DE102015006354A1 - Kolben für einen Verbrennungsmotor - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben (10) für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenkopf (11) und einem Kolbenschaft (15), mit einer im Kolbenkopf (11) angeordneten, Ringnuten (14a, 14b, 14c) zur Aufnahme von Kolbenringen aufweisenden umlaufenden Ringpartie, wobei im Kolbenkopf (11) im Bereich der Ringnut (14c) zur Aufnahme eines Ölabstreifrings eine Mehrzahl von horizontal zur Kolbenmittelachse (M) angeordneten Bohrungen (25) eingebracht ist, die durch den Nutgrund (21) der Ringnut (14c) treten und in der unteren Nutflanke (23) der Ringnut (14c) jeweils eine Rinne (26) bilden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in einem die untere Nutflanke (23) der Ringnut (14c) bildenden Ringsteg (24) Mulden (27) eingedreht sind, die jeweils eine unrunde Bodenfläche (28) aufweisen und in die die Rinnen (26) münden.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenkopf und einem Kolbenschaft, mit einer im Kolbenkopf angeordneten, Ringnuten zur Aufnahme von Kolbenringen aufweisenden umlaufenden Ringpartie, wobei im Kolbenkopf im Bereich der Ringnut zur Aufnahme eines Ölabstreifrings eine Mehrzahl von horizontal zur Kolbenmittelachse angeordneten Bohrungen eingebracht ist, die durch den Nutgrund der Ringnut treten und in der unteren Nutflanke der Ringnut jeweils eine Rinne bilden.
- Gattungsgemäße Kolben sind bspw. aus der
DE 2005 037 207 A1 bekannt. Die Bohrungen dienen üblicherweise dazu, das im Motorbetrieb in der Ringnut angesammelte Schmieröl aufzunehmen und aus der Ringnut nach außen in Richtung des Motorblocks abzuleiten. Die Ableitung durch den die untere Ringnut bildenden Ringsteg birgt aber aufgrund des geringen Spiels zwischen der Außenfläche des Ringstegs und der Zylinderwand die Gefahr, dass das Schmieröl nicht ausreichend abfließen kann, sondern sich in den Bohrungen staut. Dies hat zur Folge, dass der Ölabstreifring seine Funktion nicht mehr zuverlässig erfüllen kann, was wiederum zu erhöhtem Ölverbrauch und verschlechterten Abgaswerten führt. - Einbringen von vertikalen Drainagebohrungen in die untere Nutflanke der den Ölabstreifring aufnehmenden Ringnut als alternative Lösung des Problems ist sehr aufwändig und nur in einem kleinen Winkelbereich außerhalb der Naben möglich, so dass eine ausreichende Öldrainage nicht gewährleistet ist. Das Zurücknehmen des die untere Nutflanke der Ringnut bildenden Ringstegs würde zwar eine ausreichende Öldrainage bewirken, hat aber zur Folge, dass die Auflagefläche des Ölabstreifrings reduziert wird, so das der korrekte Sitz des Ölabstreifrings in der Ringnut nicht mehr gegeben ist.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen gattungsgemäßen Kolben so weiterzuentwickeln, dass die einwandfreie Funktion des Ölabstreifrings im Motorbetrieb stets gewährleistet ist.
- Die Lösung besteht darin, dass in einem die untere Nutflanke der Ringnut bildenden Ringsteg Mulden eingedreht sind, die jeweils eine unrunde Bodenfläche aufweisen und in die die Rinnen münden.
- Der erfindungsgemäße Kolben zeichnet sich dadurch aus, dass die Mulden im Motorbetrieb eine zusätzlich Ablauföffnung für Schmieröl unterhalb des Ölabstreifrings bilden, die eine zuverlässige Öldrainage aus der Ringnut in Richtung des Motorblocks gewährleisten. Auf diese Weise wird die einwandfreie Funktion des Ölabstreifrings gesichert. Die Auflagefläche des Ölabstreifrings wird nur minimal reduziert, so dass sein korrekter Sitz in der Ringnut stets gegeben ist. Die Ausbildung der Mulden als in den Kolben eingedrehte Strukturen ist einfach und kostengünstig zu realisieren.
- Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Die Bodenflächen der Mulden weisen bevorzugt sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung ein gewölbtes Profil auf. Auch die Ausgestaltung eines polygonalen Profils ist geeignet. Für beide Profiltypen sind geeignete Werkzeuge bzw. Werkzeugmaschinen gut bekannt.
- Vorzugsweise weisen die Mulden, abhängig vom Kolbentyp und der Kolbengröße, eine Tiefe von 0,3 mm bis 2,0 mm auf, um die Öldrainage weiter zu optimieren.
- Zweckmäßigerweise sind, abhängig vom Kolbentyp und der Kolbengröße, 8 bis 16 Bohrungen vorgesehen, die entweder gleichmäßig um den Umfang des Kolbens verteilt oder, zur Verbesserung der Schaftschmierung, ganz oder überwiegend oberhalb der Laufflächen des Kolbens angeordnet sind.
- Die Bohrungen sind bevorzugt als Sackbohrungen ausgebildet, da ihre Einbringung in den Kolben technisch besonders einfach zu verwirklichen.
- Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung:
-
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens in einer Seitenansicht; -
2 eine vergrößerte perspektivische Teildarstellung des Kolbens gemäß1 mit einer erfindungsgemäß vorgesehenen Mulde; -
3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in2 ; -
4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in3 . - Die
1 und2 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens10 . Der Kolben10 ist im Ausführungsbeispiel als Kastenkolben ausgebildet. Der Kolben10 weist einen Kolbenkopf11 mit einem Kolbenboden12 , einem umlaufenden Feuersteg13 sowie einer umlaufenden Ringpartie mit Ringnuten14a ,14b ,14c zur Aufnahme von Kolbenringen (nicht darstellt) auf. - Der Kolben
10 weist ferner einen Kolbenschaft15 auf, der in an sich bekannter Weise mit Kolbennaben16 versehen ist, in welche in an sich bekannter Weise Nabenbohrungen17 zur Aufnahme eines Kolbenbolzens (nicht dargestellt) eingebracht sind. Die Kolbennaben16 sind über Laufflächen18 miteinander verbunden. - Die untere Ringnut
14c dient in an sich bekannter Weise zur Aufnahme eines Ölabstreifrings. Die untere Ringnut14c weist einen Nutgrund21 , eine obere Ringflanke22 und eine untere Ringflanke23 auf, wobei die untere Ringflanke23 in an sich bekannter Weise von einem unteren Ringsteg24 gebildet ist. - Im Bereich der unteren Ringnut
14c sind in an sich bekannter Weise eine Mehrzahl von horizontal zur Kolbenmittelachse M angeordneten Bohrungen25 eingebracht, die als Sackbohrungen ausgebildet sind (vgl.3 und4 ). Die Bohrungen25 treten durch den Nutgrund21 der unteren Ringnut14c . In Folge der Bohrungen25 sind in der unteren Nutflanke23 der unteren Ringnut14c (d. h. in der oberen horizontalen Fläche des unteren Ringstegs24 ) Rinnen26 ausgebildet. - Erfindungsgemäß sind in den unteren Ringsteg
24 Mulden27 eingedreht, die jeweils eine unrunde Bodenfläche28 aufweisen und in die die Rinnen26 münden. - Die Mulden
27 können mittels eines an sich bekannten Unrund-Drehverfahrens oder Polygonal-Drehverfahrens in den Ringsteg24 eingebracht werden. Dabei führt das Drehwerkzeug eine radial oszillierende Bewegung senkrecht zur Drehachse des Kolbens10 aus. Bei jeder Umdrehung des Kolbens10 (bspw. mit 500 Umdrehungen pro Minute) werden die Mulden27 tiefer in den Ringsteg24 eingearbeitet, bis ihre endgültige Form erreicht ist. - Die
3 und4 zeigen, dass im Ausführungsbeispiel die Bodenflächen28 der Mulden27 ein sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung gewölbtes Profil aufweisen. Es kann bspw. auch ein polygonales Profil hergestellt werden. Für beide Profiltypen sind geeignete Werkzeuge bzw. Werkzeugmaschinen gut bekannt. Bei einer Eintauchtiefe von 0,3 mm können Standard-Serienwerkzeuge verwendet werden. Bei größeren Eintauchtiefen muss in Abhängigkeit von der Länge des Einstichs entweder die Schneidengeometrie oder der Anstellwinkel angepasst werden, da der Freiwinkel an der Schneide immer ausreichend groß sein muss. - Die Mulden
