DE19955809A1 - Piston of an internal combustion engine - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kolben eines Verbrennungsmotors. Ein solcher Kolben weist ein Oberteil (1) und ein einen Kolbenbolzen umgebendes Mantelteil (3) auf, die auf wenigstens eine axiale Auflagefläche (11, 12) ihrer Fugenfläche abgestützt sind, während sie mit wenigstens einer Schraube (2) durch die Auflagefläche zusammengefügt sind. Das Oberteil des Kolbens weist weiter eine ringförmige äußere Kühlgalerie (9) und eine von dieser umgebene innere Kühlgalerie (10) auf. Beim erfindungsgemäßen Kolben ist in dessen äußerer Kühlgalerie wenigstens eine Vertiefung (19) vorgesehen, die sich weiter unten befindet, als der übrige Boden (18) der Kühlgalerie. Die Vertiefung bringt während einer Bewegung des Kolbens eine tangentiale Bewegung im Kühlöl des Kolbens zustande, was somit die Abkühlung des Kolbens verbessert.The present invention relates to a piston of an internal combustion engine. Such a piston has an upper part (1) and a jacket part (3) surrounding a piston pin, which are supported on at least one axial bearing surface (11, 12) of its joint surface, while they are joined together by at least one screw (2) through the bearing surface . The upper part of the piston also has an annular outer cooling gallery (9) and an inner cooling gallery (10) surrounded by this. In the piston according to the invention, at least one recess (19) is provided in its outer cooling gallery, which is located further down than the rest of the bottom (18) of the cooling gallery. The depression brings about a tangential movement in the cooling oil of the piston during a movement of the piston, which thus improves the cooling of the piston.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kolben eines Ver­ brennungsmotors nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a piston of a Ver Internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Große Kolben für Dieselmotoren sind gewöhnlich mehrteilige, so genannte gebaute Kolben, die heutzutage typisch zwei miteinander verbunde­ ne Teile, ein Oberteil und ein Unterteil, aufweisen. Diese Teile sind durch eine Schraubenverbindung mit einer Schraube oder mehreren Schrauben zusam­ mengefügt. Das Oberteil des Kolbens bildet einen Teil eines Brennraums und das Oberteil weist dazu Ringnuten des Kolbens auf. Das Unterteil des Kolbens wird auch Kolbenmantel genannt. Die Aufgabe dieses Mantelteils ist, auf das Oberteil des Kolbens gerichtete Gasdruckkräfte durch einen Kolbenbolzen auf eine Kurbelstange zu übertragen, durch welche Stange die Kraft zu einer Kur­ belwelle strömt. Der Mantelteil des Kolbens ist auch angeordnet, Seitenkräfte gegen eine Zylinderhülse aufzunehmen.Large pistons for diesel engines are usually multi-part, so called built pistons, which are typically connected to each other these days ne parts, an upper part and a lower part. These parts are through one Screw connection together with one screw or several screws quantity added. The upper part of the piston forms part of a combustion chamber and the upper part has ring grooves of the piston. The lower part of the piston is also called the piston skirt. The task of this jacket part is on the Top of the piston directed gas pressure forces by a piston pin to transmit a crank rod through which rod the power to a cure Belwelle flows. The jacket part of the piston is also arranged, side forces against a cylinder sleeve.

Weil ein Kolben von einem Motor in Gang erheblich erhitzt wird, müssen Kolbenteile abgekühlt werden. Dabei wird die Überschusstemperatur konventionell mit Öl vom Kolben abgeleitet. Das fortgeschrittenste Abküh­ lungsverfahren bei solchen großen Kolben für Dieselmotoren ist die soge­ nannte Shaker-Abkühlung. Dabei weist das Oberteil des Kolbens typisch zwei Kühlgalerien auf, eine innere Kühlgalerie und eine diese umgebende äußere Kühlgalerie, in welche Galerien das Kühlöl geleitet wird. Solche Kühlgalerien sind konventionell drehsymmetrisch wobei die innere Kühlgalerie unten in Richtung des Kolbenbolzens entweder offen oder teilweise geschlossen ist. Die äußere Kühlgalerie ist ringförmig oder oben zyklisch symmetrisch.Because a piston is heated considerably by an engine in motion, piston parts must be cooled. The excess temperature conventionally derived from the piston with oil. The most advanced cooling The process for such large pistons for diesel engines is the so-called called shaker cooling. The upper part of the piston typically has two Cooling galleries, an inner cooling gallery and an outer one surrounding it Cooling gallery, in which galleries the cooling oil is directed. Such cooling galleries are conventionally symmetrical with the inner cooling gallery below in Direction of the piston pin is either open or partially closed. The outer cooling gallery is ring-shaped or cyclically symmetrical at the top.

