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WO1992010658A1 - Mehrteiliger, gekühlter kolben für verbrennungsmotoren - Google Patents

Mehrteiliger, gekühlter kolben für verbrennungsmotoren Download PDF

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Publication number
WO1992010658A1
WO1992010658A1 PCT/DE1991/000927 DE9100927W WO9210658A1 WO 1992010658 A1 WO1992010658 A1 WO 1992010658A1 DE 9100927 W DE9100927 W DE 9100927W WO 9210658 A1 WO9210658 A1 WO 9210658A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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wall
ring
piston
cooled
piston according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE1991/000927
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Kemnitz
Heinz Wimmer
Udo Zimmermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle GmbH
Original Assignee
Mahle GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle GmbH filed Critical Mahle GmbH
Publication of WO1992010658A1 publication Critical patent/WO1992010658A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/0015Multi-part pistons
    • F02F3/0069Multi-part pistons the crown and skirt being interconnected by the gudgeon pin
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/16Pistons  having cooling means
    • F02F3/20Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
    • F02F3/22Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid

Definitions

  • the invention relates to a multi-part, cooled piston for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • Such pistons are known from DE-05 36 43 039.
  • the wall part (sheet metal part) used there to cover the cavity forming the cooling oil space is either attached by a collar which projects radially outward from the end face of the ring wall around the edge of the wall part or by individual screws engaging in the ring wall.
  • a disadvantage of this design is, on the one hand, the production-related effort and, on the other hand, the additional use of additional fastening elements.
  • the problem of the present invention is to remedy this.
  • Fig. 1 shows an inventive head part of a piston in a longitudinal section
  • FIG. 2 shows an enlarged illustration of a detail according to FIG. 1
  • Fig. 3 shows a sheet metal ring according to the invention in plan view
  • FIG. 4 shows the sheet metal ring in a side view according to section IV - IV according to FIG. 3
  • FIG. 5 is an enlarged view Y of FIG .. 4
  • Fig. 6 is an enlarged view of a
  • An articulated piston consists of a head part 1 and a piston shaft (not shown), which are connected to one another only via a piston pin (not shown). From the bottom 2 of the 1 extends an outer, the grooves for the piston rings retaining ring wall 3. Radially at a distance within the ring wall 3, an annular rib 4 connects the hubs 5 to the piston crown 2, it being possible for a hub bush 6 to be provided in the hub 5 for mounting the piston pin. Between the annular rib 4 and the annular wall 3 there is an annular cavity 7 which is covered by a wall part (sheet metal ring 8) to form a closed cooling oil space.
  • the sheet metal ring 8 which can have a curved middle part 9, lies with its inner edge 10 close to or directly on the ring rib 4. With its outer edge 11, the sheet metal ring 8 protrudes into an annular recess 12 on the inside of the ring wall 3. In its position, the sheet metal ring 8 is fixed in a prestressed manner by a slotted, outward-tensioning ring 13 which extends out in a wedge shape on its lower flank 14 ⁇ is formed, wherein the ring 13 engages in a correspondingly shaped groove 15 in the ring wall 3.
  • Corresponding openings are provided in the sheet metal ring 8 for supplying and removing the cooling oil into the cavity 7.
  • the sheet metal ring 8 is secured against rotation by a nose 16 protruding from the outer edge 11, which protrudes through a bore 17 in the ring wall 3.
  • the sheet metal ring 8 In order to be able to mount the sheet metal ring 8 more easily, it is divided at least once on its circumference or provided with a separating joint 18 which has a recess 19 on the opposite side - that is, offset by approximately 180 degrees on the circumference - which be ⁇ acts that the sheet metal ring 8 can be bent for assembly.
  • This recess 19 also serves the cooling oil supply.
  • the cooling oil either runs off through the gap between the inner edge 10 of the sheet metal ring 8 and the ring rib 4, or possibly through a bore 20, which can be provided in the vicinity of the parting line 18.
  • the sheet metal ring 8 is additionally supported with its inner edge in a circumferential groove 21 in the ring rib 4.
  • the ring-shaped cavity required for the cooling oil flowing through is closed in a structurally simple manner for an articulated piston.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

Um auf konstruktiv einfache Weise bei einem mehrteiligen, gekühlten Kolben den im Kopfteil (1) vorgesehenen ringförmigen Hohlraum (7) für das Kühlöl nach unten abzuschließen, ist ein Blechring (8) vorgesehen, der durch einen geschlitzten nach außen spannenden, im Querschnitt keilförmigen Ring in seiner Lage vorgespannt fixiert wird.