27 weisen, abhängig vom Kolbentyp und der Kolbengröße, eine Tiefe t von 0,3 mm bis 2,0 mm auf, abhängig vom gewünschten Rücklaufvolumen des Schmieröls. - Im Ausführungsbeispiel sind zwölf Bohrungen
25 vorgesehen, die gleichmäßig um den Umfang des Kolbens10 verteilt sind. - Die erfindungsgemäß vorgesehenen Mulden
27 stellen im Motorbetrieb eine zusätzlich Ablauföffnung für Schmieröl unterhalb des Ölabstreifrings dar, die eine zuverlässige Öldrainage aus der unteren Ringnut14c in Richtung des Motorblocks gewährleisten. Auf diese Weise wird die einwandfreie Funktion des Ölabstreifrings gesichert. Die Auflagefläche des Ölabstreifrings ist nur minimal reduziert, so dass sein korrekter Sitz in der Ringnut14c stets gegeben ist. Die Ausbildung der Mulden27 als in den Ringsteg24 eingedrehte Strukturen ist einfach und kostengünstig zu realisieren. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 2005037207 A1 [0002]
Claims (8)
- Kolben (
10 ) für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenkopf (11 ) und einem Kolbenschaft (15 ), mit einer im Kolbenkopf (11 ) angeordneten, Ringnuten (14a ,14b ,14c ) zur Aufnahme von Kolbenringen aufweisenden umlaufenden Ringpartie, wobei im Kolbenkopf (11 ) im Bereich der Ringnut (14c ) zur Aufnahme eines Ölabstreifrings eine Mehrzahl von horizontal zur Kolbenmittelachse (M) angeordneten Bohrungen (25 ) eingebracht ist, die durch den Nutgrund (21 ) der Ringnut (14c ) treten und in der unteren Nutflanke (23 ) der Ringnut (14c ) jeweils eine Rinne (26 ) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass in einem die untere Nutflanke (23 ) der Ringnut (14c ) bildenden Ringsteg (24 ) Mulden (27 ) eingedreht sind, die jeweils eine unrunde Bodenfläche (28 ) aufweisen und in die die Rinnen (26 ) münden. - Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenflächen (
28 ) der Mulden (27 ) sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung ein gewölbtes Profil aufweisen. - Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenflächen (
28 ) der Mulden (27 ) ein polygonales Profil aufweisen. - Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mulden (
27 ) eine Tiefe (t) von 0,3 mm bis 2,0 mm aufweisen. - Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 8 bis 16 Bohrungen (
25 ) vorgesehen sind. - Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (
25 ) gleichmäßig um den Umfang des Kolbens (10 ) verteilt angeordnet sind. - Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (
25 ) ganz oder überwiegend oberhalb der Laufflächen (18 ) des Kolbens (10 ) angeordnet sind. - Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (
25 ) als Sackbohrungen ausgebildet sind.
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Applications Claiming Priority (1)
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DE102015006354.5A DE102015006354A1 (de) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | Kolben für einen Verbrennungsmotor |
Publications (1)
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DE102015006354A1 true DE102015006354A1 (de) | 2016-11-24 |
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ID=57231606
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DE102015006354.5A Withdrawn DE102015006354A1 (de) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | Kolben für einen Verbrennungsmotor |
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- 2015-05-19 DE DE102015006354.5A patent/DE102015006354A1/de not_active Withdrawn
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DE102021205266A1 (de) | 2021-05-21 | 2022-11-24 | Mahle International Gmbh | Kolben für eine Brennkraftmaschine |
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