Bei schwerölbetriebenen Dieselmotoren zum Beispiel tritt jedoch in zunehmendem Maße das Problem auf, dass das in den Kühlräumen des Kol­ bens wirkende Kühlöl nicht imstande ist, Wärme in ausreichendem Maße von den am meisten wärmebelasteten Bauteilen abzuleiten. Zum Vermeiden die­ ser Probleme ist die Ausgestaltung der Kühlgalerie beispielsweise mit bohr­ lochartigen Ausnehmungen entwickelt worden, um das Eindringen von Kühlöl gemäß EP 0 464 626 zu verbessern. Die Ausnehmungen können auch läng­ liche, durch Bearbeitung geschaffene Ausnehmungen sein, wie in der Schrift DE 41 18 400. Verschiedene Ausgestaltungen von Kühlgalerien werden auch in den Schriften DE 38 42 321 und DE 39 19 872 beschrieben. However, for example in heavy oil diesel engines increasingly the problem that the in the cold rooms of the Kol bens acting cooling oil is unable to adequately heat derive the most heat-stressed components. To avoid them Water problems are the design of the cooling gallery, for example with drilling Hole-like recesses have been developed to prevent the penetration of cooling oil according to EP 0 464 626. The recesses can also be long be recesses created by machining, as in the script DE 41 18 400. Different designs of cooling galleries are also described in the documents DE 38 42 321 and DE 39 19 872.  

Bei Untersuchung der Belastung des Kolbens wird festgestellt, dass die Aufbauten des Kolbens in dessen Betriebsverhältnissen von Verformun­ gen aufgrund von Temperaturbelastung und Gasdruck beeinflusst werden, welche Verformungen bei den Schrauben der die Kolbenteile zusammenfü­ genden Schraubenverbindung ermüdende Spannungsschwankungen veran­ lassen. Die Größe und Anzahl der Spannungsschwankungen wirken auf die Lebensdauer der Schrauben ein. Bei großen Spannungsschwankungen nimmt die Ermüdung der Schraubenverbindung zu und somit die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des ganzen Kolbens.When examining the load on the piston, it is found that the structures of the piston in its operating conditions from deformation be influenced by temperature and gas pressure, what deformations in the screws that join the piston parts tiring voltage fluctuations to let. The size and number of voltage fluctuations affect the Life of the screws. With large voltage fluctuations the fatigue of the screw connection and thus the probability damage to the entire piston.

Somit kann festgestellt werden, dass die gegenwärtigen Kolben Mängel aufweisen, die zu deren Abkühlung und besonders zur korrekten Richtung deren Abkühlung zurückzuführen sind.It can thus be established that the current piston Have defects that help cool them down and especially correct them Direction whose cooling is due.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Beein­ flussung der Nachteile des bekannten Stands der Technik zu vermindern und eine Lösung von einem ganz neuen Typ zu schaffen, mittels deren die Ab­ kühlung des Kolbens intensiviert und besser gerichtet und die Spannungs­ schwankungen der Schrauben bei der Schraubenverbindung des Kolbens da­ durch reduziert werden können.The present invention has for its object the legs to reduce the disadvantages of the known prior art and to create a solution of a completely new type, by means of which the Ab Cooling of the piston intensified and better directed and the tension fluctuations in the screws in the screw connection of the piston can be reduced by.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Kolben des Verbren­ nungsmotors nach dieser Erfindung die in den Patentansprüchen bestimmten Kennzeichen aufweisen. Genauer gesagt ist diese erfindungsgemäße Anord­ nung hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführt wird.This object is achieved in that the piston burns tion motor according to this invention, which are determined in the claims Have characteristics. More specifically, this arrangement is according to the invention mainly characterized by what is in the characterizing part of claim 1 is cited.

