CH348574A - Leichtmetallkolben - Google Patents

Description

  Leichtmetallkolben    Die Erfindung betrifft einen Leichtmetallkolben  mit einem Kühlkanal im Kolbenboden.  



  Mit höheren Motordrehzahlen und höherer Ruf  ladung steigen die spezifischen     Wärmebelastungen     des Kolbens von     Brennkraftmaschinen,    so dass man  u. U. an eine Grenze kommt, über welcher allein die  gute Wärmeleitfähigkeit des Leichtmetalls nicht mehr  ausreicht, um die in den Kolbenboden     eingestrahlte     Wärme an das Kühlwasser abzuführen.  



  Man hat daher vielfach Kühlschlangen in den  Kolben eingegossen, welche von Öl durchflossen     sind.     Der Ölzulauf erfolgt dabei durch Bohrungen in der  Treibstange und im Kolbenbolzen, während das Öl  frei in den Kurbelraum abläuft. Dabei sind Kühl  schlangen im allgemeinen in der Nähe der Ring  partie angeordnet, da diese in erster Linie gekühlt  werden soll.  



  Kolbenboden und Kolbenkrone sind jedoch bei  dieser Art der Kühlung weiterhin den hohen Tempe  raturen ausgesetzt. Um dies zu verhindern, wurde  vielfach der Kolben von unten, das heisst von der  Treibstange her angespritzt oder mit nur zum Teil  gefüllten Ölräumen versehen, in denen Öl hin und  her planschte und dadurch eine gewisse Kühlwirkung  ausübte. Bei kleineren Kolben reicht im allgemeinen  die     eine    oder andere Kühlart aus. Dies ist jedoch  nicht mehr der Fall bei grösseren Motoren, wenn  sowohl die     Ringpartie    als auch der Kolbenboden  genügend gekühlt werden sollen.  



  Gemäss der Erfindung ist eine ausreichende Küh  lung des Kolbens dadurch zu erreichen, dass der im  Kolbenboden angeordnete Kühlkanal mit einem ein  seitig vom Kolbenboden     begrenzten,    mit einer Ablauf  öffnung versehenen Hohlraum verbunden ist. Es ist  zweckmässig, die Ablauföffnung     möglichst    zentral an  zuordnen, damit das aus dem Hohlraum ablaufende  Öl auf den     Treibstangenkopf    gelangt und über die    Treibstange nach unten abläuft. Durch die hin und  her gehende Bewegung des unteren Treibstangen  kopfes wird das Öl von der Treibstange in radialer       Richtung        abgeschleudert,    ohne dass es wieder auf die  Schenkel der Kurbelwelle gelangt.

   Dadurch wird ver  mieden, dass das Öl wieder     hochgeschleudert    wird,  was u. U. zu einer Erhöhung des Ölverbrauchs führen       würde.     



  Die Verbindung zwischen Kühlkanal und Hohl  raum soll möglichst an einer Stelle in den Hohlraum  geführt werden, an welcher     Material-Druckspannun-          gen    herrschen, was zweckmässig dadurch erreicht       wird,    dass man die Einmündung des Kühlkanals in  den Hohlraum in eine gewölbte Fläche der Kolben  bodenunterseite verlegt. Ist dies nicht möglich, so  soll die Einmündung an eine neutrale Stelle oder  an eine Stelle gelegt werden, an der möglichst ge  ringe Zugspannungen herrschen; grössere Zugspan  nungen an der     Einmündungsstelle    könnten zu     Riss-          bildung    führen.  



  In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der  Erfindung dargestellt. Es zeigt:       Fig:    1 einen gegossenen Kolben mit     Kühlschlange     im Schnitt,       Fig.    2 einen geschmiedeten Kolben mit ringför  migem Kühlraum.  



  Der Leichtmetallkolben 1 ist in bekannter Weise       mit    einer Kühlschlange 2 versehen, wobei der Zu  lauf des     Kühlmittels    durch die     Treibstange,    den Kol  benbolzen und eine in der Kolbenwand     vorgesehene     Bohrung erfolgt. Der Ablauf 3 des Kühlöls aus der  Schlange wird in einen einseitig von der konkav ge  wölbten Unterseite des     Kolbenboderis    begrenzten  Hohlraum 4 des Kolbens geführt.

   Da die Einmün  dung des Ablaufs 3 in den     Hohlraum    4 durch die  gewölbte Fläche der     Kolbenbodenunterseite        führt,     liegt sie an einer Stelle, an der auch bei Belastung      des Kolbens noch Druckspannungen vorhanden sind.  Auf der der Treibstange     zugekehrten    Seite ist der  Hohlraum 4 durch einen Zwischenboden mit einer  Ablauföffnung 5 begrenzt, in der vorzugsweise ein  kragenförmiger Einsatz 6 angeordnet ist. Durch diese  Massnahme wird in dem Hohlraum eine gewisse  Menge Öl gespeichert, die bei der hin und her gehen  den Bewegung des Kolbens gegen den Kolbenboden  geschleudert wird und dadurch eine sehr gute Kühl  wirkung ausübt. Der kragenförmige Einsatz 6 ist  herausnehmbar angeordnet, um den Hohlraum 4 rei  nigen zu können.

   Das überschüssige Öl läuft über  den Rand des     kragenförmigen    Einsatzes 6 und die  Treibstange 7 nach unten und wird von dieser gegen  das Kurbelgehäuse     abgeschleudert.     



  In     Fig.    2 ist ein     geschmiedeter    Kolben dargestellt,  bei dem anstelle der Kühlschlange 2 ein Ringraum 8,  der durch einen Ring 9 von oben her verschlossen ist,  zur Kühlung der Ringpartie des Kolbens vorgesehen  ist. Der     Hohlraum    4 für die zusätzliche Kühlung des  Kolbenbodens ist dabei in der bereits beschriebenen  Weise im Kolben angeordnet und mit dem Ringraum  8 verbunden. Der Ringraum 8 mündet durch eine  gewölbte Fläche der Unterseite des Kolbenbodens in  den Hohlraum 4, so dass auch bei diesem Beispiel    die Einmündung an einer Stelle liegt, an der bei  Belastung des Kolbens noch Druckspannungen vor  handen sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Leichtmetallkolben mit einem Kühlkanal im Kol benboden, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühl kanal (2, 8) mit einem einseitig vom Kolbenboden begrenzten, mit einer Ablauföffnung (5) versehenen Hohlraum (4) des Kolbens (1) in Verbindung steht. UNTERANSPRÜCHE 1. Leichtmetallkolben nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die gegen die Treibstange hin angeordnete Ablauföffnung (5) des Hohlraumes mit einem in den Hohlraum vorstehenden Kragen (6) versehen ist. 2. Leichtmetallkolben nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Einmündung des Kühlkanals in den Hohlraum (4) in einer gewölbten Fläche der Unterseite des Kolbenbodens liegt. 3. Leichtmetallkolben, gekennzeichnet durch einen geschlossenen, ringförmigen Kühlkanal (8).