Description

Mehrteiliger, gekühlter Kolben für Verbrennungsmotoren
Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen, gekühlten Kolben für Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Kolben sind aus DE-05 36 43 039 bekannt. Das dort zur Abdeckung des den Kühlölraum bildenden Hohlraumes verwendete Wandteil (Blechteil) ist entwe¬ der durch einen an einem radial außen aus der Stirn- πngfläche der Ringwand herausragenden um den Rand des Wandteiles gebördelten Kragen oder durch einzelne in die Ringwand greifende Schrauben befestigt.
Nachteilig an dieser Ausführung ist einerseits der herstellungsbedingte Aufwand bzw. andererseits die zusätzlich notwendige Verwendung von weiteren Befe¬ stigungselementen.
Hier Abhilfe zu schaffen ist das Problem der vorlie¬ genden Erfindung.
Gelöst wird dieses Problem durch eine Ausführung der Halterung des Wandteiles nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen nach der Erfin¬ dung sind n den Unteransprüchen enthalten.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung darge¬ stellt. Es zeigen
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Kopfteil eines Kolbens im Halblängsschnitt
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts gemäß Fig. 1
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Blechring in Draufsicht
Fig. 4 den Blechring in Seitenansicht gemäß Schnitt IV - IV nach Fig. 3
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung Y nach Fig. 4
Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung eines
Ausschnitts eines weiteren erfindungs¬ gemäßen Ausführungsbeispiels
Ein Gelenkkolben besteht aus einem Kopfteil 1 und ei¬ nem Kolbenschaft (nicht gezeichnet), die nur über ei¬ nen Kolbenbolzen (nicht gezeichnet) miteinander ver¬ bunden sind. Vom Boden 2 des
Figure imgf000004_0001
1 erstreckt sich eine äußere, die Nuten für die Kolbenringe ent- haltende Ringwand 3. Radial mit Abstand innerhalb der Ringwand 3 verbindet eine Ringrippe 4 Naben 5 mit dem Kolbenboden 2, wobei zur Lagerung des Kolbenbolzens in der Nabe 5 eine Nabenbuchse 6 vorgesehen sein kann. Zwischen Ringrippe 4 und Ringwand 3 existiert ein ringförmiger Hohlraum 7, der durch ein Wandteil (Blechring 8) zu einem geschlossenen Kühlölraum abge¬ deckt ist.
Der Blechring 8, der einen gebogenen Mittelteil 9 aufweisen kann, liegt mit seinem inneren Rand 10 nahe oder direkt an der Ringrippe 4 an. Mit seinem äußeren Rand 11 ragt der Blechring 8 in eine ringförmige Aus¬ nehmung 12 auf der Innenseite der Ringwand 3. In sei¬ ner Lage vorgespannt fixiert wird der Blechring 8 durch einen geschlitzten, auswärts spannenden Ring 13, der auf seiner Unterflanke 14 keilförmig ausge¬ bildet ist, wobei der Ring 13 in eine entsprechend geformte Nut 15 in der Ringwand 3 eingreift.
Zur Zu- und Abführung des Kühlöles in den Hohlraum 7 sind in dem Blechring 8 entsprechende Öffnungen vor¬ gesehen. Um diese in bestimmter Lage zu fixieren, ist der Blechring 8 gegen Verdrehen gesichert durch eine von dem äußeren Rand 11 abstehende Nase 16, die m eine Bohrung 17 der Ringwand 3 ragt.
Um den Blechring 8 leichter montieren zu können ist dieser auf seinem Umfang mindestens einmal geteilt oder mit einer Trennfuge 18 versehen, der gegenüber¬ liegend - also um ca. 180 Grad auf dem Umfang ver¬ setzt - eine Ausnehmung 19 vorgesehen ist, die be¬ wirkt, daß der Blechring 8 zur Montage aufgebogen werden kann. Diese Ausnehmung 19 dient zusätzlich der Kühlölzufuhr . Der Ablauf des Kühlöls erfolgt entweder durch den Spalt zwischen dem inneren Rand 10 des Blechrings 8 und der Ringrippe 4, oder ggf. durch ei¬ ne Bohrung 20, die in der Nähe der Trennfuge 18 ange¬ bracht sein kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist der Blechring 8 mit seinem inneren Rand zusätzlich in ei¬ ner umlaufenden Nut 21 in der Ringrippe 4 gelagert.
Mit einer derartigen Ausführung wird auf konstruktiv einfache Weise für einen Gelenkkolben ein Abschluß des für das durchfließende Kühlöl benötigten ringför¬ migen Hohlraumes erreicht.

Claims

Patentansprüche
Mehrteiliger, gekühlter Kolben für Verbrennungs¬ motoren, bestehend aus einem Kopfteil mit an die¬ ses angeformten Naben zur Aufnahme des den Kolben mit dem Pleuel verbindenden Kolbenbolzens, einer äußeren an einem ersten Ende in den Boden des Kopfteils übergehenden und an ihrem zweiten Ende offen auslaufenden Ringwand zur Aufnahme minde¬ stens einer Kolbenringnut und mit einem sich ra¬ dial innen an dieser Ringwand anschließenden zu dem zweiten Ende der Ringwand offenen, die Naben bzw. deren zu dem Boden des Kopfteiles verlaufen¬ de Abstützungsteile, die insbesondere eine Art Ringrippe sein können, umgebenden Hohlraum, der etwa in Höhe des zweiten Endes der Ringwand durch ein ringförmiges Wandteil zur Bildung eines durchströmbaren Kühlölraumes verschließbar ist, und einem nur über den Kolbenbolzen mit dem Kopf¬ teil verbundenen Kolbenschaft, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandteil (8) mit seinem äußeren Rand (11) durch einen geschlitzten, auswärts spannenden, im Querschnitt keilförmigen Ring (13) vorgespannt in einer ringförmigen Ausnehmung (12) der Ringwand (3) anliegt.
2. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandteil (8) ein Blechring ist.
3. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandteil (8) als Verdrehsicherung eine, in eine in der Ringwand (3) vorgesehende Bohrung (17) ragende, von dem äußeren Rand (11) abstehen¬ de Nase (16) aufweist.
4. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandteil (8) auf seinem Umfang eine
Trennfuge (18) aufweist.
5. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandteil (8) auf seinem Umfang ca. 180 Grad versetzt zu der Trennfuge (18) eine Ausneh¬ mung (19) aufweist.
6. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach Anspruch 1 -
3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandteil (8) auf seinem Umfang mindestens einmal geteilt ist. Mehrteiliger, gekühlter Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung des inneren Randes des Blechrin¬ ges (8) in der Ringrippe (4) eine umlaufende Nut (21) vorgesehen ist.
PCT/DE1991/000927 1990-12-13 1991-11-23 Mehrteiliger, gekühlter kolben für verbrennungsmotoren Ceased WO1992010658A1 (de)

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