Durch die erfindungsgemäße Ausformung einer Kühlgalerie wird ei­ ne vorteilhaftere Kühlwirkung als durch die konventionelle erreicht. Wenn der Kolben sich je nach verlangsamter Kolbengeschwindigkeit abwärts bewegt, presst somit eine Trägheitskraft das Kühlöl in der äußeren Kühlgalerie des Kolbens in erfindungsgemäße Vertiefungen im Unterteil der Kühlgalerie ein. Wenn der Kolben dann die Richtung wechselt und die Kolbengeschwindigkeit zunimmt, hält die Trägheitskraft das Öl weiter in diesen Vertiefungen einge­ presst. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das Un­ terteil der Kühlgalerie eine solche Form, dass das Öl sich momentan in den zwei Vertiefungen im Unterteil der Kühlgalerie ansammelt. Wenn der Kolben sich weiter aufwärts bewegt, erreicht der Kolben seine höchste Geschwindig­ keit, wonach die Geschwindigkeit des Kolbens anfängt, langsamer zu werden. The inventive shaping of a cooling gallery makes egg ne more beneficial cooling effect than achieved by the conventional. If the Piston moves down depending on the slowed piston speed, An inertial force thus presses the cooling oil in the outer cooling gallery of the Piston into recesses according to the invention in the lower part of the cooling gallery. When the piston changes direction and the piston speed increases, the inertia continues to hold the oil in these wells presses. According to a preferred embodiment of the invention, the Un part of the cooling gallery in such a way that the oil is currently in the accumulates two depressions in the lower part of the cooling gallery. If the piston moving further upwards, the piston reaches its highest speed speed, after which the speed of the piston begins to slow down.  

Dann setzt das Öl seine Bewegung mit unveränderter Geschwindigkeit fort und macht sich vom Unterteil der Kühlgalerie los. Nach einer bestimmten Zeit stößt das Öl an das Oberteil der Kühlgalerie, wobei das Öl noch in der Um­ fangsrichtung des Kolbens ungleichmäßig verteilt ist. Wegen der großen Be­ schleunigung des Kolbens wird die freie Oberfläche des Öls momentan im Oberteil der Galerie ausgeglichen. Wegen seiner ungleichmäßigen Verteilung kann das Öl jedoch nur dank einer Strömung in der Umfangsrichtung ausge­ glichen werden. In dieser Weise wird eine tangentiale Strömung des in den Vertiefungen angesammelten Öls bewirkt, während das Öl sich in das Oberteil des Kolbens verteilt. Dank der erfindungsgemäßen Lösung strömt das Kühlöl in den Kühlgalerien des Kolbens somit nicht nur während einer Pendelbewe­ gung des Kolbens in der Richtung der Kolbenlängsachse zwischen dem Oberteil und dem Unterteil der Kühlgalerie hin und zurück, sondern dank der neuartigen Ausformung des Unterteils der äußeren Kühlgalerie kann eine Öl­ strömung in der Umfangsrichtung und eine effizientere Konvektion zustande­ gebracht werden. Auf die Weise können mit Hilfe des Kühlöls größere Wär­ memengen von den heißen Wänden des Oberteils des Kolbens abgeführt werden.Then the oil continues to move at an unchanged speed and gets rid of the lower part of the cooling gallery. After a certain amount of time the oil hits the top of the cooling gallery, with the oil still around direction of the piston is unevenly distributed. Because of the big loading acceleration of the piston, the free surface of the oil is currently in the Balanced top of the gallery. Because of its uneven distribution However, the oil can only escape thanks to a flow in the circumferential direction be compared. In this way, a tangential flow of the in the Wells accumulated oil causes while the oil gets into the top of the piston. Thanks to the solution according to the invention, the cooling oil flows in the cooling galleries of the piston not only during a pendulum motion tion of the piston in the direction of the piston longitudinal axis between the Top and bottom of the cooling gallery there and back, but thanks to the novel shape of the lower part of the outer cooling gallery can be an oil flow in the circumferential direction and a more efficient convection to be brought. In this way, with the help of the cooling oil, greater heat led away from the hot walls of the top of the piston become.

