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EP2771558A1 - Piston and connecting rod for an internal combustion engine - Google Patents

Piston and connecting rod for an internal combustion engine

Info

Publication number
EP2771558A1
EP2771558A1 EP12743171.6A EP12743171A EP2771558A1 EP 2771558 A1 EP2771558 A1 EP 2771558A1 EP 12743171 A EP12743171 A EP 12743171A EP 2771558 A1 EP2771558 A1 EP 2771558A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
course
pressure side
box
connecting rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP12743171.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2771558B1 (en
Inventor
Volker Gniesmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KS Kolbenschmidt GmbH
Original Assignee
KS Kolbenschmidt GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KS Kolbenschmidt GmbH filed Critical KS Kolbenschmidt GmbH
Publication of EP2771558A1 publication Critical patent/EP2771558A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2771558B1 publication Critical patent/EP2771558B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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 
    • F02F3/0015—Multi-part pistons
    • F02F3/0069—Multi-part pistons the crown and skirt being interconnected by the gudgeon pin
    • 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 
    • 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 
    • F02F3/0076—Pistons  the inside of the pistons being provided with ribs or fins
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a piston of an internal combustion engine, which has a piston crown with a ring field and arranged on the piston crown shaft part, wherein the shaft part has at least two supporting shaft wall sections and the supporting shaft wall sections are connected to each other via at least two opposite the piston outer diameter oblique box walls, wherein in each case a pin boss for receiving a piston pin is arranged in the box wall and forms a skirt wall portion of the pressure side and the other shaft wall portion of the counter-pressure side. Furthermore, the invention relates to a connecting rod of an internal combustion engine, comprising a connecting rod for receiving a piston pin, wherein the connecting rod cooperates with the piston.
  • a piston which has a piston crown, a ring field and a piston shaft, consisting of supporting shaft wall sections and past connecting walls which connect the shaft wall sections together, and in the direction of a bolt axis to a piston axis recessed pin bosses, which Penetrate connecting walls.
  • the connecting walls in the region of its peripheral lower edge are convex to an axis and formed in the region of its upper edge below the ring field concave to the axis, wherein the width of the skirt wall sections at the bottom corresponds approximately to the width of the shaft wall sections below the ring field ,
  • Such known from the prior art pistons are subject to high mass load due to the high speeds during operation in an internal combustion engine.
  • a reduction in the weight of the piston performed by design measures leads to a reduction of the oscillating mass during operation in an internal combustion engine, whereby the mass load on the component is also reduced. Due to this weight reduction performed on the piston, however, it is disadvantageous to a reduction in stiffness of the piston, which has a negative effect on the performance of the piston in an internal combustion engine as well as negative impact on the wear and strength behavior of the piston.
  • the one object is achieved in that the inner surface of the pin boss relative to the center of the piston is flush with the surface of the associated box wall and the box wall has a concave course in the course transverse to the direction of the pin boss.
  • a flush course it is meant that the bolt hub in the direction of the piston center is an integral part of the box wall and that the bolt hub is limited by the box wall, wherein the bolt hub does not protrude from the box wall in the direction of the piston center.
  • the further object is achieved in that the connecting rod has a shape to which the concave profile of the respective box wall is adapted.
  • An advantage of such a piston according to the invention is that the weight of the piston is reduced, wherein at the same time a sufficiently high rigidity of the piston is achieved by the course of the box wall and the arrangement of the pin boss in the piston. Further advantageously, the force gaps in the oscillating inertial forces and gas forces are reduced, resulting in Abstützungsabstandsverring réelle the bolt reaction forces. Next to it will be reduced by the piston according to the invention, the burden of inertial forces. Furthermore, the piston according to the invention has a high seizing resistance, optimum guidance and sufficient support during operation in an internal combustion engine. By adjusting the piston to the connecting rod design, these effects are further enhanced and improved.
  • the two box walls have a concave, preferably a mirror-image corresponding concave, course such that by the two box walls approximately a uniform X-shape is formed, so that an approximately symmetrical piston is formed.
  • the X-shape is formed by each forming a box wall one side of the approximately forming X, wherein the box walls do not touch each other at the point of contact of the two X-leg sides.
  • the two box walls on a concave profile such that by the two box walls approximately a non-uniform X-shape is formed, so that an asymmetric piston is formed.
  • the respective section angle formed between the pressure side and the counterpressure side of the shaft wall section is the same, thereby creating a uniform profile of the X-shape of the box walls and thus creating an approximately symmetrical piston.
  • the piston according to the invention has two skirt wall sections, of which a skirt wall section forms the pressure side and a skirt wall section forms the counterpressure side.
  • the section angle of the pressure side and the counter-pressure side is measured in each case between the two contact points of the associated shaft wall section and the two associated box walls with respect to the stroke axis of the piston.
  • the stroke axis of the piston in the stroke direction in the internal combustion engine runs centrally through the piston.
  • the section angle between the pressure side and counter-pressure side of the piston are different, so that an asymmetric piston is formed.
  • an asymmetric piston is formed at unequal of formed in the skirt wall portion section angles between the pressure side and counter-pressure side creates a non-uniform profile of the X-shape of the box walls. At such unequal section angles, an asymmetric piston is created.
  • the dimensions of the shaft wall sections are the same, so that an approximately symmetrical piston is formed. With identical dimensions of the skirt wall sections of the pressure side and counter-pressure side thus creates an approximately symmetrical piston.
  • the dimensions of the shaft wall portions of the piston are different, so that an asymmetric piston is formed.
  • the skirt wall section on the pressure side and the skirt wall section on the counterpressure side differ in an asymmetric piston in that the one skirt wall section seen from the piston crown in the direction of stroke axis and connecting rod, ie in the direction of the piston underside, in each case at least one different dimension relative to the other skirt wall portion.
  • the one skirt wall section in the direction of the skirt wall section course has at least one different dimension with respect to the other skirt wall section.
  • the thickness of the shaft wall sections between the pressure side and counter-pressure side is the same, so that an approximately symmetrical piston is formed.
  • the thickness of the shaft wall sections refers to a plane that is perpendicular to the lifting axis.
  • the thickness of the shaft wall sections of the piston between the pressure side and counter-pressure side is different, so that an asymmetric piston is formed.
  • an asymmetric piston is formed.
  • the width of the box walls between the pressure side and counter-pressure side is the same, so that an approximately symmetrical piston is formed.
  • An approximately symmetrical piston arises from the fact that the mirror-image sides correspond with respect to a mirror plane.
  • the mirror plane is thereby formed by a plane which is spanned by the lifting axis and the axis of the pin boss, and another plane, wherein the further plane is spanned by the lifting axis and a transverse axis, said transverse axis transverse to the lifting axis and runs transversely to the axis of the pin boss.
  • the width of the box walls between the pressure side and counter-pressure side is different, so that an asymmetrical piston is formed.
  • the width of one box wall can vary in each case in mirror image relative to the mirror plane between the pressure side and the counterpressure side in the direction of the stroke axis relative to the other box wall.
  • it is possible with an asymmetrical piston that the width of the respective box wall with respect to the other box wall between the pressure side and counter-pressure side varies in the direction of the transverse axis.
  • the pin boss protrudes from the associated box wall in the direction of the piston outside.
  • a part of the pin boss is formed by the box wall itself.
  • the pin boss is therefore an integral part of the box wall, wherein there is no protrusion of the pin boss in the direction of the piston inside, that is piston center, and the box wall with the pin boss forms a single continuous surface based on the piston inside.
  • the box wall assumes the same shape as the pin boss surface in the area of the center of the piston. In the direction of the piston outer side, the main body of the respective pin boss extends from the respectively associated box wall itself.
  • the pin boss protrudes on the opposite side of the piston head on the box wall from the box wall.
  • a part of the pin boss extends out of the box wall in the area of the piston underside.
  • the piston has on the opposite side of the piston head, the surface of the box wall in the direction of the piston outside on the box wall to a covenant, which amplifies the box wall for receiving side forces.
