DE2008140A1

DE2008140A1 - Kolben, insbesondre fur Dieselbrenn kraftmaschinen

Info

Publication number: DE2008140A1
Application number: DE19702008140
Authority: DE
Inventors: Ludwig Eisbett Gunter 8543 Hilpoltstein M F16j 11 06 Eisbett
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1970-02-21
Filing date: 1970-02-21
Publication date: 1971-09-09
Also published as: CH529948A; SE371252B; HU164592B; FR2078843A5; DE2008140B2; GB1297733A; DE2008140C3; US3733973A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben, insbesondere für Dieselbrennkraftmaschinen mit an seinem Dichtmantel vorgesehenen Kolbenringen und mindestens einem radial vorgespannten Ölabstreifring, mit mindestens einer an einer Zylinderwand gleitenden Abstreifkante und mehreren radialen Öldurchführungen, von denen jede den Raum vor dem Abstreifring mit dem Raum hinter diesem verbindet.

Es ist im Motorenbau und hier insbesondere im Dieselmotorenbau bekannt, zum Zwecke einer verschleißarmen Gleitführung eines in einem Zylinder sich bewegenden Kolbens die Wände des Zylinders mittels eines Ölfilms zu schmieren und diesen Ölfilm vor Verbrennung zu schützen. Das Schützen des Ölfilms geschieht dabei in der Weise, daß mittels eines am Kolbenkopf angebrachten Ölabstreifringes dieser Film von der Zylinderwand beim Herabgleiten des Kolbenkopfes nach dem Verbrennungstakt abgestreift wird. Um den Ölfilm dabei von der Zylinderwand abstreifen zu können, ist der Ölabstreifring am Kolbenkopf radial vorgespannt, wobei die radiale Vorspannung in der Regel von einer Spiralfeder erzeugt wird, die in einem Raum hinter der Abstreifebene des Ölabstreifringes liegt. Da die Spiralfeder ebenfalls vor Beschädigung geschützt, d. h. geschmiert werden muß, ist der Ölabstreifring mit einer Anzahl radialer Bohrungen versehen, durch die ein Teil des abgestreiften Ölfilms von der Abstreifebene in den Lagerort der Ringfeder gelangen kann. Diese Teilmenge des abgestreiften Öls kann wiederum über entsprechende Bohrungen im Mantel des Kolbens in den Hohlraum desselben gelangen. Der andere Teil des Ölfilms wird von dem Ölabstreifring beim Abwärtstakt des Kolbens mitgenommen. Bei Vorhandensein einer Kühlung des Zylinderhohlraumes bzw. des Kolbens, was bei Hochleistungsmotoren üblich ist, ist es bei derart ausgeführten Öldurchführungen unvermeidbar, daß das in den Hohlraum des Kolbens eingespritzte Kühlöl in die Rückführungen des abgestreiften Öls gelangt und dort den Rückfluß des abgestreiften Öls behindert. Dadurch wird der Ölfilm an der Zylinderwand schlecht abgestreift, wodurch infolge Verbrennung desselben ein größerer Ölverbrauch entsteht. (Stand der Technik: U. Schwab, Maschinenelementkolben, Motorrundschau 5/1969, Seite 154 und 155).

Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, den Kolben im Bereich des Ölabstreifringes derart auszubilden, daß der Abfluß des abgestreiften Öls in keiner Weise vom Kühlöl behindert wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Kolben der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Raum hinter dem Ölabstreifring über mindestens eine außerhalb des Ölabstreifringes liegenden und zur Zylinderwand führenden Rückführung mit einem der Zylinderwand benachbarten und vom Zylinderinneren abgetrennten Ringraum verbunden ist.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es mit einfachen Mitteln möglich, zum einen das der Erfindung zugrunde liegende Problem zu lösen und zum andern das Erwärmen des Kühlöls durch Vermischung desselben mit dem angestreiften Öl zu vermindern bzw. sofern eine solche Vermischung im Zylinder noch stattfindet, diese in Grenzen zu halten. Dadurch, daß das Kühlöl in keiner Weise mit dem abgestreiften Öl innerhalb des Kolbenhohlraumes in Berührung kommt, kann der Kolbenhohlraum mit einem absolut kalten Öl gekühlt werden, wodurch ein optimales Temperieren der Kolbenwände und somit des Kolbens selbst möglich ist. Außerdem hat die Erfindung den Vorteil, daß durch die Trennung der Öle sich ein geringerer Ölverbrauch einstellt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich ferner dadurch aus, daß die Rückführung als ein mit Bohrungen und einer zur Zylinderwand gerichteten Fläche versehener Stützsteg ausgeführt ist, und daß dessen Auflagefläche für den Ölabstreifring im Bereich der Öldurchführung vom Raum hinter dem Ölabstreifring zum Ringraum eine hinterstochene Kante und im Bereich der Zylinderwand eine Einschnürung aufweist.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen liegen insbesondere den restlichen Unteransprüchen zugrunde.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsmittelschnitt durch einen sich in einem Zylinder bewegenden Kolben mit der erfindungsgemäßen Ölrückführung und

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich des Ölabstreifringes mit dem Ölabstreifring und der erfindungsgemäßen Ölrückführung nach Fig. 1.

Der Kolben 1 gemäß der Erfindung, von dem hier nur sein kopfseitiges Ende dargestellt ist, ist als Hohlkolben ausgebildet und weist an seinem Dichtmantel 2 zwei oder mehrere nebeneinander angeordnete Kolbenringe 5 und mindestens einen mit Abstand von diesen angeordneten Ölabstreifring 4 auf. Kolbenringe 5 und Ölabstreifring 4 sind in Ringnuten 5 im Dichtmantel 2 gebettet und zum Zwecke ihres Andrückens gegen eine den Kolben 1 aufnehmende Zylinderwand 6 radial vorgespannt. Im Gegensatz zu den Kolbenringen 3, die auf ihre eigene Federspannung angewiesen sind, ist der Ölabstreifring 4 an seiner der Abstreifebene abgewandten Seite mit einer Spiralfeder 7 versehen, die dem Ölabstreifring die erforderliche radiale Vorspannung verleiht. Der Ölabstreifring 4 weist vorzugsweise H-förmigen Querschnitt auf, wobei zwei seiner Schenkel 8, 9 zur Zylinderwand 6 und die anderen zwei Schenkel 10, 11 zum Innern des Kolbens 1 gerichtet sind. Die zur Zylinderwand 6 gerichteten Schenkel 8, 9 schließen mit einem die Schenkel verbindenden Steg 12 und der Zylinderwand einen Ringraum 13 ein, der hier als der vordere Ringraum vor dem Ölabstreifring 4 bezeichnet werden soll. Dieser Ringraum 13 steht mit einem weiteren Ringraum 14 hinter dem Ölabstreifring 4 über mehrere Bohrungen 15 des Steges 12 in Verbindung. In dem Ringraum 14 hinter dem Ölabstreifring 4 ist zwischen den zum Kolbeninnern gerichteten Schenkeln 10, 11 die Spiralfeder 7 vorgesehen, welche zum Zwecke des radialen Andrückens des Ölabstreifringes an die Zylinderwand 6 sich an dem die Schenkel verbindenden Steg 12 anpreßt. Der hinter dem Ölabstreifring 4 sich befindende Ringraum 14 ist über eine aus mehreren Bohrungen in einem Stützsteg 16 bestehenden Rückführung 17 mit einem der Zylinderwand 6 benachbarten Ringraum 18 verbunden. Dieser Ringraum 18, wird hier von einer kegelförmigen Fläche 19, welche an dem dem Brennraum abgewandten Ende des Kolbens 1 vorgesehen ist, dem Stützsteg 16 und der Zylinderwand 6 gebildet. Der freie Rand 20 der Fläche 19 erstreckt sich bis annähernd zur Zylinderwand 6 und läßt dort nur einen schmalen Durchtrittspalt 21 für das aus der Rückführung 17 bzw. dem Ringraum 18 austretende, abgestreifte Öl offen. Dieses Öl, das von den Schenkeln 8, 9 des Ölabstreifringes

