Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
COOLED TWO-PIECE TRUNK PISTON
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1990/004094
Kind Code:
A1
Abstract:
A cooled two-piece trunk piston for internal combustion engines has a cast or pressed upper part that contains the piston ring groove and the piston pin hub, as well as a rod hingedly connected to the upper part exclusively by means of a piston pin. The upper part (1) is provided with a radial cooling oil channel (3) closed on all sides by the base material of the upper part of the piston, inside the ring groove section, into which the cooling oil is introduced in any appropriate manner and from which it is evacuated through at least one cooling oil outlet (5, 6) arranged in the direction of the piston pin between the piston pin hubs of the upper part of the piston. The cooling oil outlet(s) (5, 6) open into the free inner space of the rod (2). An oil collector (7, 8) arranged underneath the cooling oil outlet(s) (5, 6) is formed in the upper area of the rod (2) and directs the oil coming out the outlet towards the centre of the bottom of the upper part (1) of the piston.

Inventors:
ZVONKOVIC JOSIP (DE)
Application Number:
PCT/DE1989/000546
Publication Date:
April 19, 1990
Filing Date:
August 23, 1989
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
MAHLE GMBH (DE)
International Classes:
F02B23/06; F02F3/00; F02F3/22; (IPC1-7): F02F3/00; F02F3/22
Foreign References:
DE3732925C11988-12-08
US4180027A1979-12-25
FR2125687A51972-09-29
EP0019323A11980-11-26
DE3511835A11986-10-09
Download PDF:
Description:
Gekühlter zweiteiliger Tauchkolben

Die Erfindung betrifft einen zweiteiligen Tauchkolben nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein besonderer Vorteil derartiger zweiteiliger Kolben besteht darin, für das der Verbrennungswärme ausge¬ setzte Kolbenoberteil ein im Vergleich zu dem Materi¬ al des Kolbenschaftes temperaturfesteres Material einsetzen zu können. Als derartige temperaturfeste Materialien kommen beispielsweise Stahl und Sphäro- gußeisen in Frage. Der Schaft kann dagegen zur Erzie¬ lung eines geringen Gewichtes und einer guten Wärme¬ leitfähigkeit aus Leichtmetall bestehen.

Ein derartiger Kolben ist beispielsweise atrs—BS 40 56 044 bekannt. Bei dem dortigen Kolben wird das Kolbe¬ noberteil durch aus dem Kurbelraum eingespritztes Öl gekühlt. Notwendig ist eine Kühlung insbesondere in dem radial ^ innerhalb der Kolbenringnuten unterhalb des Kolbenbodens liegenden äußeren Ringraum des Kol¬ benoberteiles. Um hier eine möglichst intensive Küh¬ lung zu erhalten, ist an dem oberen Schaftende eine diesen äußeren Ringraum des Kolbenoberteiles zum Schaft des Kolbens hin abdeckende Öl-Fangrinne ange¬ formt. Das aus dem Kurbelraum eingespritzte Kühlöl

gelangt äußer in den äußeren Ringraum des Kolbenober¬ teiles auch in den zentralen unterhalb des Kolbenbo¬ dens liegenden Bereich des Oberteiles.

Bei Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, mit hoher Leistung reicht die beschriebene Kühlung des Kolbenoberteiles nicht aus. Hier eine Verbesse¬ rung zu finden, bei der einerseits der äußere inner¬ halb der Ringnuten des Kolbenoberteiles liegende Ringraum und andererseits auch das Zentrum des Bodens des Kolbenoberteiles ausreichend gekühlt sind, ist Aufgabe der Erfindung.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausführung des Kolbens nach den kennzeichnenden Merkmalen des Pa¬ tentanspruchs.

Die Anordnung von an dem oberen Schaftende unterhalb der ölablauföffnungen des geschlossenen Kühlölringka- nals angeordneten Anfangsschalen sorgt dafür, daß das ablaufende Kühlöl vor Rücktritt in den Kurbelraum an den im Zentrum des Kolbeπoberteiles liegenden Boden¬ bereich des Kolbenoberteiles gelenkt wird. Dadurch erhält auch dieser Bodenbereich auch ohne direktes Einspritzen von Kühlöl auf recht einfache Weise die notwendige Kühlung.

Bei einteiligen Kolben mit einem geschlossenen Kühl¬ kanal ist es nach DE-OS 19 05 609 zwar bekannt, das aus dem Kanal abfließende Kühlöl über eine Fangschale nochmals an den Kolbenboden zu schleudern. Diese be¬ kannte Lösung läßt sich jedoch nicht ohne weiteres

auf die zweigeteilten gattungsgemäßen Kolben übertra¬ gen. Denn zweigeteilte Kolben besitzen bisher grund¬ sätzlich keine geschlossenen allseits von Grundmate¬ rial des Kolbenoberteils begrenzten Kühlkanäle. Die Kühlkanäle sind vielmehr stets zum Kolbenschaft hin offene Ringräume die nachträglich von Blechen oder Ansätzen des Kolbenunterteils abgedeckt werden. Die¬ ses Bauprinzip ist bei geteilten Kolben wegen der da¬ mit verbundenen einfachen Herstellbarkeit so verbrei¬ tet und allgemein üblich, daß die erfindungsgemäße Lösung von einem sich mit zweigeteilten Kolben befas¬ senden Fachmann nicht erwartet werden konnte. HieFzu bedurfte es vielmehr besonderer unkonventioneller Überlegungen, um zu dem vorliegnden Ergebnis zu ge¬ langen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch einen zweiteiligen

Kolben in Richtung der Kolbenbolzenachse,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Kolben nach Linie II - II in Fig. 1

Fig. 3 einen Schnitt durch den Kolben nach Linie III - III in Fig. 1

Der zweiteilige Kolben besteht aus einem Kolbenober¬ teil 1 aus Stahl und einem Schaft 2 aus Aluminium,

wobei diese beiden Teile über einen nicht dargestell¬ ten Kolbenbolzen gelenkig miteinander verbunden sind.

In dem Kolbenoberteil 1 ist in dem radial innerhalb des Kolbenringnutenbereiches ein geschlossener all¬ seits von dem Grundmaterial des Oberteils begrenzter Kühlölringkanal 3 vorgesehen. Hergestellt ist der Ringkanal dadurch, daß bei dem Guß des Oberteiles ein nachträglich auslösbarer Sandkern in die Gußform zur Bildung des Ringkanales eingelegt wird. In den Ring¬ kanal 3 wird das Kühlöl vom Kurbelraum aus durch eine im Boden des Ringkanales befindliche Öffnung 4 einge¬ spritzt. Die Abfuhr des Kühlöles aus dem Ringkanal 3' erfolgt über AblaufÖffnungen 5 und 6. Unterhalb die¬ ser Ablauföffnungen sind am oberen Bereich des Schaf¬ tes 2 jeweils Auffangschalen 7 und 8 angeformt. Das aus dem Ringkanal 3 abfließende Öl wird mit Hilfe dieser Auffangschalen an das Zentrum des Bodens des Kolbenoberteiles zu dessen Kühlung geleitet und ge¬ langt erst von dort zurück in den Kurbelraum.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß eine hervorragende Shaker-Kühlung in dem äußeren Ringraum radial innerhalb der Ringnutenpartie bei gleichzeitig ausreichender Kühlung des Kolbenboden¬ zentrums mit konstruktiv einfachen Mitteln möglich ist.