  • a covenant may have as material accumulation both a round, oval, teardrop-shaped and / or any other shape.
  • the collar has transversely to the direction of the course of the pin boss and parallel to the course of the box walls of the same dimensions, so that equal collar characteristics between pressure side and counter-pressure side result, creating an approximately symmetrical piston.
  • a course transverse to the direction of the course of the pin boss and parallel to the course of the box walls, a course is defined by which the respective box wall from one side of the box wall, for example the side in the pressure side, to the opposite other side of the same box wall, for example the side in the area of the counter-pressure side, is passed through.
  • a reverse course is also possible from the side in the region of the counter-pressure side in the direction of the side in the region of the pressure side.
  • the dimensions of the collar are different transversely to the direction of the course of the pin boss and parallel to the course of the box walls, so that an asymmetric piston is formed.
  • unequal dimensions of the Federal each box wall side transverse to the direction of the course of the pin boss and parallel to the course of the box walls creates an asymmetric piston by unequal collar expression of the respective box wall.
  • the collar of a box wall to the collar of the other box wall in the corresponding area be different pronounced, so that thereby also forms an asymmetrical piston.
  • the piston head has at least one undercut which partially revolves the piston and which is reinforced by means of at least one rib.
  • a partially circulating undercut leads to a Reducing the weight of the piston and the at least one rib in the at least one region of the partially circumferential undercut simultaneously achieves a high rigidity of the piston.
  • a partially circumferential undercut in the region of the piston crown extends around a single box wall of the piston, wherein the undercut is arranged opposite the box wall in the direction of the piston outside.
  • the partially circumferential undercut may have an elongated, oval, round, teardrop-shaped and / or any other shape.
  • the rib may have a bead shape, wall shape, seam shape or the like.
  • the rib is arranged exclusively in the region of the partially circumferential undercut.
  • a rib is also arranged outside the region of the partially circumferential undercut.
  • the rib has the same or alternatively a corresponding configuration as the rib, which is arranged in the region of the partially circumferential undercut.
  • the rib, arranged in the region of the partially circumferential undercut fits into the rib, arranged outside the region of the partially circulating undercut, fitting over, so that a single rib thus forms in the piston.
  • a course in the direction of the course of the pin bosses is a course which runs perpendicular to the connection axis between the pressure side and the counterpressure side of the piston.
  • a course parallel to the course of the piston crown defines a course to a plane which runs parallel to the surface of the piston top in the region of the piston crown.
  • a waveform is to understand a course that is parallel to the course of the piston crown when viewed in the direction of the course of the pin bosses characterized in that the edge of the rib in the direction of pin bosses valleys and heights parallel to the piston head, the same and / or may be different. Furthermore, such a wave-shaped course may be periodic or aperiodic.
  • a sinusoidal wave-like course is also known by the term omega-shaped course. In a symmetrical course of the rib in the piston creates a symmetrical piston.
  • a profile transverse to the course of the piston crown defines a profile to a plane which extends transversely to the surface of the piston top in the region of the piston crown.
  • the course of the rib in the direction of the course of the pin bosses is different transversely and / or parallel to the course of the piston crown, so that an asymmetric piston is formed.
  • the profile of the rib is asymmetric wave-like, preferably asymmetric sinusoidally wave-like, in an asymmetrical piston.
  • the rib has the same dimensions in its course, so that an approximately symmetrical piston is formed.
  • the dimensions of the rib refers to the length of the rib relative to the piston head in the direction of the connecting rod, that is, piston underside, and / or to the thickness of the rib relative to a plane perpendicular to the lifting axis.
  • An approximately symmetrical piston thus results from the fact that the length of the rib and / or the thickness of the rib are the same for corresponding areas in the piston.
  • an approximately symmetrical piston is formed by the fact that, in the case of a plurality of ribs, these are equal to one another in the corresponding regions.
  • the dimensions of the rib in its course between the pressure side and counter-pressure side are different, so that an asymmetric piston is formed. Consequently, an asymmetrical piston arises because the rib has uneven dimensions in its course.
  • an asymmetrical piston is created by varying the dimensions of a plurality of different ribs in a piston.
  • the thickness of the rib in its course between the pressure side and counter-pressure side is the same, so that an approximately symmetrical piston is formed.
  • the thickness of the rib in its course between the pressure side and counter-pressure side is different, so that an asymmetric piston is formed.
  • connection region is a region between the annular field region and the piston crown region of the piston, this region being respectively related to the rear wall of the annular field region and the piston crown region.
  • the connection region is designed to be suitable for controlling the different lateral forces on the piston and / or the deformations of the piston during operation in an internal combustion engine.
  • the connection in the connection region preferably has at least one radius and / or at least one specific dimension.
  • the at least one connection is different from the region of the annular field to the region of the piston crown, so that an asymmetrical piston is produced.
  • the connection area on the side of the pressure side of the piston is larger in size, that is thicker, than the connection area on the side of the counter-pressure side, so that thereby occurring during operation of the piston lateral forces on the piston and / or deformations of the piston are better controlled.
  • the piston consists of at least two components, wherein a component has at least one piston head and the other component at least the box walls, wherein the area between the box walls and the piston head has at least one type of connection.
  • a two-part piston can be connected for example by means of a friction-welded connection, screw connection, press connection and / or the like.
  • the piston inner mold can be produced by means of a one-piece core, in particular castable.
  • a particularly simple and rapid production of the inner piston mold in the piston for example by means of the casting process is possible by, for example, the piston inner mold is molded directly by means of a one-piece moldable core during the casting of the entire piston.
  • the connecting rod has a trapezoidal shape in the region of the connecting-rod eye, wherein this connecting-rod eye receives the piston pin.
  • the shape of the connecting rod determines the shape and position of the respective box wall in the piston.
  • the connecting rod has two connecting rod eyes, of which the smaller in its dimensions connecting rod eye receives the piston pin. In the area of the smaller connecting rod eye, the connecting rod has a trapezoidal shape.
  • the angle of the trapezoidal shape of the connecting rod between 8 ° and 25 °, preferably between 15 ° and 20 °, per trapezoidal side extends.
  • FIG. 1 shows a section of a piston in a side view in section
  • Figure 2 a section of the piston in a view from Pleueloplasty in the direction
  • Figure 3 a section of the piston in a view from Pleueloplasty in the direction
  • Figure 4 a simplified representation of the course of the ribs
  • a piston 1 of an internal combustion engine is shown in simplified form as a section.
  • Figures 1 to 3 only the left side of the piston 1 is shown.
  • the piston 1 is shown in side view in section, wherein the cutting plane passes through a lifting axis 6 of the piston.
  • the A-A section and B-B section respectively extend through a plane which is spanned by a pin axis 8 and a transverse axis 7 of the piston 1 and is displaced parallel thereto.
  • the transverse axis 7 runs perpendicular to the pin axis 8 and the lifting axis 6.
  • the piston 1 is designed as a piston for an Otto internal combustion engine, wherein the piston 1 is formed as a one-piece component.
  • the piston 1 has a piston bottom 2.
  • the piston head 2 of the piston 1 in this case has a piston 1 completely circulating (simplified illustrated) ring field 3.
  • the piston 1 in the embodiment the same connections in the region of the rear wall of the region of the ring field 3 to the region of the piston head 2 out over the circumference of the piston 1 seen on.
  • the connection region 14 is the region between the respective rear wall of ring field 3 and piston crown 2.
  • the connection in the connection region 14 is formed as a radius.
  • the piston 1 has a shaft part arranged on the piston head 2, the shaft part in the exemplary embodiment having two load-bearing parts Shaft wall sections 4a, 4b has.
  • the one shaft wall portion 4a forms the pressure side in the embodiment and the other sheep wall portion 4b forms the counter-pressure side in the embodiment.
  • the two supporting shaft wall sections 4a, 4b are connected to each other over two opposite the piston outer diameter past inclined box walls 5.
