Die Erfindung betrifft einen zweiteiligen Kolben für einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der Patentschrift DE 30 17 787 C2 ist ein zweiteiliger Kolben mit einer Brennkammer im Kolbenboden bekannt, der aus einem Oberteil und einem Grundkörper besteht, wobei das Oberteil mit dem Grundkörper verschraubt ist. Die Brennkammer wird hierbei ausschließlich vom Oberteil gebildet, das im Bereich der Brennkammer sehr dünnwandig ausgebildet ist, sodass das Oberteil keiner allzu großen mechanischen Belastung standhalten kann, wie sie vom im Verbrennungsraum herrschenden Druck auf den Kolbenboden ausgeübt wird.

Diesen Nachteil des Standes der Technik zu vermeiden, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Gelöst wird die Aufgabe mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches stehenden Merkmalen. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erreicht wird hierbei ein mechanisch und thermisch hoch belastbarer Kolben dadurch, dass die Brennkammer größtenteils in den Grundkörper eingeformt ist, und dass das Oberteil ringförmig ausgebildet ist, sodass der Verbrennungsdruck im Wesentlichen auf den Grundkörper einwirkt, der eine große mechanische Festigkeit aufweist, wodurch die mechanische Belastbarkeit des Kolbens erhöht wird.

Die thermische Belastbarkeit des Kolbens wird dadurch erhöht, dass die thermisch am höchsten belasteten Teile des Kolbens, der Muldenrand und der Feuersteg, vom Oberteil gebildet werden, der aus geschmiedetem Aluminium oder geschmiedetem Stahl besteht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

Fig, 1 einen zweiteiligen Kolben für einen Verbrennungsmotor in einem Schnitt entlang der abgeknickten Linie AA in Fig. 2 und Fig. 2 eine Draufsicht auf den Boden des Kolbens.

Fig. 1 zeigt einen Kolben 1 für einen Verbrennungsmotor im Schnitt entlang einer abgeknickten Linie AA in Fig. 2, wobei sich ein aus zwei Hälften bestehendes Schnittbild ergibt, dessen linke Hälfte ein Schnittbild des Kolbens 1 zeigt, das in einer senkrecht zur Längsachse 2 der Nabenbohrung 3 und auf der Achse 4 des Kolbens 1 liegenden Schnittebene liegt, und dessen rechte Hälfte ein Schnittbild des Kolbens 1 darstellt, das in einer um 45° dazu versetzten Schnitteben liegt, sodass hierbei eine zweite Nabenbohrung 3 ¹ im Schrägschnitt dargestellt ist.

Der Kolben 1 besteht aus einem Grundkörper 5 und einem Oberteil 6, wobei der Grundkörper 5 und das Oberteil 6 mittels radial außen angeordneter und gleichmäßig über dem Umfang verteilter Schrauben 7 bis 12 miteinander verbunden sind. Siehe hierzu auch Fig. 2.

Der Grundkörper 5 weist auf der dem Kolbenboden 13 abgewandten Unterseite Bolzennaben 14 und 14' mit je einer Nabenbohrung 3, 3' und die Bolzennaben 14, 14' miteinander verbindende Schaftelemente 15, 15' auf. In den Kolbenboden 13 ist eine Brennkammer 16 eingeformt. Zudem weist der Grundkörper 5 des Kolbens 1 auf seiner radialen Außenseite nahe dem Kolbenboden 13 Ringnuten 17 und 18 auf.

Das Oberteil 6 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und ist derart auf dem Grundkörper 5 angeordnet, dass es die in den Grundkörper 5 eingeformte Brennkammer 16 in der Art einer Kragens 19 kolbenbodenseitig vergrößert und nach radial außen begrenzt, wobei der Innenradius des Kragens 19 zur Kobenoberseite hin abnimmt, sodass sich in der Brennkammer 16 eine Hinterschneidung 20 ergibt.