In der erfindungsgemäßen Lösung sind Schrauben einer das Oberteil und Mantelteil eines Kolbens zusammenfügenden Schraubenverbin­ dung bei einer inneren, axialen Auflagefläche des Kolbens in eine zu einem Kolbenbolzen wesentlich senkrechte Lage angeordnet, und die Vertiefungen der äußeren Kühlgalerie sind in eine wesentlich am Kolbenbolzen befindliche Lage angeordnet. So ist der Boden der Kühlgalerie an den Schrauben am höchsten, wobei im Bereich der Schraubenverbindung weniger Kühlfläche vorgesehen ist. Dabei können ein von thermischer Belastung veranlasster Temperaturunterschied zwischen den Schrauben und einem Teil des Kolben­ volumens der Schraubenverbindung möglichst klein gemacht und eine auf die Schraube richtende Spannungsschwankung vermindert werden. Dadurch wird eine deutlich verbesserte Dauerfestigkeit der Schrauben erreicht. Wie be­ kannt, ist der dehnbare Teil der Schraubenverbindung die Schraube. Mit der Schraube wird eine Schraubenkraft erzeugt unter deren Einwirkung die mit­ einander zu verbindenden Teile zusammengepresst werden. Das dieser Schraubenkraft ausgesetzte Volumen wird Pressstück genannt. Wenn zwi­ schen der Schraube und dem diese umgebenden Pressstück ein großer, va­ riierender Temperaturunterschied entsteht, werden die Schrauben erheblichen Spannungsschwankungen ausgesetzt.In the solution according to the invention, screws are one of them Upper part and shell part of a piston joining screw connection with an internal, axial bearing surface of the piston in one to one Piston pin arranged substantially vertical position, and the depressions The outer cooling gallery are located in one of the piston pins Location arranged. So the bottom of the cooling gallery is on the screws highest, with less cooling surface in the area of the screw connection is provided. This can cause thermal stress Temperature difference between the screws and part of the piston volume of the screw connection made as small as possible and one on the Voltage fluctuations that direct the screw can be reduced. This will significantly improved fatigue strength of the screws. How be the stretchable part of the screw connection is the screw. With the A screw force is generated under the influence of which parts to be joined together are pressed together. That this Volume exposed to screw force is called a press piece. If between between the screw and the surrounding press piece a large, especially  riizing temperature difference arises, the screws become significant Exposed to voltage fluctuations.

Es gibt eine Tendenz, dass im Material der Schraubenverbindung eines gebauten Kolbens und in dem Material, das die Schrauben umgibt, ein erheblicher Temperaturunterschied entsteht, weil das Gewindeteil der Schrau­ ben, vom dem Wärme auf die Schrauben übergeht, sich nahe bei einem Brennraum befindet. Sonst ist die Schraube von einem Freiloch umgeben, wobei es um die Schraube herum Luft gibt, die eine gute Wärmeisolation bil­ det. Dabei wird die Schraube durch aus auf eine hohe Temperatur erhitzt. Von dem die Schraube umgebenden Material wird die Wärme anderswohin in die Konstruktion abgeleitet, welche Wärmeableitung stark ist, wenn der Abstand zur Kühlgalerie kurz ist.There is a tendency in the material of the screw connection of a built piston and in the material that surrounds the screws considerable temperature difference arises because of the threaded part of the screw ben, from which heat is transferred to the screws, close to you Combustion chamber. Otherwise the screw is surrounded by a free hole, with air around the screw that provides good thermal insulation det. The screw is heated to a high temperature. Of The material surrounding the screw transfers the heat elsewhere into the Construction derived what heat dissipation is strong when the distance to the cooling gallery is short.

Diese Spannungsschwankungen haben eine bemerkenswerte Ein­ wirkung auf die Lebensdauer der Schrauben, während die Schwankungen und darauf zuzuführende Einwirkungen jedoch nach der erfindungsgemäßen Lö­ sung bedeutend zu reduzieren sind.These voltage fluctuations have a remarkable on effect on the life of the screws during the fluctuations and actions to be supplied thereon, however, according to the inventive solution solution must be reduced significantly.

In einer Lösung mit den Schrauben der das Oberteil und das Man­ telteil des Kolbens zusammenfügenden Schraubenverbindung im Bereich ei­ ner inneren, axialen Kolbenauflagefläche in eine zum Kolbenbolzen senk­ rechte Lage angeordnet, kann das Mantelteil des Kolbens so ausgeformt wer­ den, dass der Kraftfluss der Gasdruckkraft möglichst wenig durch das Press­ stück der Schraubenverbindung strömt. Dann kann das Mantelteil gewölbear­ tig gestaltet werden, während das Pressstück hauptsächlich aus die Schrau­ ben umgebenden sogenannten Schraubenbeuteln besteht. Dank einer sol­ chen Struktur veranlasst eine vom Gasdruck erzeugte, variierende Belastung möglichst kleine Spannungsschwankungen bei den Schrauben.In a solution with the screws of the top and the man part of the piston joining screw connection in the area egg ner inner, axial piston contact surface in a lower to the piston pin arranged on the right, the jacket part of the piston can be shaped so who that the force flow of the gas pressure force as little as possible through the press piece of the screw connection flows. Then the jacket part can be arched be designed while the pressing piece mainly from the screw ben surrounding so-called screw bags. Thanks to a sol structure causes a varying load generated by gas pressure the smallest possible voltage fluctuations in the screws.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die beigefügte Zeichnung erläutert und ein Längsschnitt des Kolbens eines Verbrennungs­ motors gezeigt, wobei nur die Teile gezeigt werden, die für die Verständlich­ keit der Erfindung wesentlich sind, indem der Schnitt teils parallel zu der Längsachse des Kolbenbolzens und teils senkrecht zu der Längsachse des Kolbenbolzens verläuft.The following is the invention with reference to the attached Drawing explained and a longitudinal section of the piston of a combustion motors shown, showing only the parts that are understandable speed of the invention are essential by the cut partially parallel to the Longitudinal axis of the piston pin and partly perpendicular to the longitudinal axis of the Piston pin runs.