  • a pin hub 9 for receiving a piston pin (not shown) is arranged in each case.
  • the inner surface of the pin boss 9 relative to the center of the piston that is, the lifting axis 6, flush with the surface of the associated box wall 5.
  • the respective pin boss 9 in the direction of the piston center that is in Direction Hubachse 6, bounded by the associated box wall 5, wherein according to Figures 1 to 3, the pin boss 9 does not protrude from the associated box wall 5.
  • the pin boss 9 is thus an integral part of the associated box wall 5 in the direction of the center of the piston 1.
  • the pin boss 9 protrudes from the associated box wall 5 in the direction of the piston outside. Furthermore, according to FIG. 1, the pin boss 9 protrudes from the directly opposite side of the piston head 2, that is to say from the piston head 2 in the direction of the connecting rod relative to the direction of the lifting axis 6 on the box wall 5 out of the box wall 5. Consequently, the pin boss 9 protrudes from the respective associated box wall 5 from the latter on the underside of the piston according to FIG.
  • the box wall 5 in the course transverse to the direction of the pin boss 9, that is transversely to the pin axis 8 and perpendicular to the lifting axis 6, a concave profile.
  • the two box walls 5 have a mirror-image corresponding concave profile such that approximately a uniform X-shape according to FIG. 4 results from the two box walls 5. This creates an approximately symmetrical piston. 1
  • the width b of the box walls 5 is the same between the pressure side and the counterpressure side, so that an approximately symmetrical piston 1 is thereby also produced.
  • the collar 1 1 transverse to the direction of the course of the bolt axis 8, that is thus in the direction of the transverse axis 7, and parallel to the course of the box walls 5 the same dimensions, so that equal federal characteristics between pressure side and counter-pressure side result, which also an approximately symmetrical piston 1 is formed.
  • the section angle 10 formed between each of the skirt wall sections 4a, 4b is the same between the pressure side and the counterpressure side, so that a uniform profile of the X-shape of the box walls 5 is produced, and thus also an approximately symmetrical piston 1 is formed.
  • the section angle 10 is thereby clamped between the lifting axis 6 and the contact points between the respective box wall 5 and the respective skirt wall section 4a, 4b according to FIG.
  • the dimensions of the two shaft wall sections 4a, 4b relative to the piston head 2 in the direction of the connecting rod with respect to the lifting axis 6 are the same, so that an approximately symmetrical piston 1 is formed.
  • FIG. 1 the dimensions of the two shaft wall sections 4a, 4b relative to the piston head 2 in the direction of the connecting rod with respect to the lifting axis 6 are the same, so that an approximately symmetrical piston 1 is formed.
  • the thickness d of the two shaft wall sections 4a, 4b is the same between the pressure side and the counterpressure side, so that as a result an approximately symmetrical piston 1 is also formed.
  • the X-shape of the two box walls 5 is formed according to the foregoing in the range of about the ring field 3 to the piston bottom.
  • the piston head 2 has two undercuts 12 that partially surround the piston 1.
  • the two undercuts 12 extend in the piston head 2 each with a constant radius about the lifting axis 6 radially in the region of the piston outside around the associated box wall 5 around.
  • the respective partially circulating undercut 12 is arranged in each case only around the associated box wall 5 in the region of the piston outer side according to FIGS. 2 and 3 in the piston 1.
  • the piston 1 has two ribs 13, which reinforce the two partially circulating undercuts 12 in the piston head 2 and thereby interrupt the respective circulation of the partially circulating undercut 12 by means of the respective rib 13 according to FIGS. 2 and 3.
  • the respective partially circulating undercut 12 is limited by the associated box wall 5 in circulation according to Figures 2 and 3.
  • the ribs 13 are arranged in each case in the region and additionally also outside the region of the partially circumferential undercut 12 so as to be suitable for one another.
  • the two ribs 13 drawn in FIGS. 2 and 3 have the same dimensions in their embodiment so that an approximately symmetrical piston 1 is produced.
  • a thickness k of the two ribs 13 is also shown. The thickness k of the respective rib 13 is equal in its course between the pressure side and counter-pressure side, so that an approximately symmetrical piston 1 is formed.
  • the ribs 13 according to Figure 2 and Figure 3 in the direction of the course of the pin bosses 9, ie in Bolzenachscardi, parallel to the course of the piston head 2 in the exemplary embodiment about a sinusoidal wave-like course, which is also periodically in the embodiment.
  • This sinusoidal waveform is periodic in the embodiment.
  • the course transverse to the piston head 2 refers to the direction of the lifting axis. 6
  • the piston 1 according to the invention is shown in a view from the piston underside in the direction of the piston head 2 with respect to the lifting axis 6 shown simplified, so that the approximately sinusoidal wave-like course of the two ribs 13 with respect to the two box walls 5 and the piston head 2 is clear. Further, the X-shape of the concave box walls 5 becomes clear.
  • the approximately symmetrical piston 1 illustrated in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 4 can be formed, for example, by different section angles 10 between pressure side and counterpressure side, different dimensions of the shaft wall sections 4a, 4b, different thicknesses d of the shaft wall sections 4a, 4b between pressure side and counterpressure side, different widths b Box walls 5 between the pressure side and counter-pressure side, different dimensions of the collar 1 1 transverse to the direction of the course of the pin boss 9 and parallel to the course of the box walls 5, different courses of the ribs 13 in the direction of the course of the pin bosses 9 transversely and / or parallel to the course of the piston crown 2, different connections from the region of the rear wall of the ring field 3 to the region of the rear wall of the piston crown 2 and / or formed by different dimensions of the ribs 13 in the course between pressure side and counter-pressure side as asymmetric piston 1 s one.
  • Such asymmetric piston 1 is not shown in Figures 1 to 4.
  • the internal combustion engine also has a connecting rod (not shown in FIGS. 1 to 4) which cooperates with the previously described piston 1 and has a shape to which the concave profile of the respective box wall 5 of the piston 1 is correspondingly adapted.
  • the connecting rod further comprises a connecting rod for receiving a piston pin.
  • the connecting rod has a further connecting rod eye, which receives the crankshaft of the internal combustion engine in the embodiment.
  • the connecting rod eye for receiving the piston pin is in the embodiment smaller in its diameter relative to the connecting rod eye that receives the crankshaft.
  • the connecting rod further has a trapezoidal shape in the region of the smaller connecting rod, this smaller connecting rod eye receives the piston pin, so that the connecting rod by means of a piston pin which is inserted through the pin bosses 9 of the piston 1 and the smaller connecting rod eye of the connecting rod on the piston 1 or the box walls 5 is movably arranged (not in the Figures 1 to 4 shown).
  • the connecting rod preferably has a straight trapezoidal shape in the region of the smaller connecting rod eye.
  • a straight trapezoidal shape means that the surfaces of the trapezoid are straight.
  • the box wall 5 is concavely curved in its course.
  • the smallest distance between the respective box wall 5 and trapezoidal connecting rods in the region of the smaller connecting rod eye can be determined.
  • the shape of the respective box wall 5 is adjusted.
  • the connecting rod has a trapezoidal shape which extends between 8 ° and 25 °, preferably between 15 ° and 20 °, per trapezoid side. The angle is measured between the longer of the two parallel sides of the trapezoid and one side of the trapezoid.
  • the pin boss 9 of the respective box wall 5 also has such a corresponding trapezoidal shape.
  • the box walls 5 in the area of the piston head 2 have approximately a profile parallel to the lifting axis 6 in the direction of the lifting axis 6 and viewed in the region of the respective pin boss 9 a course adapted to the connecting rod axis in the direction of the lifting axis 6. The one area goes into the other area appropriately.
