verbundenen Kolbenschaft, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Wandteiles (7, Blechring) einer­ seits in der Ringwand (3) und andererseits auf der ent­ sprechenden gegenüberliegenden Seite in der Ringrippe (4) jeweils ein Gewinde (8, 9) vorgesehen ist.

2. Mehrteiliger, gekühlter Kolben für Verbrennungsmotoren, bestehend aus einem Kopfteil mit an dieses angeformten Naben zur Aufnahme des den Kolben mit dem Pleuel ver­ bindenden Kolbenbolzens, einer äußeren an einem ersten Ende in den Boden des Kopfteiles übergehenden und an ihrem zweiten Ende offen auslaufenden Ringwand zur Auf­ nahme mindestens einer Kolbenringnut und mit einem sich radial innen an dieser Ringwand anschließenden zu dem zweiten Ende der Ringwand offenen, die Naben bzw. deren zu dem Boden des Kopfteiles verlaufende Abstützungstei­ le, die insbesondere eine Art Ringrippe sein können, umgebenden Hohlraum der etwa in Höhe des zweiten Endes der Ringwand durch ein ringförmiges geschlitztes Wand­ teil, das zur Bildung eines durchströmbaren Kühlölrau­ mes verschlossen ist, und einem nur über den Kolbenbol­ zen mit dem Kopfteil verbundenen Kolbenschaft, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Wandteiles (7, Blechring) einer­ seits in der Ringwand (3) und andererseits auf der ent­ sprechenden gegenüberliegenden Seite in der Ringrippe (4) jeweils eine umlaufende Nut (13) vorgesehen ist, die zur Einführung des geschlitzten Wandteils jeweils mit einer Einführungsrampe (14) zusammenwirkt.

3. Mehrteiliger Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (8, 9) bzw. die Nut (13) ein Rechteck­ profil aufweist.

4. Mehrteiliger Kolben nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechring (7) durch eine Verklemmsicherung fi­ xiert ist.

5. Mehrteiliger Kolben nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Verklemmsicherung eine z. B. durch Stanzung an­ gebrachte Zunge (15) vorgesehen ist.

6. Mehrteiliger Kolben nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Verklemmsicherung eine gewellte Ausführung (16) des Blechringes (7) vorgesehen ist.