In die kolbenbodenabgewandte Unterseite des Oberteils 6 und radial außen in die Oberseite des Grundkörpers 5 sind Ausnehmungen eingeformt, die den gleichen Radius aufweisen und somit nach der Montage des Oberteils 6 auf den Grundkörper 5 einen geschlossenen, ringförmigen Kühlkanal 21 bilden. Zur Abdichtung des Kühlkanals 21 kann zwischen Oberteil 6 und Grundkörper 5 ein Dichtelement 32 angeordnet sein. Über Ölzu- und Ölablauföffnungen 27 ist der Kühlkanal 21 mit dem Kolbeninnenraum 22 verbunden.

Die das Oberteil 6 mit dem Grundkörper 5 verbindenden Schrauben 7 bis 12 sind durch kolbenbodenseitige, konisch geformte Bohrungen 23, 23' des Oberteil 6 geführt und teils in Sacklöcher mit Innengewinde 24 teils in Durchgangsbohrungen 25 mit Innengewinde eingeschraubt. Hierbei sind die Schrauben 7 bis 12 durch den Kühlkanal 21 geführt, was insbesondere bei kleineren Kolben eine Platzersparnis mit sich bringt.

Gefertigt wird der Grundkörper 5 aus Stahl oder aus Aluminium, wobei zunächst im Schmiede- oder in einem Gießverfahren ein Rohling hergestellt wird. Anschließend wird mittels eines spanabhebenden Fertigungsverfahrens (Drehen, Fräsen) aus dem Rohling der Grundkörper 5 fertig gestellt. Das Oberteil 6 wird aus Stahl oder aus Aluminium im Schmiedeverfahren hergestellt, wobei ebenfalls erst ein Rohling hergestellt wird, der mittels eines spanabhebenden Fertigungsverfahrens fertig bearbeitet wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Oberteil 6 eine ausreichende Festigkeit aufweist, damit es nach Einarbeiten einer Nut 26 in seine radiale Außenseite für einen in den Figuren nicht dargestellten Verdichtungsring die Funktion eines verschleißfesten Ringträgers ausüben kann.

Der erfindungsgemäße Kolben 1 mit dem ringförmigen Oberteil 6 und mit der größtenteils in den Grundkörper 5 eingeformten Brennkammer 16 weist zum einen den Vorteil auf, dass der Verbrennungsdruck im Wesentlichen auf den Grundkörper 5 einwirkt, der eine große mechanische Festigkgeit und Belastbarkeit gegenüber dem im Verbrennungsraum herrschenden Druck aufweist. Zum anderen ist das Oberteil 6 wegen seiner einfachen Riπgform preisgünstig herstellbar. Darüberhinaus wird der Muldenrand und der Feuersteg, die die thermisch am höchsten belasteten Teile des Kolbens 1 sind, vom im Schmiedeverfahren hergestellten und damit hochbelastbaren Oberteil 6 gebildet, sodass sich insgesamt ein thermisch sehr hochbelastbarer Kolben ergibt.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Kolbenboden 13, die die Verteilung der Schrauben 7 bis 12 verdeutlicht. Zu sehen sind auch die Brennkammer 16 und in den Kolbenboden 13 eingearbeitete Ventiltaschen 28 bis 31 ,

Bezuαszeichenliste

1 Kolben

2 Längsachse der Nabenbohrung 3

3, 3' Nabenbohrung

4 Achse des Kobens 1

5 Grundkörper des Kolbens 1

6 Oberteil des Kolbens 1

7 bis 12 Schraube

13 Kolbenboden

14, 14' Bolzennabe

15, 15' Schaftelement

16 Brennkammer

17, 18 Ringnut

19 Kragen

20 Hinterschneidung

21 Kühlkanal

22 Kolbeninnenraum

23, 23' Bohrung

24 Sackloch

25 Durchgangsbohrung

26 Nut

27 Ölzulauföffnung, Ölablauföffnung

28 bis 31 Ventiltasche 2 Dichtelement