  • the shape of the trapezoidal Pleuelnabenschräge approximately equal to or exactly equal to the shape of the respective pin boss 9 and the associated box wall.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a piston (1) of an internal combustion engine, which piston (1) has a piston head (2) with a ring field (3) and a skirt part which is arranged on the piston head (2), wherein the skirt part has at least two load-bearing skirt-wall sections (4a, 4b), and the load-bearing skirt-wall sections (4a, 4b) are connected to one another via at least two obliquely positioned box walls (5) which are set back with respect to the piston external diameter. In each case one pin boss (9) for receiving a piston pin is arranged in the box wall (5) and one skirt-wall section (4a) forms the pressure side and the other skirt-wall section (4b) forms the counter-pressure side. According to the invention that the inner surface of the pin boss (9), in relation to the piston centre, runs flushly with respect to the surface of the associated box wall (5), and the box wall (5) has a concave profile in the transverse extent with respect to the direction of the pin boss (9). Furthermore, the invention relates to a connecting rod of an internal combustion engine.

Description

B E S C H R E I B U N G  DESCRIPTION
Kolben und Pleuel für eine Brennkraftmaschine Piston and connecting rod for an internal combustion engine
Die Erfindung betrifft einen Kolben einer Brennkraftmaschine, der einen Kolbenboden mit einem Ringfeld sowie ein an dem Kolbenboden angeordnetes Schaftteil aufweist, wobei das Schaftteil zumindest zwei tragende Schaftwandabschnitte aufweist und die tragenden Schaftwand abschnitte über zumindest zwei gegenüber dem Kolbenaußendurchmesser zurückliegende schräg gestellte Kastenwände miteinander verbunden sind, wobei in der Kastenwand jeweils eine Bolzennabe zur Aufnahme eines Kolbenbolzens angeordnet ist und der eine Schaftwandabschnitt die Druckseite und der andere Schaftwandabschnitt die Gegendruckseite bildet. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Pleuel einer Brennkraftmaschine, aufweisend ein Pleuelauge zur Aufnahme eines Kolbenbolzens, wobei der Pleuel mit dem Kolben zusammenwirkt. The invention relates to a piston of an internal combustion engine, which has a piston crown with a ring field and arranged on the piston crown shaft part, wherein the shaft part has at least two supporting shaft wall sections and the supporting shaft wall sections are connected to each other via at least two opposite the piston outer diameter oblique box walls, wherein in each case a pin boss for receiving a piston pin is arranged in the box wall and forms a skirt wall portion of the pressure side and the other shaft wall portion of the counter-pressure side. Furthermore, the invention relates to a connecting rod of an internal combustion engine, comprising a connecting rod for receiving a piston pin, wherein the connecting rod cooperates with the piston.
Aus der DE 101 45 589 B4 ist ein Kolben bekannt, der einen Kolbenboden, ein Ringfeld sowie einen Kolbenschaft aufweist, bestehend aus tragenden Schaftwandabschnitten und zurückliegenden Verbindungswänden, die die Schaftwandabschnitte miteinander verbinden, und in Richtung einer Bolzenachse zu einer Kolbenachse zurückgesetzten Bolzennaben, welche die Verbindungswände durchdringen. In diesem Kolben sind die Verbindungswände im Bereich ihres umlaufenden unteren Randes konvex zu einer Achse und im Bereich ihres oberen Randes unterhalb des Ringfeldes konkav zu der Achse ausgebildet, wobei die Breite der Schaftwand abschnitte am unteren Rand in etwa der Breite der Schaftwandabschnitte unterhalb des Ringfeldes entspricht. Solche aus dem Stand der Technik bekannte Kolben unterliegen wegen der hohen Drehzahlen während des Betriebs in einer Brennkraftmaschine einer hohen Massenkraftbelastung. Eine durch konstruktive Maßnahmen durchgeführte Reduzierung des Kolbengewichts führt zu einer Reduzierung der oszillierenden Masse während des Betriebes in einer Brennkraftmaschine, wodurch auch die Massenkraftbelastung am Bauteil verringert wird. Aufgrund dieser durchgeführten Gewichtsreduzierung am Kolben kommt es jedoch nachteilig zu einer Steifigkeitsverringerung des Kolbens, was sich negativ auf das Betriebsverhalten des Kolbens in einer Brennkraftmaschine sowie auch negativ auf das Verschleiß- und Festigkeitsverhalten des Kolbens auswirkt. From DE 101 45 589 B4 a piston is known, which has a piston crown, a ring field and a piston shaft, consisting of supporting shaft wall sections and past connecting walls which connect the shaft wall sections together, and in the direction of a bolt axis to a piston axis recessed pin bosses, which Penetrate connecting walls. In this piston, the connecting walls in the region of its peripheral lower edge are convex to an axis and formed in the region of its upper edge below the ring field concave to the axis, wherein the width of the skirt wall sections at the bottom corresponds approximately to the width of the shaft wall sections below the ring field , Such known from the prior art pistons are subject to high mass load due to the high speeds during operation in an internal combustion engine. A reduction in the weight of the piston performed by design measures leads to a reduction of the oscillating mass during operation in an internal combustion engine, whereby the mass load on the component is also reduced. Due to this weight reduction performed on the piston, however, it is disadvantageous to a reduction in stiffness of the piston, which has a negative effect on the performance of the piston in an internal combustion engine as well as negative impact on the wear and strength behavior of the piston.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Gewicht des Kolbens so zu reduzieren, dass gleichzeitig eine ausreichende Steifigkeit des Kolbens beibehalten wird. Ferner ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Pleuel zur Verwendung mit einem solchen gewichtsoptimierten und mit hoher Steifigkeit ausgestatteten Kolben zu entwickeln. An object of the invention is, therefore, to reduce the weight of the piston so that at the same time a sufficient rigidity of the piston is maintained. Yet another object of the invention is to develop a connecting rod for use with such a weight optimized and high rigidity piston.
Die eine Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die innenliegende Fläche der Bolzennabe bezogen auf die Kolbenmitte bündig zur Fläche der zugehörigen Kastenwand verläuft und die Kastenwand im Verlauf quer zur Richtung der Bolzennabe einen konkaven Verlauf aufweist. Unter einem bündigen Verlauf ist gemeint, dass die Bolzennabe in Richtung Kolbenmitte integraler Bestandteil der Kastenwand ist und dass die Bolzennabe durch die Kastenwand begrenzt wird, wobei die Bolzennabe nicht aus der Kastenwand in Richtung Kolbenmitte hervorsteht. Ferner wird die weitere Aufgabe dadurch gelöst, dass der Pleuel eine Form aufweist, an die der konkave Verlauf der jeweiligen Kastenwand angepasst ist. The one object is achieved in that the inner surface of the pin boss relative to the center of the piston is flush with the surface of the associated box wall and the box wall has a concave course in the course transverse to the direction of the pin boss. By a flush course, it is meant that the bolt hub in the direction of the piston center is an integral part of the box wall and that the bolt hub is limited by the box wall, wherein the bolt hub does not protrude from the box wall in the direction of the piston center. Furthermore, the further object is achieved in that the connecting rod has a shape to which the concave profile of the respective box wall is adapted.
