JP3189489U - 内燃機関のためのピストン - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃機関のピストンであって、閉鎖エレメントが、ピストン行程時に閉鎖エレメントに作用する力に対して確実に位置固定されているようにしたピストンを提供する。
【解決手段】環状に延びる外側のクーリングチャンネル19と、内側の冷却室21とを備えた内燃機関用のピストン10であって、冷却室21の冷却室底部22は、開口を有し、開口は、別個の閉鎖エレメント33により閉じられており、閉鎖エレメント33は、少なくとも1つの冷却オイル開口35を有し、前記閉鎖エレメント33は外縁部に配置された少なくとも2つの係止エレメント37により、冷却室底部22の開口の領域に設けられた少なくとも1つの係止溝34内に緊締されて保持されている。
【選択図】図1
【解決手段】環状に延びる外側のクーリングチャンネル19と、内側の冷却室21とを備えた内燃機関用のピストン10であって、冷却室21の冷却室底部22は、開口を有し、開口は、別個の閉鎖エレメント33により閉じられており、閉鎖エレメント33は、少なくとも1つの冷却オイル開口35を有し、前記閉鎖エレメント33は外縁部に配置された少なくとも2つの係止エレメント37により、冷却室底部22の開口の領域に設けられた少なくとも1つの係止溝34内に緊締されて保持されている。
【選択図】図1
Description
本考案は、内燃機関用のピストンであって、環状に延びる外側のクーリングチャンネルと、内側の冷却室とを有し、該冷却室の冷却室底部が開口を有し、該開口が別個の閉鎖エレメントにより閉鎖されており、該閉鎖エレメントが、少なくとも1つの冷却オイル開口を有し、閉鎖エレメントは、外縁部に配置された少なくとも2つの係止エレメントにより、冷却室底部の開口の領域に設けられた係止溝内に緊締されて保持されている、内燃機関用のピストンに関する。
上述のピストンは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第102008055908号明細書に開示されている。公知の閉鎖エレメントは、冷却室底部の開口を閉じて、冷却オイルが内側の冷却室からピストンピンの方向に制御されて流出することができるようにし、これによって、ピストンピンを潤滑することができる。この場合に問題となるのは、公知の閉鎖エレメントが、エンジン運転中に、ピストン行程時に該閉鎖エレメントに作用する力に基づいてその座に常に確実に保持されていないことにある。
本考案の課題は、冒頭で述べた形式のピストンを改良して、閉鎖エレメントが、ピストン行程時に閉鎖エレメントに作用する力に対して確実に位置固定されているようにすることである。
この課題を解決した本考案による構成では、閉鎖エレメントが少なくとも2つのばねタブを有し、これらのばねタブがピストン内部に設けられた当付け面にそれぞれ支持されて、閉鎖エレメントが軸方向のプリロードをうけながら係止溝内に保持されているようになっている。
本考案による構成は、ピストン頂部の開口を、ピストン行程時に作用する力に抗して確実かつ効果的に閉じることを可能にする。閉鎖エレメントのばたつきは阻止される。このことは、組み立てられた状態でばねタブと係止エレメントとの間でばねプリロードが作用することにより生じる。ばねプリロードは、軸方向に作用し、閉鎖エレメントを、ピストン行程時に作用する力に抗してその座に安定させる。ばねプリロードは、自体公知の形式で、閉鎖エレメント全体の厚さもしくは閉鎖エレメントの個別の領域の厚さおよび/または閉鎖エレメントに成形されたビードもしくは溝(Sicken)を介して調節され得る。
有利な実施の態様は、従属請求項に記載されている。
有利な実施の形態では、ばねタブが、ボス結合部の領域に設けられた当付け面にそれぞれ支持されている。この領域では、ボスに形成された面領域が当付け面として働く。この場合、少なくとも1つの係止溝が同じくボス結合部の領域に設けられていて、これにより最適なばねプリロードを達成することができると有利である。
少なくとも2つの係止エレメントおよび/または少なくとも2つのばねタブは、有利には正反対の側に位置している。この配置により、有利な力配分が保証されている。
係止エレメントは、有利には係止舌片として形成されている。これらの係止舌片は、極めてフレキシブルかつばね弾性的である。
閉鎖エレメントは、有利には2つ以上の冷却オイル開口を有している。これにより極めて正確に調量された量のオイルが内側の冷却室からピストン頂部の方向に流出することができる。閉鎖エレメントは、任意の材料から製造されていてよい。この場合、鋼製ばね金属薄板が良好に適していることが判った。