Die Figur zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Lösung. Dabei weist der Kolben ein Oberteil 1 und ein damit vor­ zugsweise mit Schrauben 2 verbundenes Unterteil 3 des Kolbens auf. Das Oberteil des Kolbens weist eine Platte 4 und eine wesentlich zylindrische Wand 5 auf, die mit wenigstens einer Ringnut 6 für einen Kolbenring versehen ist. Die Platte nimmt eine auf den Kolben gerichtete Gasdruckkraft auf. Die Oberfläche der Platte ist so ausgestaltet, dass sie eine Brennraummulde 7 bil­ det, und die Unterfläche 8 der Platte bildet das Oberteil einer ringförmigen, äußeren Kühlgalerie 9 und das Oberteil einer inneren Kühlgalerie 10 in der Mitte des Kolbens. Diese innere Kühlgalerie steht über Ölleitungskanäle mit der äußeren Kühlgalerie des Kolbens in Verbindung.The figure shows a preferred embodiment of the solution according to the Invention. The piston has an upper part 1 and a lower part 3 of the piston, which is preferably connected with screws 2 . The upper part of the piston has a plate 4 and a substantially cylindrical wall 5 , which is provided with at least one annular groove 6 for a piston ring. The plate receives a gas pressure force directed at the piston. The surface of the plate is designed such that it forms a combustion chamber trough 7 , and the lower surface 8 of the plate forms the upper part of an annular, outer cooling gallery 9 and the upper part of an inner cooling gallery 10 in the middle of the piston. This inner cooling gallery is connected to the outer cooling gallery of the piston via oil line channels.

Die Teile des erfindungsgemäßen Kolbens sind an einer Fugenflä­ che zusammengefügt, die wenigstens eine Auflagefläche aufweist, wobei die Ausführungsform der Figur eine Lösung mit zwei Auflageflächen zeigt, und zwar mit einer inneren axialen Auflagefläche 11 und einer äußeren axia­ len Auflagefläche 12. Die ringförmige innere axiale Auflagefläche befindet sich zwischen den Kühlgalerien 9 und 10. Die äußere axiale Auflagefläche ist bei einer wesentlich zylindrischen Wand 5 angeordnet. Zwischen den Auf­ lageflächen auf dem Oberteil des Kolbens ist das Oberteil der äußeren Kühl­ galerie des Kolbens angebracht.The parts of the piston according to the invention are joined together on a joint surface which has at least one bearing surface, the embodiment of the figure showing a solution with two bearing surfaces, namely with an inner axial bearing surface 11 and an outer axial bearing surface 12 . The annular inner axial support surface is located between the cooling galleries 9 and 10 . The outer axial bearing surface is arranged with a substantially cylindrical wall 5 . Between the bearing surfaces on the upper part of the piston, the upper part of the outer cooling gallery of the piston is attached.

Das Unterteil 3 des Kolbens, d. h. das Mantelteil, weist auch die in­ nere und äußere axiale Auflagefläche 11 und 12 auf, die das Oberteil des Kolbens aufnehmen und zusammen das Unterteil der äußeren Kühlgalerie des Kolbens zwischen sich begrenzen. Das Mantelteil weist weiter Gleitflächen 13 gegen eine den Kolben umgebende Zylinderhülse und eine Nabe 14 des Kol­ benbolzens mit Lagerbohrungen auf.The lower part 3 of the piston, ie the jacket part, also has the inner and outer axial bearing surfaces 11 and 12 which receive the upper part of the piston and together delimit the lower part of the outer cooling gallery of the piston between them. The jacket part further has sliding surfaces 13 against a cylinder sleeve surrounding the piston and a hub 14 of the piston bolt with bearing bores.