Vorteilhaft bei einem solchen erfindungsgemäßen Kolben ist, dass das Gewicht des Kolbens verringert wird, wobei gleichzeitig eine ausreichend hohe Steifigkeit des Kolbens durch den Verlauf der Kastenwand und die Anordnung der Bolzennabe im Kolben erreicht wird. Ferner werden vorteilhaft die Kraftabstände bei den oszillierenden Massenkräften und Gaskräften verringert, wodurch es zur Abstützungsabstandsverringerung der Bolzenreaktionskräfte kommt. Daneben wird durch den erfindungsgemäßen Kolben die Belastung durch Massenkräfte reduziert. Des Weiteren weist der erfindungsgemäße Kolben eine hohe Freßsicherheit, eine optimale Führung und ausreichende Abstützung beim Betrieb in einer Brennkraftmaschine auf. Durch das Anpassen des Kolbens an das Pleueldesign werden diese Effekte noch weiter verstärkt sowie verbessert. An advantage of such a piston according to the invention is that the weight of the piston is reduced, wherein at the same time a sufficiently high rigidity of the piston is achieved by the course of the box wall and the arrangement of the pin boss in the piston. Further advantageously, the force gaps in the oscillating inertial forces and gas forces are reduced, resulting in Abstützungsabstandsverringerung the bolt reaction forces. Next to it will be reduced by the piston according to the invention, the burden of inertial forces. Furthermore, the piston according to the invention has a high seizing resistance, optimum guidance and sufficient support during operation in an internal combustion engine. By adjusting the piston to the connecting rod design, these effects are further enhanced and improved.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens weisen die beiden Kastenwände einen konkaven, vorzugsweise einen sich spiegelbildlich entsprechenden konkaven, Verlauf derart auf, dass durch die beiden Kastenwände annähernd eine gleichförmige X-Form entsteht, so dass ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. Die X-Form wird dadurch gebildet, dass jeweils eine Kastenwand eine Seite des sich etwa ausbildenden X bildet, wobei die Kastenwände sich selbst nicht im Berührungspunkt der beiden X-Schenkelseiten berühren. In an advantageous embodiment of the piston, the two box walls have a concave, preferably a mirror-image corresponding concave, course such that by the two box walls approximately a uniform X-shape is formed, so that an approximately symmetrical piston is formed. The X-shape is formed by each forming a box wall one side of the approximately forming X, wherein the box walls do not touch each other at the point of contact of the two X-leg sides.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens weisen die beiden Kastenwände einen konkaven Verlauf derart auf, dass durch die beiden Kastenwände annähernd eine ungleichförmige X-Form entsteht, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. In a further advantageous alternative embodiment of the piston, the two box walls on a concave profile such that by the two box walls approximately a non-uniform X-shape is formed, so that an asymmetric piston is formed.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens ist der jeweils aus dem Schaftwandabschnitt gebildete Abschnittswinkel zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich, so dass dadurch ein gleichförmiger Verlauf der X-Form der Kastenwände entsteht und somit ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. Der erfindungsgemäße Kolben weist zwei Schaftwandabschnitte auf, von denen ein Schaftwandabschnitt die Druckseite und ein Schaftwandabschnitt die Gegendruckseite bildet. Der Abschnittswinkel der Druckseite und der Gegendruckseite wird jeweils zwischen den beiden Berührpunkten von zugehörigem Schaftwandabschnitt und den beiden zugehörigen Kastenwänden bezogen auf die Hubachse des Kolbens gemessen. Dabei verläuft die Hubachse des Kolbens in dessen Hubrichtung in der Brennkraftmaschine mittig durch den Kolben. In a further advantageous embodiment of the piston, the respective section angle formed between the pressure side and the counterpressure side of the shaft wall section is the same, thereby creating a uniform profile of the X-shape of the box walls and thus creating an approximately symmetrical piston. The piston according to the invention has two skirt wall sections, of which a skirt wall section forms the pressure side and a skirt wall section forms the counterpressure side. The section angle of the pressure side and the counter-pressure side is measured in each case between the two contact points of the associated shaft wall section and the two associated box walls with respect to the stroke axis of the piston. In this case, the stroke axis of the piston in the stroke direction in the internal combustion engine runs centrally through the piston.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens sind die Abschnittswinkel zwischen Druckseite und Gegendruckseite des Kolbens unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. Bei ungleichen von dem Schaftwandabschnitt gebildeten Abschnittswinkeln zwischen Druckseite und Gegendruckseite entsteht ein ungleichförmiger Verlauf der X-Form der Kastenwände. Bei solchen ungleichen Abschnittswinkeln entsteht ein asymmetrischer Kolben. In a further advantageous alternative embodiment of the piston, the section angle between the pressure side and counter-pressure side of the piston are different, so that an asymmetric piston is formed. At unequal of formed in the skirt wall portion section angles between the pressure side and counter-pressure side creates a non-uniform profile of the X-shape of the box walls. At such unequal section angles, an asymmetric piston is created.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens sind die Abmessungen der Schaftwandabschnitte gleich, so dass ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. Bei identischen Abmessungen der Schaftwand abschnitte von Druckseite und Gegendruckseite entsteht somit ein etwa symmetrischer Kolben. In a further advantageous embodiment of the piston, the dimensions of the shaft wall sections are the same, so that an approximately symmetrical piston is formed. With identical dimensions of the skirt wall sections of the pressure side and counter-pressure side thus creates an approximately symmetrical piston.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens sind die Abmessungen der Schaftwand abschnitte des Kolbens unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. Der Schaftwandabschnitt auf der Druckseite und der Schaftwandabschnitt auf der Gegendruckseite unterscheiden sich bei einem asymmetrischen Kolben darin, dass der eine Schaftwandabschnitt vom Kolbenboden in Richtung Hubachse und Pleuel gesehen, das heißt in Richtung Kolbenunterseite, jeweils zumindest eine unterschiedliche Abmessung gegenüber dem anderen Schaftwandabschnitt aufweist. Alternativ oder ergänzend weist bei einem asymmetrischen Kolben der eine Schaftwandabschnitt in Richtung Schaftwandabschnittverlauf gesehen jeweils zumindest eine unterschiedliche Abmessung gegenüber dem anderen Schaftwandabschnitt auf. In a further advantageous alternative embodiment of the piston, the dimensions of the shaft wall portions of the piston are different, so that an asymmetric piston is formed. The skirt wall section on the pressure side and the skirt wall section on the counterpressure side differ in an asymmetric piston in that the one skirt wall section seen from the piston crown in the direction of stroke axis and connecting rod, ie in the direction of the piston underside, in each case at least one different dimension relative to the other skirt wall portion. Alternatively or additionally, in the case of an asymmetrical piston, the one skirt wall section in the direction of the skirt wall section course has at least one different dimension with respect to the other skirt wall section.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens ist die Dicke der Schaftwandabschnitte zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich, so dass ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. Die Dicke der Schaftwandabschnitte bezieht sich dabei auf eine Ebene, die senkrecht zur Hubachse angeordnet ist. In a further advantageous embodiment of the piston, the thickness of the shaft wall sections between the pressure side and counter-pressure side is the same, so that an approximately symmetrical piston is formed. The thickness of the shaft wall sections refers to a plane that is perpendicular to the lifting axis.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens ist die Dicke der Schaftwandabschnitte des Kolbens zwischen Druckseite und Gegendruckseite unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. Bei ungleicher Dicke der Schaftwandabschnitte zwischen Druckseite und Gegendruckseite bezogen auf eine Ebene senkrecht zur Hubachse entsteht ein asymmetrischer Kolben. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens ist die Breite der Kastenwände zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich, so dass ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. Ein etwa symmetrischer Kolben entsteht dadurch, dass die spiegelbildlichen Seiten bezogen auf eine Spiegelebene sich entsprechen. Die Spiegelebene wird dabei durch eine Ebene, die durch die Hubachse und die Achse der Bolzennabe aufgespannt wird, und eine weitere Ebene gebildet, wobei die weitere Ebene durch die Hubachse und eine Quer-Achse aufgespannt wird, wobei diese Quer-Achse quer zur Hubachse und quer zur Achse der Bolzennabe verläuft. In a further advantageous alternative embodiment of the piston, the thickness of the shaft wall sections of the piston between the pressure side and counter-pressure side is different, so that an asymmetric piston is formed. With unequal thickness of the shaft wall sections between the pressure side and counterpressure side with respect to a plane perpendicular to the stroke axis, an asymmetric piston is formed. In a further advantageous embodiment of the piston, the width of the box walls between the pressure side and counter-pressure side is the same, so that an approximately symmetrical piston is formed. An approximately symmetrical piston arises from the fact that the mirror-image sides correspond with respect to a mirror plane. The mirror plane is thereby formed by a plane which is spanned by the lifting axis and the axis of the pin boss, and another plane, wherein the further plane is spanned by the lifting axis and a transverse axis, said transverse axis transverse to the lifting axis and runs transversely to the axis of the pin boss.