閉鎖エレメントの少なくとも1つの冷却オイル開口は、通常は円形の開口として、または閉鎖エレメントの縁部から内方に向かって延びるスリットとして形成されていてよい。
係止エレメントおよび/またはばねタブは、半径方向内側に延びるスリットにより画定されていてよい。これらのスリットは、閉鎖エレメントの縁部から内側に向かって延び、同様に冷却オイル開口としても働く。同時に、係止エレメントもしくはばねタブのフレキシビリティが高められる。
さらに、ピストン内部と閉鎖エレメントとの間でばねタブの領域に、狭い間隙が設けられていてよい。この間隙は同様に冷却オイルの流れのコントロールのために働くことができる。
冷却室底部の開口および閉鎖エレメントは、通常、主に円形に形成されている。冷却室底部の開口が楕円形または長孔として形成されている場合、閉鎖エレメントは有利にはこの開口に対応する形状を有している。
本考案によるピストンは、一体的な、つまり一部分から成るピストンとして形成されていてよい。ピストンはピストン上側部分および/またはピストン下側部分から製造されていてよい。これらのピストン上側部分およびピストン下側部分は、鋳造部分または鍛造部分であってよく、たとえば鋼材料から製造されていてよい。接合方法として、たとえば摩擦溶接が提供されている。
本考案の実施の形態を以下に添付の図面につき詳しく説明する。図面は概略的であり縮尺通りではない。
図1から図3は、本考案によるピストン10の1つの実施の形態を示している。ピストン10は、本実施の形態では、鋼材料から鍛造されている。本考案によるピストン10は、本実施の形態では、複数の部分から成るピストンであり、ピストン上側部分11とピストン下側部分12とから組み立てられている。ピストン上側部分11は、燃焼キャビティ13の壁領域13aと、環状に延びるトップランド(Feuersteg)14と、ピストンリングを収容するための複数のリング溝を備えた環状に延びるリング溝部分15とを形成している。ピストン下側部分12は、ピストンボス17と、ボス結合部18とを備えたピストンスカート16を有している。ピストンボス17は、ピストンピンを収容するためのボス孔17aを備えている。ピストン下側部分は、さらに燃焼キャビティ13の底部領域13bを形成する。ピストン上側部分11とピストン下側部分12とは、環状に延びる外側のクーリングチャンネル19を形成している。ピストン下側部分12は、さらに中心の内側冷却室21を有している。冷却室21の冷却室底部22は、本実施の形態ではほぼ長孔形状の開口23(図2および図3を参照)を備えている。ピストン上側部分11およびピストン下側部分12は、外側の接合シーム24および内側の接合シーム25を介して、たとえば溶接法またはろう接法により互いに結合されている。冷却オイル通路26は、ピストン下側部分12に設けられており、クーリングチャンネル19を冷却室21に接続している。冷却オイル通路26は、クーリングチャンネル19を起点として冷却室21の方向に角度を成して下方に向かって延びている。
図4〜図6は、冷却室底部22の開口23が閉鎖エレメント33により閉じられていて、該閉鎖エレメント33が、開口23を確実に閉じることができるように、当該開口23に対してほぼ対応するように形成されていることを詳細に示している。閉鎖エレメント33は、本実施の形態では、約0.8mmの厚さのばね金属薄板であり、開口23内に緊締されて保持されている。このためには、ピストン下側部分12のピストン内部の開口23の領域に、中心に配置された互いに向かい合う2つの係止溝34が設けられている。代わりに、環状に延びる単独の係止溝が設けられていてもよい。
特に図4から判るように、閉鎖エレメント33は、本実施の形態では、中心開口41aを備えたほぼ長方形の基体41を有している。基体41の形状は、冷却室底部22の開口23に対応していて、これによりこの開口23を確実に閉じることができる。基体41の長手方向側には、ばね弾性的なそれぞれ2つの係止エレメント37が設けられている。これらの係止エレメント37は、対になって正反対の側に配置されている。本実施の形態では係止舌片として形成された係止エレメント37は、半径方向内方に向かって延びるスリット35によって互いに分離されている。これらのスリットはそれぞれ丸み部36に通じている。基体41の両方の横方向側には、それぞれ1つのばねタブ(Federlappe)38が設けられている。これらのばねタブ38は、基体41への移行領域で半径方向内方に向かって延びる、丸み部36に通じるスリット35によって画定されている。スリット35および丸み部36は、中心開口41と共に冷却オイル開口として働く。冷却オイル開口は、運転中に、内部の冷却室21からピストンピンの方向に向かう冷却オイルの流出を可能にする。スリット35および丸み部36は、本実施の形態では、閉鎖エレメント33から打ち抜かれている。