4 von der Zylinderwand 6 abgestreift wird, wird im Ringraum 13 vor dem Ölabstreifring gesammelt und gelangt von dort über die Bohrungen 15 in den Ringraum 14 hinter dem Ölabstreifring und von hier wiederum über die Rückführung 17 in den Raum 18 zwischen Fläche 19 und Zylinderwand. In diesen Ringraum 18 gelangt außerdem das im Ölsammelraum 24 gesammelte und über die Ölleitung in den Ringraum 14 geleitete Öl sowie das vom Schenkel 9 abgestreifte und über die Einschnürung 23 geförderte, abgestreifte Öl. Diesen Ringraum 18 verläßt das abgestreifte Öl wiederum über den Durchtrittspalt 21, um an der Zylinderwand 6 entlang gleitend, zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Filter mit dahinter folgendem Kühler zu gelangen. Nach seiner Aufbereitung im Kühler und Filter wird das Öl erneut zum Zwecke des Schmierens der Zylinderwand 6 zugeführt.

Der Ölsammelraum 24, der oberhalb des Ölabstreifringes 4 angeordnet ist, weist zum Zwecke des Abstreifens des vom Ölabstreifring nicht ganz abgestreiften Öls eine zusätzliche Abstreifkante 2b sowie eine in der Zeichnung nicht dargestellte Ölleitung zum Ringraum 14 auf.

Der unter dem Ölabstreifring 4 liegende Stützsteg 16 ist im Bereich der Rückführung 17 mit einer hinterstochenen Kante 22 versehen, die der besseren Rückführung des Öles dient. Außerdem weist der Stützsteg 16 an seiner der Zylinderwand 6 zugewandten Seite die vorgenannte Einschnürung 23, die eine Verbindung vom Schenkel 9 zum Ringraum 18 bildet, auf.

Claims

1. Kolben, insbesondere für Dieselbrennkraftmaschinen mit an seinem Kopf vorgesehenen Kolbenringen und mindestens einem radial vorgespannten Ölabstreifring mit mindestens einer an einer Zylinderwand gleitenden Abstreifkante und mehreren radialen Durchführungen, von denen jede den Raum vor dem Ölabstreifring mit dem Raum hinter diesem verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (14) hinter dem Ölabstreifring (4) über mindestens eine außerhalb des Ölabstreifringes liegenden und zur Zylinderwand führenden Rückführung
<NichtLesbar>
mit einem der Zylinderwand (6) benachbarten und vom Zylinderinneren abgetrennten Ringraum (18) verbunden ist.

2. Kolben nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung (17) als ein mit Bohrungen und einer zur Zylinderwand (6) gerichteten Fläche (19) versehener Stützsteg (16) ausgeführt ist, und daß dessen
<NichtLesbar>

4. Kolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (20) der zur Zylinderwand (6) gerichteten Fläche (19) zwischen sich und der Zylinderwand einen Spalt (21) für den Ölabfluß aufweist.

5. Kolben nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Zylinderwand (6) gerichtete Fläche (19) als ein mit dem Kolbenkopf verbundener, kegelförmig nach außen sich öffnender Schild ausgebildet ist.

6. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Ölabstreifringes (4), d. h. dessen Schenkel (8, 10) ein ringförmiger Ölsammelraum (24) mit Ölleitung zum Raum (14) hinter dem Ölabstreifring vorgesehen ist.

7. Kolben nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung (16, 17, 19) als ein am Kolbenkopf angebrachtes Fertigteil oder als fester Bestandteil des Kolbenkopfes ausgebildet ist.