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens ist die Breite der Kastenwände zwischen Druckseite und Gegendruckseite unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. Bei einem asymmetrischen Kolben kann die Breite der einen Kastenwand jeweils spiegelbildlich bezogen auf die Spiegelebene zwischen Druckseite und Gegendruckseite in Richtung Hubachse gegenüber der anderen Kastenwand variieren. Alternativ oder ergänzend ist es bei einem asymmetrischen Kolben möglich, dass die Breite der jeweiligen Kastenwand gegenüber der anderen Kastenwand zwischen Druckseite und Gegendruckseite in Richtung der Quer-Achse variiert. In a further advantageous alternative embodiment of the piston, the width of the box walls between the pressure side and counter-pressure side is different, so that an asymmetrical piston is formed. In the case of an asymmetric piston, the width of one box wall can vary in each case in mirror image relative to the mirror plane between the pressure side and the counterpressure side in the direction of the stroke axis relative to the other box wall. Alternatively or additionally, it is possible with an asymmetrical piston, that the width of the respective box wall with respect to the other box wall between the pressure side and counter-pressure side varies in the direction of the transverse axis.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens steht die Bolzennabe aus der zugehörigen Kastenwand in Richtung Kolbenaußenseite hervor. Dadurch wird ein Teil der Bolzennabe durch die Kastenwand selbst gebildet. Die Bolzennabe ist folglich integraler Bestandteil der Kastenwand, wobei es zu keinem Hervorstehen der Bolzennabe in Richtung Kolbeninnenseite, das heißt Kolbenmitte, kommt und die Kastenwand mit der Bolzennabe eine einzige durchgehende Fläche bezogen auf die Kolbeninnenseite bildet. Die Kastenwand nimmt dabei im Bereich der Kolbenmitte die gleiche Form wie die Bolzennabenfläche an. In Richtung Kolbenaußenseite erstreckt sich der Hauptkörper der jeweiligen Bolzennabe aus der jeweils zugehörigen Kastenwand selbst. In a further advantageous embodiment of the piston, the pin boss protrudes from the associated box wall in the direction of the piston outside. As a result, a part of the pin boss is formed by the box wall itself. The pin boss is therefore an integral part of the box wall, wherein there is no protrusion of the pin boss in the direction of the piston inside, that is piston center, and the box wall with the pin boss forms a single continuous surface based on the piston inside. The box wall assumes the same shape as the pin boss surface in the area of the center of the piston. In the direction of the piston outer side, the main body of the respective pin boss extends from the respectively associated box wall itself.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens steht die Bolzennabe auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbenbodens an der Kastenwand aus der Kastenwand hervor. Dadurch erstreckt sich ein Teil der Bolzennabe aus der Kastenwand im Bereich der Kolbenunterseite heraus. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens weist auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbenbodens die Fläche der Kastenwand in Richtung Kolbenaußenseite an der Kastenwand einen Bund auf, der zur Aufnahme von Seitenkräften die Kastenwand verstärkt. Ein solcher Bund kann als Materialanhäufung sowohl eine runde, ovale, tropfenförmige und/oder beliebig andere Form aufweisen. In a further advantageous embodiment of the piston, the pin boss protrudes on the opposite side of the piston head on the box wall from the box wall. As a result, a part of the pin boss extends out of the box wall in the area of the piston underside. In a further advantageous embodiment of the piston has on the opposite side of the piston head, the surface of the box wall in the direction of the piston outside on the box wall to a covenant, which amplifies the box wall for receiving side forces. Such a covenant may have as material accumulation both a round, oval, teardrop-shaped and / or any other shape.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens weist der Bund quer zur Richtung des Verlaufs der Bolzennabe und parallel zum Verlauf der Kastenwände gleiche Abmessungen auf, so dass sich gleiche Bundausprägungen zwischen Druckseite und Gegendruckseite ergeben, wodurch ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. Mittels eines Verlaufs quer zur Richtung des Verlaufs der Bolzennabe und parallel zum Verlauf der Kastenwände ist ein Verlauf definiert, mittels dem die jeweilige Kastenwand von einer Seite der Kastenwand, beispielsweise die Seite im Bereich der Druckseite, zur gegenüberliegenden anderen Seite derselben Kastenwand, beispielsweise die Seite im Bereich der Gegendruckseite, durchlaufen wird. Alternativ ist ein umgekehrter Verlauf auch von der Seite im Bereich der Gegendruckseite in Richtung der Seite im Bereich der Druckseite möglich. In a further advantageous embodiment of the piston, the collar has transversely to the direction of the course of the pin boss and parallel to the course of the box walls of the same dimensions, so that equal collar characteristics between pressure side and counter-pressure side result, creating an approximately symmetrical piston. By means of a course transverse to the direction of the course of the pin boss and parallel to the course of the box walls, a course is defined by which the respective box wall from one side of the box wall, for example the side in the pressure side, to the opposite other side of the same box wall, for example the side in the area of the counter-pressure side, is passed through. Alternatively, a reverse course is also possible from the side in the region of the counter-pressure side in the direction of the side in the region of the pressure side.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens sind die Abmessungen des Bundes quer zur Richtung des Verlaufs der Bolzennabe und parallel zum Verlauf der Kastenwände unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. Bei ungleichen Abmessungen des Bundes jeder Kastenwandseite quer zur Richtung des Verlaufs der Bolzennabe und parallel zum Verlauf der Kastenwände entsteht ein asymmetrischer Kolben durch ungleiche Bundausprägung der jeweiligen Kastenwand. Alternativ oder ergänzend kann der Bund der einen Kastenwand zu dem Bund der anderen Kastenwand im korrespondierenden Bereich unterschiedlich ausgeprägt sein, so dass sich dadurch auch ein asymmetrischer Kolben ausbildet. In a further advantageous alternative embodiment of the piston, the dimensions of the collar are different transversely to the direction of the course of the pin boss and parallel to the course of the box walls, so that an asymmetric piston is formed. With unequal dimensions of the Federal each box wall side transverse to the direction of the course of the pin boss and parallel to the course of the box walls creates an asymmetric piston by unequal collar expression of the respective box wall. Alternatively or additionally, the collar of a box wall to the collar of the other box wall in the corresponding area be different pronounced, so that thereby also forms an asymmetrical piston.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens weist der Kolbenboden zumindest einen den Kolben teilumlaufenden Hinterschnitt auf, der mittels zumindest einer Rippe verstärkt ist. Ein solcher teilumlaufender Hinterschnitt führt zu einer Reduzierung des Gewichts des Kolbens und durch die zumindest eine Rippe in dem zumindest einen Bereich des teilumlaufenden Hinterschnitts wird gleichzeitig eine hohe Steifigkeit des Kolbens erreicht. Bevorzugt verläuft dabei ein teilumlaufender Hinterschnitt im Bereich des Kolbenbodens um eine einzige Kastenwand des Kolbens herum, wobei dabei der Hinterschnitt gegenüber der Kastenwand in Richtung der Kolbenaußenseite angeordnet ist. Der teilumlaufende Hinterschnitt kann dabei eine längliche, ovale, runde, tropfenförmige und/oder beliebige andere Form aufweisen. Die Rippe kann dabei eine Wulstform, Mauerform, Nahtform oder dergleichen aufweisen. In a further advantageous embodiment of the piston, the piston head has at least one undercut which partially revolves the piston and which is reinforced by means of at least one rib. Such a partially circulating undercut leads to a Reducing the weight of the piston and the at least one rib in the at least one region of the partially circumferential undercut simultaneously achieves a high rigidity of the piston. Preferably, a partially circumferential undercut in the region of the piston crown extends around a single box wall of the piston, wherein the undercut is arranged opposite the box wall in the direction of the piston outside. The partially circumferential undercut may have an elongated, oval, round, teardrop-shaped and / or any other shape. The rib may have a bead shape, wall shape, seam shape or the like.