組み立てのために、閉鎖エレメント33はボス孔17の方向から冷却室底部22の開口23内へと押し込まれる。この場合、まずばねタブ38がピストン10の内室の当付け面39に当て付けられる。当付け面39は、ボス結合部18の領域で係止溝34の下方に形成されている。
組み立てのさらなる過程において、閉鎖エレメント33はさらに冷却室21の方向に押し込まれるので、ばねタブ38はプリロードをかけられる。係止エレメント37が係止溝34に到達すると、係止エレメント37はまずばね弾性的に撓み、次いでばねプリロードを維持しながら係止溝34内に係合する。閉鎖エレメント33の基体41は、冷却室底部22の開口23を実質的に完全に覆う。所望の場合には、狭い間隙42が基体41とピストン内部との間に残り、この間隙は別の冷却オイル開口として機能してよい(図3を参照)。
結果として、組み付けられた状態で、ばねタブ38と、閉鎖エレメント33の係止エレメント37との間でばねプリロードが作用する。このばねプリロードは、軸方向に作用し、閉鎖エレメント33を、ピストン行程時に作用する力に対してその座に安定させる。ばねプリロードは、自体公知の形式で閉鎖エレメント33全体の厚さに基づいて、もしくは閉鎖レメント33の個別の領域の厚さに基づいてかつ/または閉鎖エレメント33内に加工されたビード(図示せず)に基づいて調節され得る。
Claims (13)
- 環状に延びる外側のクーリングチャンネル(19)と、内側の冷却室(21)とを備えた内燃機関用のピストン(10)であって、
前記冷却室(21)の冷却室底部(22)は、開口(23)を有し、該開口(23)は、別個の閉鎖エレメント(33)により閉じられており、該閉鎖エレメント(33)は、少なくとも1つの冷却オイル開口(35)を有し、前記閉鎖エレメント(33)は外縁部に配置された少なくとも2つの係止エレメント(37)により、前記冷却室底部(22)の前記開口(23)の領域に設けられた少なくとも1つの係止溝(34)内に緊締されて保持されている、内燃機関用のピストン(10)において、
前記閉鎖エレメント(33)は、少なくとも2つのばねタブ(38)を有し、該ばねタブ(38)は、ピストン内部に設けられた当付け面(39)にそれぞれ支持されて、前記閉鎖エレメント(33)が軸方向のプリロードをうけながら前記係止溝(34)内に保持されていることを特徴とする、内燃機関用のピストン。 - 前記ばねタブ(38)は、ボス結合部(18)の領域に設けられた当付け面(39)にそれぞれ支持されている、請求項1記載のピストン。
- 前記少なくとも1つの係止溝(34)は、前記ボス結合部(18)の領域に設けられている、請求項1記載のピストン。
- 前記少なくとも2つの係止エレメント(37)および/または前記少なくとも2つのばねタブ(38)は、互いに正反対の側に位置している、請求項1記載のピストン。
- 前記係止エレメント(37)は、係止舌片として形成されている、請求項1記載のピストン。
- 前記閉鎖エレメント(33)は、2つ以上の冷却オイル開口(35)を有している、請求項1記載のピストン。
- 前記閉鎖エレメント(33)の前記少なくとも1つの冷却オイル開口(35)は、該閉鎖エレメント(33)の縁部から半径方向内方に向かって延びるスリットとして形成されている、請求項1記載のピストン。
- 前記係止エレメント(34)および/または前記ばねタブ(38)は、前記閉鎖エレメント(33)の縁部から半径方向内方に向かって延びるスリットによりそれぞれ画定されている、請求項1記載のピストン。
- 前記ピストン内部と前記閉鎖エレメント(33)との間で、前記ばねタブ(38)の領域に、狭い間隙(42)が設けられている、請求項1記載のピストン。
- 前記冷却室底部(22)の前記開口(23)と、前記閉鎖エレメント(33)とはほぼ円形に形成されている、請求項1記載のピストン。
- 前記冷却室底部(22)の前記開口(23)は、楕円形に、または長孔として形成され、前記閉鎖エレメント(33)は該開口(23)に対応するように形成されている、請求項1記載のピストン。
- 前記閉鎖エレメント(33)は、鋼製ばね金属薄板から製造されている、請求項1記載のピストン。
- 当該ピストンは、ピストン上側部分(11)とピストン下側部分(12)とを備えた2部分から成るピストンとして形成されている、請求項1記載のピストン。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102011013139.6 | 2011-03-04 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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