DE4205503A1 - Kolben fuer verbrennungsmotoren - Google Patents

Kolben fuer verbrennungsmotoren

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Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für Verbrennungs­ motoren mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Betrieb von Ottomotoren mit Kolben aus einer Leichtmetall-Legierung, insbesondere im hochbelaste­ ten Einfahrvorgang, ergeben sich häufig Nutenflanken­ beschädigungen, hauptsächlich in der obersten Ringnut für den ersten Verdichtungsring. Aus diesem Grund wurden in der Praxis diese Ringnuten in aufwendigen Verfahren oberflächenbeschichtet.
Problem der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine konstruktiv einfache Lösung für einen Kolben zu fin­ den, bei dem Nutenflankenbeschädigungen vermieden werden.
Gelöst wird dieses Problem mit einem Kolben für Ver­ brennungsmotoren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen nach der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1-4 in vergrößerter Darstellung jeweils einen Ausschnitt einer Ringnut mit den unterschiedlichen Profilierungen der Nutflanken (sägezahnartig, bogen-, wellen-, mäanderförmig) im Schnitt.
Bei einem Kolben 1 aus einer Aluminium-Legierung für einen Ottomotor sind außer einer dem Kolbenboden am nächsten liegenden obersten Ringnut 2 für einen er­ sten Verdichtungsring 3 eine zweite Ringnut für einen weiteren Verdichtungsring und eine Ringnut für einen Ölabstreifring vorgesehen. Die Ringnut 2 ist auf ih­ ren Ringnutflanken 4, 5 gezielt mit einer Profilie­ rung 6 versehen, deren Abmessung bewußt außerhalb der bei der Herstellung der Ringnuten auftretenden übli­ chen Rauheit liegt. Die Tiefe 7 der Profilierung 6, d. h. der Abstand zwischen höchster Erhebung und tief­ stem Grund soll beispielsweise 0,004 mm und die Brei­ te 8, d. h. der Abstand von einer höchsten Erhebung zur nächsten 0,1 mm betragen, wobei die Profilierung 6 gem. Fig. 1 sägezahn- und spiralförmig ausgebildet ist. Bei der Herstellung dieser Art "Schallplatten­ profil" wird die Ringnut 2 durch Vorstechen mit einem planparallelen Messer und anschließendem Fertigdrehen mit einem entsprechenden Formwerkzeug hergestellt.
Außer dem sägezahnartigen Profil gem. Fig. 1 sind insbesondere noch zu empfehlen gem. Fig. 2 bogenför­ miges, gem. Fig. 3 wellenförmiges oder gem. Fig. 4 mäanderförmiges Profil.
Außer der spiralförmigen Profilierung kann auch je­ weils eine konzentrisch verlaufende Profilierung ge­ wählt werden.
Es hat sich gezeigt, daß sich bei einer Profilierung 6 außerhalb der üblichen herstellungsbedingten Rau­ heit mit einer Tiefe 7 von 0,003-0,015 mm, insbe­ sondere 0,004-0,007 mm und einer Breite 8 von 0,02- 0,2 mm, insbesondere 0,1 mm, beim Einfahrvorgang des Ottomotors mit hoher Leistung keine Nutflankenbe­ schädigungen ergeben.
Mit derartigen Ausführungen wird auf konstruktiv ein­ fache Weise ein Kolben geschaffen, bei dem auch im hochbelasteten Betriebszustand Nutflankenbeschädigun­ gen vermieden werden können.

Claims (6)

1. Kolben für Verbrennungsmotoren mit mindestens ei­ ner Ringnut für einen Verdichtungsring, dadurch gekennzeichnet, daß er eine umfangsmäßig umlaufende Profilierung (6) auf mindestens einer Ringnutflanke (4, 5) der mindestens einen Ringnut (2) für den Verdich­ tungsring (3) aufweist und daß diese Profilierung (6) eine Tiefe (7) von 0,003-0,015 mm und eine Breite (8) von 0,02-0,2 mm aufweist.
2. Kolben für Verbrennungsmotoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung (6) auf mindestens der unte­ ren Nutflanke (5) der obersten Ringnut (2) für den ersten Verdichtungsring (3) vorgesehen ist.
3. Kolben für Verbrennungsmotoren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (7) der Profilierung (6) 0,004-0,0007 mm beträgt.
4. Kolben für Verbrennungsmotoren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeicnet, daß die Profilierung (6) in einem radialen Schnitt durch die Ringnut (2) sägezahnartig, bo­ gen-, wellen- oder mäanderförmig ausgebildet ist.
5. Kolben für Verbrennungsmotoren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung (6) konzentrisch verlaufend ausgebildet ist.
6. Kolben für Verbrennungsmotoren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung (6) spiralförmig ausgebildet ist.
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