Das Oberteil 1 und das Mantelteil 3 des Kolbens sind also ange­ ordnet, sich auf die ringförmigen, axialen Auflageflächen 11 und 12 einer oder mehrerer Fugenfläche(n) abzustützen. Die innere axiale Auflagefläche 11 des Mantelteils bildet einen Teil eines zu einer angenommenen Mittelachse 15 des Kolbens wesentlich parallelen Ringvorsprungs 16, der angeordnet ist, die die Kolbenteile zusammenfügenden Schrauben 2 aufzunehmen. Der Ring­ vorsprung begrenzt zusammen mit der Unterfläche 8 der Platte des Kol­ benoberteils die innere Kühlgalerie 10 des Kolbens, während die äußere Kühlgalerie 9 angeordnet ist, den Ringvorsprung von außen zu umgeben. Im Bereich des Ringvorsprungs, unterhalb der inneren axialen Auflagefläche, ist die innere Form des Mantelteils gewölbeartig gestaltet. Schraubenbeutel 17 sind dann angeordnet, sich vom Gewölbe abwärts zu erstrecken, welche Schraubenbeutel einen bedeutenden Teil eines die Schraubenverbindung umgebenden Pressstücks ausmachen.The upper part 1 and the jacket part 3 of the piston are thus arranged to be supported on the annular, axial bearing surfaces 11 and 12 of one or more joint surface (s). The inner axial bearing surface 11 of the casing part forms part of an annular projection 16 which is substantially parallel to an assumed central axis 15 of the piston and which is arranged to receive the screws 2 which join the piston parts. The ring projection together with the lower surface 8 of the plate of the piston upper part of the inner cooling gallery 10 of the piston, while the outer cooling gallery 9 is arranged to surround the ring projection from the outside. In the area of the ring projection, below the inner axial bearing surface, the inner shape of the jacket part is designed like a vault. Screw bags 17 are then arranged to extend downward from the vault, which screw bags make up a significant part of a press piece surrounding the screw connection.

Den beiden Kühlgalerien 9 und 10 des Kolbens wird Kühlöl zuge­ führt, das für Shaker-Abkühlung verwendet wird. Das Kühlöl wird über wenig­ stens einen Zuführkanal in die eine Kühlgalerie geleitet, woraus das Öl über Ölleitungskanäle in die andere Kühlgalerie gerät.The two cooling galleries 9 and 10 of the piston are supplied with cooling oil, which is used for shaker cooling. The cooling oil is led via at least one supply channel into one cooling gallery, from which the oil gets into the other cooling gallery via oil line channels.

Bei dem erfindungsgemäßen Kolben wird die Bewegung des Kühl­ öls in der äußeren Kühlgalerie 9 intensiviert, und zwar vorzugsweise durch Fräsen eines Bodens 18 der Kühlgalerie, um den Boden mit variierender Tiefe zu versehen. So ist am Boden der Kühlgalerie eine Vertiefung 19 oder mehre­ re angeordnet, die weiter unten sind, als der übrige Boden der Galerie. Bei Bewegung des Kolbens wird das Kühlöl in den Kühlgalerien somit gesteuert, sich in der Vertiefung anzusammeln, wenn es sich im Unterteil der Galerie be­ findet. Wegen der Bewegung des Kolbens stößt das Öl vor dem oberen Tot­ punkt der Bewegung an ein Oberteil 20 der Platte der Kühlgalerie. Beim Tref­ fen des Oberteils der Galerie ist das Öl wegen der Vertiefungen im Unterteil der Galerie in der Umfangsrichtung ungleichmäßig verteilt. Unter der Einwir­ kung einer Trägheitskraft wird das Öl in das Oberteil der Kühlgalerie einge­ presst und von einer tangentialen Strömung gesteuert momentan ausgegli­ chen. In dieser Weise wird eine Ölströmung in Umfangsrichtung geschaffen, welche Strömung größere Wärmemengen von den heißen Wänden des Kol­ benoberteils ableitet.In the piston according to the invention, the movement of the cooling oil in the outer cooling gallery 9 is intensified, preferably by milling a bottom 18 of the cooling gallery in order to provide the bottom with a varying depth. Thus, a recess 19 or more is arranged at the bottom of the cooling gallery, which are lower than the rest of the gallery floor. When the piston moves, the cooling oil in the cooling galleries is controlled to accumulate in the recess if it is in the lower part of the gallery. Because of the movement of the piston, the oil hits an upper part 20 of the plate of the cooling gallery before the top dead center of the movement. When the upper part of the gallery is hit, the oil is distributed unevenly in the circumferential direction because of the depressions in the lower part of the gallery. Under the action of an inertia force, the oil is pressed into the upper part of the cooling gallery and is currently compensated for by a tangential flow. In this way, an oil flow is created in the circumferential direction, which flow derives larger amounts of heat from the hot walls of the Kol benoberteil.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sind die Schrauben 2 der das Oberteil 1 und das Mantelteil 3 des Kolbens zusammenfügenden Schraubenverbindung bei der inneren axialen Auflagefläche 11 des Kolbens in einer zum Kolbenbolzen wesentlich senkrechten Lage angebracht. Dabei befindet sich der Boden 18 der äußeren Kühlgalerie beim Pressstück höher als der umgebende Boden der Kühlgalerie, während der Boden in Richtung des Kolbenbolzens tiefer ist, als in zur Bolzenrichtung senkrechter Richtung. Weil die äußere Kühlgalerie 9 an den Schrauben niedrig ist und die radiale Querschnittsfläche der Kühlgalerie auch am kleinsten ist, ist die mit Kühlöl er­ zeugte Kühlwirkung im Bereich des Pressstücks der Schraubenverbindung auch kleiner als in den übrigen Teilen der Kühlgalerie. In dieser Weise wird zwischen den Schrauben und den diese umgebenden Pressstücken ein klei­ nerer Temperaturunterschied geschaffen. In a second embodiment of the invention, the screws 2 of the screw connection joining the upper part 1 and the jacket part 3 of the piston are attached to the inner axial bearing surface 11 of the piston in a position substantially perpendicular to the piston pin. The bottom 18 of the outer cooling gallery is located higher on the pressing piece than the surrounding bottom of the cooling gallery, while the bottom is deeper in the direction of the piston pin than in the direction perpendicular to the pin direction. Because the outer cooling gallery 9 on the screws is low and the radial cross-sectional area of the cooling gallery is also the smallest, the cooling effect generated with cooling oil in the area of the pressing piece of the screw connection is also smaller than in the other parts of the cooling gallery. In this way, a smaller temperature difference is created between the screws and the press pieces surrounding them.

