EP0757754B1 - Leichtmetallkolben für verbrennungsmotoren - Google Patents

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EP0757754B1
EP0757754B1 EP95913033A EP95913033A EP0757754B1 EP 0757754 B1 EP0757754 B1 EP 0757754B1 EP 95913033 A EP95913033 A EP 95913033A EP 95913033 A EP95913033 A EP 95913033A EP 0757754 B1 EP0757754 B1 EP 0757754B1
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EP
European Patent Office
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piston
shank
pressure side
light metal
decreases
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EP95913033A
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Martin Lutz
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Mahle GmbH
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Mahle GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/02—Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion
    • F02F3/022—Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion the pistons having an oval circumference or non-cylindrical shaped skirts, e.g. oval

Definitions

  • the invention relates to a light metal piston for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • the present invention is therefore concerned with the problem to find a piston in a structurally simple manner, in the area of the pressure and / or counter pressure side of the Piston shaft has a uniform load-bearing behavior over the entire Has shaft height.
  • the invention is based on a preferred, in the drawing illustrated embodiment explained in more detail, the one piston according to the invention sketchy in perspective View in section shows.
  • a light metal piston 1 for an internal combustion engine in particular for a motor vehicle, consists of one piece Piston plate 2 and piston ring groove section 3 Piston head and a piston skirt 4, being on the piston crown 2 attached piston pin hubs 5 for receiving the piston pin serve (not drawn).
  • the wall thickness in the load-bearing area e.g. of the Pressure side 6 of the piston skirt 4 executed so that they on the one hand from the lower edge of the shaft 7 or when present a waistband running around the bottom of the shaft from its upper edge continuously over the entire shaft height decreases, the inner shaft contour 8 conical runs, and on the other hand in the piston longitudinal direction lying, going through the pressure 6 counter pressure side 9 Middle plane starting in the circumferential direction on both sides decreases evenly.
  • the length L takes from the center plane decreasing in the circumferential direction Wall thickness from the lower edge of the shaft 7 over the shaft height seen from continuously, so that in half-cut of the piston according to the drawing on the inside of the piston skirt 4 a so-called "triangle covenant" Thickening 10 results in the piston skirt continuously 4 passes.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Leichtmetallkolben für Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei derartigen aus der Praxis bekannten Leichtmetallkolben ist - um das Tragverhalten des Kolbenschaftes in Druck-Gegendruckrichtung zu verbessern - schon vorgeschlagen worden, im Bereich des offenen Schaftendes auf der Schaftinnenseite einen ringförmig umlaufenden Bund vorzusehen. Eine derartige Verstärkung kann jedoch den heutigen Anforderungen bezüglich des Tragverhaltens des Kolbenschaftes zur Führung des Kolbens nicht genügen, da insbesondere noch in der oberen Schafthälfte eine zu hohe örtliche Steifigkeit vorhanden ist, die eine erhöhte Freßgefahr darstellt.
Aus US-A-5054375 ist es bekannt, einen derartig ringförmig umlaufenden Bund etwas oberhalb der offenen Schaftunterkante vorzusehen.
Ferner ist aus US-A-1885681 bekannt, als Steifmittel für den Kolbenschaft umlaufende Rippen anzuordnen.
Vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, auf konstruktiv einfache Weise einen Kolben zu finden, der im Bereich der Druck- und/oder Gegendruckseite des Kolbenschaftes ein gleichmäßiges Tragverhalten über die gesamte Schafthöhe aufweist.
Gelöst wird dieses Problem mit einem Leichtmetallkolben mit den Merkmalen nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung ist anhand eines bevorzugten, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, das einen erfindungsgemäßen Kolben skizzenhaft in perspektivischer Ansicht im Schnitt zeigt.
Ein Leichtmetallkolben 1 für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, besteht einstückig aus einem Kolbenboden 2 und Kolbenringnutenpartie 3 aufweisenden Kolbenkopf und einem Kolbenschaft 4, wobei an den Kolbenboden 2 angehängte Kolbenbolzennaben 5 zur Aufnahme des Kolbenbolzens (nicht gezeichnet) dienen.
Um das Führungsverhalten des Leichtmetallkolbens 1 zu verbessern, d.h. um ein gleichmäßiges Tragbild auf Druck- und/oder Gegendruckseite des Kolbenschaftes 4 zu erhalten (in der Zeichnung nur auf einer Kolbenschaftseite dargestellt), wird die Wanddicke im tragenden Bereich z.B. der Druckseite 6 des Kolbenschaftes 4 so ausgeführt, daß sie einerseits von der Schaftunterkante 7 bzw. bei Vorhandensein eines am unteren Schaftende innen umlaufenden Bundes von dessen Oberkante her über die gesamte Schafthöhe kontinuierlich abnimmt, wobei die Schaftinnenkontur 8 konisch verläuft, und andererseits von der in Kolbenlängsrichtung liegenden, durch die Druck-6 Gegendruckseite 9 gehenden Mittelebene ausgehend in Umfangsrichtung nach beiden Seiten hin gleichmäßig abnimmt. Außerdem nimmt die Länge L der von der Mittelebene in Umfangsrichtung ausgehend abnehmenden Wanddicke von der Schaftunterkante 7 her über die Schafthöhe gesehen kontinuierlich ab, so daß sich im Halbschnitt des Kolbens gemäß Zeichnung auf der Innenseite des Kolbenschaftes 4 eine als sogenannten "Dreiecksbund" bezeichnete Verdickung 10 ergibt die kontinuierlich in den Kolbenschaft 4 übergeht.
Mit einer derartigen Ausführung wird auf konstruktiv einfache Weise ein Leichtmetallkolben geschaffen, bei dem ein gutes Laufverhalten des Kolbens mit einem ausgezeichneten Tragbild auf Druck- und/oder Gegendruckseite des Kolbenschaftes erreicht wird, wodurch auch die Reibleistung und die Geräuschentwicklung vermindert wird.

Claims (4)

  1. Leichtmetallkolben (1) für Verbrennungsmotoren, bestehend aus einem den Kolbenboden (2) und die Kolbenringnutenpartie (3) aufnehmenden Kolbenkopf und einem daran einstückig angeformten Kolbenschaft (4),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wanddicke des Kolbenschaftes (4) im Bereich der Druck-(6) und/oder Gegendruckseite (9) von der Schaftunterkante (7) bzw. der Oberkante eines am unteren Schaftende innen umlaufenden Bundes her über die Schafthöhe im wesentlichen kontinuierlich abnimmt, wobei die Schaftinnenkontur (8) im wesentlichen konisch verläuft.
  2. Leichtmetallkolben nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wanddicke des Kolbenschaftes (4) im Bereich der Druck-(6) und/oder Gegendruckseite (9) von der in Kolbenlängsrichtung liegenden, durch die Druck-Gegendruckseite gehenden Mittelebene ausgehend in Umfangsrichtung nach beiden Seiten hin abnimmt.
  3. Leichtmetallkolben nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Länge (L) der von der Mittelebene in Umfangsrichtung ausgehend abnehmenden Wanddicke von der Schaftunterkante (7) bzw. der Oberkante eines am unteren Schaftende innen umlaufenden Bundes her über die Schafthöhe kontinuierlich abnimmt.
  4. Leichtmetallkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Verdickung (10) im Bereich der Druck-(6) und/oder Gegendruckseite (9) allseitig kontinuierlich in den Kolbenschaft (4) übergeht.
EP95913033A 1994-04-27 1995-03-16 Leichtmetallkolben für verbrennungsmotoren Expired - Lifetime EP0757754B1 (de)

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EP0757754A1 EP0757754A1 (de) 1997-02-12
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