Mit der gewölbeartig gestalteten Form des Ringvorsprungs 16 des Mantelteils 3 unterhalb der inneren axialen Auflagefläche 11 ist der höchste Teil des Bogens des Gewölbes 21 wesentlich an den Schrauben 2 ange­ bracht. Indem die sich vom Gewölbe abwärts erstreckenden Schraubenbeutel 17 einen bedeutenden Teil des Pressstücks der Schraubenverbindung bilden, wird das Mantelteil des Kolbens mit einer Struktur versehen, in der der Kraft­ fluss der Gasdruckkraft in möglichst geringem Maße durch das Pressstück der Schraubenverbindung strömt. Mittels einer solchen Struktur werden die von der Belastung der Gasdruckkraft des Kolbens veranlassten Spannungs­ schwankungen bei den Schrauben reduziert.With the vault-like shape of the annular projection 16 of the casing part 3 below the inner axial bearing surface 11 , the highest part of the arch of the vault 21 is substantially brought to the screws 2 . In that the screw bag 17 extending down from the vault forms a significant part of the pressing piece of the screw connection, the jacket part of the piston is provided with a structure in which the force flow of the gas pressure force flows through the pressing piece of the screw connection as little as possible. Such a structure reduces the stress fluctuations in the screws caused by the load on the gas pressure force of the piston.

Es ist zu verstehen, dass die obige Beschreibung und die dazu ge­ hörende Figur nur beabsichtigt sind, die vorliegende Erfindung zu veranschau­ lichen. Die Erfindung ist somit nicht nur auf das Obenangeführte oder auf die in den Patentansprüchen bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern den Fachleuten werden viele verschiedene Variationen und Modifikationen der Erfindung offenbar sein, die im Rahmen der erfinderischen Idee der beigefüg­ ten Patentansprüche möglich sind.It is to be understood that the above description and the ge listening figure are only intended to illustrate the present invention lichen. The invention is thus not limited to the above or to the limited embodiment in the claims, but Many different variations and modifications of the Invention to be evident, which is within the scope of the inventive idea of the attached th claims are possible.

Claims (6)

1. Kolben eines Verbrennungsmotors, welcher Kolben ein Oberteil (1) und ein einen Kolbenbolzen umgebendes Mantelteil (3) aufweist, die auf wenigstens eine axiale Auflagefläche (11, 12) ihrer Fugenfläche abgestützt sind, während das Oberteil und das Mantelteil mit wenigstens zwei Schrauben (2) durch die Auflagefläche zusammengefügt sind, wobei die einen Enden der Schrauben in der Nähe eines an das Oberteil grenzenden Brennraums ange­ ordnet und somit thermisch belastet sind, und dass der Kolben eine ihn ring­ förmig umgebende äußere Kühlgalerie (9) und eine von dieser umgebene in­ nere Kühlgalerie (10) aufweist, wobei die äußere Kühlgalerie (9) in einem auf der Oberfläche ihres Mantelteils (3) gebildeten Boden (18) Vertiefungen (19) aufweist, die sich weiter unten befinden, als der übrige Boden der Kühlgalerie, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens zwei Vertiefungen (19) gibt und dass diese wesentlich in Linie mit dem Kolbenbolzen angeordnet sind, wobei das Kühlöl in den Kühlgalerien angeordnet ist, sich hauptsächlich in den Vertiefungen (18) des Bodens anzusammeln, wenn es sich im Unterteil der äußeren Kühlgalerie (9) befindet, wobei das in der Umfangsrichtung des Kolbens ungleichmäßig verteilte Kühlöl wesentlich am oberen Totpunkt der Kolbenbewegung angeordnet ist, an das Oberteil (20) des Kolbens zu stoßen, wobei das Stoßen angeordnet ist, eine tangentiale Strömung des Kühlöls zum Ausgleichen des Kühlöls im Oberteil des Kolbens zustandezubringen.1. Piston of an internal combustion engine, which piston has an upper part ( 1 ) and a jacket part surrounding a piston pin ( 3 ), which are supported on at least one axial bearing surface ( 11 , 12 ) of its joint surface, while the upper part and the jacket part with at least two screws ( 2 ) are joined together by the bearing surface, the one ends of the screws being arranged in the vicinity of a combustion chamber adjacent to the upper part and thus being thermally loaded, and in that the piston has an outer cooling gallery ( 9 ) surrounding it in a ring shape and one of these surrounded in nere cooling gallery ( 10 ), the outer cooling gallery ( 9 ) in a bottom ( 18 ) formed on the surface of its jacket part ( 3 ) has depressions ( 19 ) which are located further down than the rest of the bottom of the cooling gallery, characterized in that there are at least two recesses ( 19 ) and that these are arranged substantially in line with the piston pin s Ind, wherein the cooling oil is arranged in the cooling galleries, mainly accumulate in the recesses ( 18 ) of the bottom when it is located in the lower part of the outer cooling gallery ( 9 ), the cooling oil distributed unevenly in the circumferential direction of the piston substantially at top dead center the piston movement is arranged to abut the top ( 20 ) of the piston, the abutment being arranged to cause a tangential flow of the cooling oil to balance the cooling oil in the top of the piston. 2. Kolben nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (19) durch Fräsen erzeugt ist.2. Piston according to claim 1, characterized in that the recess ( 19 ) is produced by milling. 3. Kolben nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei Vertiefungen (19) gibt.3. Piston according to claim 1 or 2, characterized in that there are two recesses ( 19 ). 4. Kolben nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (18) der äußeren Kühl­ galerie (9) an einem die Schrauben (2) umgebenden Pressstück angeordnet ist, im Vergleich zu dem übrigen Boden am höchsten zu sein, während die ra­ diale Querschnittsfläche der Kühlgalerie am kleinsten ist.4. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom ( 18 ) of the outer cooling gallery ( 9 ) is arranged on a press piece surrounding the screws ( 2 ), to be the highest in comparison to the rest of the bottom, while the ra diale cross-sectional area of the cooling gallery is smallest. 5. Kolben nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelteil (3) des Kolbens angeordnet ist, das die Schraube (2) umgebende Pressstück zu bilden, während das Pressstück sich an der Schraube gewölbeartig in die Nähe des Bodens (18) der äußeren Kühlgalerie (9) erstreckt und ein in das Mantelteil eindringendes Schraubenbeutel (17) um die Schraube herum bildet. 5. Piston according to claim 4, characterized in that the jacket part ( 3 ) of the piston is arranged to form the press piece surrounding the screw ( 2 ), while the press piece is arched on the screw near the bottom ( 18 ) of the outer Cooling gallery ( 9 ) extends and forms a screw bag ( 17 ) penetrating into the jacket part around the screw. 6. Kolben nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Schraube (2) auf einer zum Kol­ benbolzen wesentlich senkrechten Schnittebene oder in Verbindung damit an­ gebracht ist.6. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the screw ( 2 ) on a benbolzen to Kol substantially vertical sectional plane or in connection with it is brought to.