Dabei ist es möglich, dass die Rippe ausschließlich im Bereich des teilumlaufenden Hinterschnitts angeordnet ist. Ergänzend ist es möglich, dass eine Rippe auch außerhalb des Bereichs des teilumlaufenden Hinterschnitts angeordnet ist. Bevorzugt weist die Rippe außerhalb des Bereichs des teilumlaufenden Hinterschnitts die gleiche oder alternativ eine korrespondierende Ausgestaltung wie die Rippe auf, die im Bereich des teilumlaufenden Hinterschnitts angeordnet ist. Besonders bevorzugt geht die Rippe, angeordnet im Bereich des teilumlaufenden Hinterschnitts, in die Rippe, angeordnet außerhalb des Bereichs des teilumlaufenden Hinterschnitts, passend über, so dass sich somit eine einzige Rippe im Kolben ausbildet. It is possible that the rib is arranged exclusively in the region of the partially circumferential undercut. In addition, it is possible that a rib is also arranged outside the region of the partially circumferential undercut. Preferably, outside the region of the partially circumferential undercut, the rib has the same or alternatively a corresponding configuration as the rib, which is arranged in the region of the partially circumferential undercut. Particularly preferably, the rib, arranged in the region of the partially circumferential undercut, fits into the rib, arranged outside the region of the partially circulating undercut, fitting over, so that a single rib thus forms in the piston.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens weist die Rippe in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben parallel zum Verlauf des Kolbenbodens einen wellenförmigen, vorzugsweise einen sinusförmigen wellenartigen, Verlauf auf. Ein Verlauf in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben ist ein Verlauf, der senkrecht zur Verbindungachse zwischen Druckseite und Gegendruckseite des Kolbens verläuft. Ein Verlauf parallel zum Verlauf des Kolbenbodens definiert einen Verlauf zu einer Ebene, die parallel zu der Fläche der Kolbenoberseite im Bereich des Kolbenbodens verläuft. Unter einer Wellenform ist dabei ein Verlauf zu verstehen, der bei Betrachtung in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben parallel zum Verlauf des Kolbenbodens dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kante der Rippe im Verlauf in Richtung Bolzennaben Täler und Höhen parallel zum Kolbenboden aufweist, die gleich und/oder unterschiedlich ausgeprägt seien können. Ferner kann ein solcher wellenförmiger Verlauf periodisch oder aperiodisch sein. Ein sinusförmiger wellenartiger Verlauf ist auch unter dem Begriff Omega-förmiger Verlauf bekannt. Bei einem symmetrischen Verlauf der Rippe im Kolben entsteht ein symmetrischer Kolben. In a further advantageous embodiment of the piston, the rib in the direction of the course of the pin bosses parallel to the course of the piston crown on a wave-shaped, preferably a sinusoidal wave-like, course. A course in the direction of the course of the pin bosses is a course which runs perpendicular to the connection axis between the pressure side and the counterpressure side of the piston. A course parallel to the course of the piston crown defines a course to a plane which runs parallel to the surface of the piston top in the region of the piston crown. Under a waveform is to understand a course that is parallel to the course of the piston crown when viewed in the direction of the course of the pin bosses characterized in that the edge of the rib in the direction of pin bosses valleys and heights parallel to the piston head, the same and / or may be different. Furthermore, such a wave-shaped course may be periodic or aperiodic. A sinusoidal wave-like course is also known by the term omega-shaped course. In a symmetrical course of the rib in the piston creates a symmetrical piston.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens weist die Rippe in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben quer zum Verlauf des Kolbenbodens einen wellenförmigen, vorzugsweise einen sinusförmigen wellenartigen, Verlauf auf. Ein Verlauf quer zum Verlauf des Kolbenbodens definiert einen Verlauf zu einer Ebene, die quer zu der Fläche der Kolbenoberseite im Bereich des Kolbenbodens verläuft. Unter einer Wellenform in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben quer zum Verlauf des Kolbenbodens ist dabei ein Verlauf zu verstehen, der bei Betrachtung in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben quer zum Verlauf des Kolbenbodens dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kante der Rippe im Verlauf in Richtung der Bolzennaben Täler und Höhen quer zum Kolbenboden aufweist, die gleich und/oder unterschiedlich ausgeprägt seien können. Ferner kann ein solcher wellenförmiger Verlauf periodisch oder aperiodisch sein. Bei einem symmetrischen Verlauf der Rippe im Kolben entsteht ein symmetrischer Kolben. In a further advantageous embodiment of the piston, the rib in the direction of the course of the pin bosses transverse to the course of the piston crown on a wave-shaped, preferably a sinusoidal wave-like, course. A profile transverse to the course of the piston crown defines a profile to a plane which extends transversely to the surface of the piston top in the region of the piston crown. Under a waveform in the direction of the course of the pin bosses transverse to the course of the piston head is to understand a course that is when viewed in the direction of the course of the pin bosses transverse to the course of the piston head, characterized in that the edge of the rib in the direction of the pin bosses Valleys and heights transverse to the piston crown, which may be the same and / or different. Furthermore, such a wave-shaped course may be periodic or aperiodic. In a symmetrical course of the rib in the piston creates a symmetrical piston.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens ist der Verlauf der Rippe in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben quer und/oder parallel zum Verlauf des Kolbenbodens unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. Beispielsweise ist der Verlauf der Rippe asymmetrisch wellenartig, bevorzugt asymmetrisch sinusförmig wellenartig, bei einem asymmetrischen Kolben. In a further advantageous alternative embodiment of the piston, the course of the rib in the direction of the course of the pin bosses is different transversely and / or parallel to the course of the piston crown, so that an asymmetric piston is formed. For example, the profile of the rib is asymmetric wave-like, preferably asymmetric sinusoidally wave-like, in an asymmetrical piston.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens weist die Rippe in ihrem Verlauf gleiche Abmessungen auf, so dass ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. Die Abmessungen der Rippe bezieht sich dabei auf die Länge der Rippe bezogen vom Kolbenboden in Richtung Pleuel, das heißt Kolbenunterseite, und/oder auf die Dicke der Rippe bezogen auf eine Ebene senkrecht zur Hubachse. Ein etwa symmetrischer Kolben entsteht folglich dadurch, dass die Länge der Rippe und/oder die Dicke der Rippe jeweils bei korrespondierenden Bereichen im Kolben gleich sind. Alternativ oder ergänzend entsteht ein etwa symmetrischer Kolben dadurch, dass bei mehreren Rippen diese zueinander in den korrespondierenden Bereichen gleich sind. In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens sind die Abmessungen der Rippe in ihrem Verlauf zwischen Druckseite und Gegendruckseite unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. Ein asymmetrischer Kolben entsteht folglich dadurch, dass die Rippe in ihrem Verlauf ungleiche Abmessungen aufweist. Alternativ oder ergänzend entsteht ein asymmetrischer Kolben durch eine Variation der Abmessungen von mehreren unterschiedlichen Rippen in einem Kolben. In a further advantageous embodiment of the piston, the rib has the same dimensions in its course, so that an approximately symmetrical piston is formed. The dimensions of the rib refers to the length of the rib relative to the piston head in the direction of the connecting rod, that is, piston underside, and / or to the thickness of the rib relative to a plane perpendicular to the lifting axis. An approximately symmetrical piston thus results from the fact that the length of the rib and / or the thickness of the rib are the same for corresponding areas in the piston. Alternatively or additionally, an approximately symmetrical piston is formed by the fact that, in the case of a plurality of ribs, these are equal to one another in the corresponding regions. In a further advantageous alternative embodiment of the piston, the dimensions of the rib in its course between the pressure side and counter-pressure side are different, so that an asymmetric piston is formed. Consequently, an asymmetrical piston arises because the rib has uneven dimensions in its course. Alternatively or additionally, an asymmetrical piston is created by varying the dimensions of a plurality of different ribs in a piston.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens ist die Dicke der Rippe in ihrem Verlauf zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich, so dass ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. In a further advantageous embodiment of the piston, the thickness of the rib in its course between the pressure side and counter-pressure side is the same, so that an approximately symmetrical piston is formed.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens ist die Dicke der Rippe in ihrem Verlauf zwischen Druckseite und Gegendruckseite unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. In a further advantageous alternative embodiment of the piston, the thickness of the rib in its course between the pressure side and counter-pressure side is different, so that an asymmetric piston is formed.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die zumindest eine Anbindung von dem Bereich des Ringfeldes zum Bereich des Kolbenbodens hin gleich, so dass ein etwa symmetrischer Kolben entsteht. Der Anbindungsbereich ist ein Bereich zwischen Ringfeldbereich und Kolbenbodenbereich des Kolbens, wobei dieser Bereich jeweils auf die Rückwand von Ringfeldbereich und Kolbenbodenbereich bezogen ist. Der Anbindungsbereich ist zur Beherrschung der unterschiedlichen Seitenkräfte auf den Kolben und/oder der Verformungen des Kolbens während des Betriebs in einer Brennkraftmaschine passend gestaltet. Die Anbindung im Anbindungsbereich weist dazu bevorzugt zumindest einen Radius und/oder zumindest eine bestimmte Abmessung auf. In a further advantageous embodiment, the at least one connection from the region of the ring field to the region of the piston crown is the same, so that an approximately symmetrical piston is produced. The connection region is a region between the annular field region and the piston crown region of the piston, this region being respectively related to the rear wall of the annular field region and the piston crown region. The connection region is designed to be suitable for controlling the different lateral forces on the piston and / or the deformations of the piston during operation in an internal combustion engine. For this purpose, the connection in the connection region preferably has at least one radius and / or at least one specific dimension.
In einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung des Kolbens ist die zumindest eine Anbindung von dem Bereich des Ringfeldes zum Bereich des Kolbenbodens hin unterschiedlich, so dass ein asymmetrischer Kolben entsteht. Bei einem asymmetrischen Kolben ist beispielsweise der Anbindungsbereich auf der Seite der Druckseite des Kolbens von seinen Abmessungen her größer, das heißt dicker, ausgebildet als der Anbindungsbereich auf der Seite der Gegendruckseite, so dass dadurch die während des Betriebs des Kolbens auftretenden Seitenkräfte auf den Kolben und/oder Verformungen des Kolbens besser beherrschbar sind. Alternativ oder ergänzend ist es beispielsweise auch möglich, den Radius der Anbindung im Anbindungsbereich zu verändern, so dass dadurch auch ein asymmetrischer Kolben entsteht. In a further advantageous alternative embodiment of the piston, the at least one connection is different from the region of the annular field to the region of the piston crown, so that an asymmetrical piston is produced. In an asymmetric piston, for example, the connection area on the side of the pressure side of the piston is larger in size, that is thicker, than the connection area on the side of the counter-pressure side, so that thereby occurring during operation of the piston lateral forces on the piston and / or deformations of the piston are better controlled. Alternatively or additionally, it is also possible, for example, to change the radius of the connection in the connection region, so that an asymmetrical piston is thereby produced as well.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens besteht der Kolben aus zumindest zwei Bauteilen, wobei ein Bauteil zumindest einen Kolbenboden und das andere Bauteil zumindest die Kastenwände aufweist, wobei der Bereich zwischen den Kastenwänden und dem Kolbenboden zumindest eine Art von Verbindung aufweist. Ein solcher zweiteiliger Kolben kann beispielsweise mittels einer Reibschweißverbindung, Schraubenverbindung, Pressverbindung und/oder dergleichen verbunden werden. In a further advantageous embodiment of the piston, the piston consists of at least two components, wherein a component has at least one piston head and the other component at least the box walls, wherein the area between the box walls and the piston head has at least one type of connection. Such a two-part piston can be connected for example by means of a friction-welded connection, screw connection, press connection and / or the like.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens ist die Kolbeninnenform mittels eines einteiligen Kerns herstellbar, insbesondere gießbar. Dadurch ist eine besonders einfache und schnelle Herstellung der Kolbeninnenform in dem Kolben beispielsweise mittels des Gießverfahrens möglich, indem beispielsweise die Kolbeninnenform mittels eines einteilig ausformbaren Kerns während des Gießens des gesamten Kolbens direkt mit gegossen wird. In a further advantageous embodiment of the piston, the piston inner mold can be produced by means of a one-piece core, in particular castable. As a result, a particularly simple and rapid production of the inner piston mold in the piston, for example by means of the casting process is possible by, for example, the piston inner mold is molded directly by means of a one-piece moldable core during the casting of the entire piston.
Der Pleuel weist in einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Trapezform im Bereich des Pleuelauges auf, wobei dieses Pleuelauge den Kolbenbolzen aufnimmt. Die Form des Pleuels bestimmt die Form und Lage der jeweiligen Kastenwand in dem Kolben. Bevorzugt weist der Pleuel zwei Pleuelaugen auf, von denen das in seinen Abmessungen kleinere Pleuelauge den Kolbenbolzen aufnimmt. In dem Bereich des kleineren Pleuelauges weist der Pleuel eine Trapezform auf. In an advantageous embodiment, the connecting rod has a trapezoidal shape in the region of the connecting-rod eye, wherein this connecting-rod eye receives the piston pin. The shape of the connecting rod determines the shape and position of the respective box wall in the piston. Preferably, the connecting rod has two connecting rod eyes, of which the smaller in its dimensions connecting rod eye receives the piston pin. In the area of the smaller connecting rod eye, the connecting rod has a trapezoidal shape.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels erstreckt sich der Winkel der Trapezform des Pleuels zwischen 8 ° und 25 °, vorzugsweise zwischen 15 ° und 20 °, je Trapezseite. In a further advantageous embodiment of the connecting rod, the angle of the trapezoidal shape of the connecting rod between 8 ° and 25 °, preferably between 15 ° and 20 °, per trapezoidal side extends.
In den vier Figuren ist eine bevorzugte Ausgestaltung gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigen Figur 1 : einen Ausschnitt eines Kolbens in Seitenansicht im Schnitt, In the four figures, a preferred embodiment according to the invention is shown. Show it FIG. 1 shows a section of a piston in a side view in section;
Figur 2: einen Ausschnitt des Kolbens in Ansicht aus Pleuelrichtung in Richtung Figure 2: a section of the piston in a view from Pleuelrichtung in the direction
Kolbenboden gesehen im Schnitt A-A,  Piston crown seen in section A-A,
Figur 3: einen Ausschnitt des Kolbens in Ansicht aus Pleuelrichtung in Richtung Figure 3: a section of the piston in a view from Pleuelrichtung in the direction
Kolbenboden gesehen im Schnitt B-B und  Piston bottom seen in section B-B and
Figur 4: eine vereinfachte Darstellung des Verlaufs der Rippen und Figure 4: a simplified representation of the course of the ribs and
Kastenwände im Kolben.  Box walls in the piston.
In den drei Figuren 1 bis 3 ist jeweils nur eine Seite eines Kolben 1 einer Brennkraftmaschine als Ausschnitt vereinfacht dargestellt. Gemäß den Figuren 1 bis 3 ist nur die linke Seite des Kolbens 1 dargestellt. Gemäß Figur 1 ist der Kolben 1 in Seitenansicht im Schnitt dargestellt, wobei die Schnittebene durch eine Hubachse 6 des Kolbens verläuft. Gemäß den Figuren 2 und 3 verläuft der A-A Schnitt und B-B Schnitt jeweils durch eine Ebene, die von einer Bolzenachse 8 und einer Quer-Achse 7 des Kolbens 1 aufgespannt wird und parallel dazu verschoben wird. Die Quer- Achse 7 verläuft dabei senkrecht zu der Bolzenachse 8 und der Hubachse 6. Im Ausführungsbeispiel ist der Kolben 1 als Kolben für eine Ottobrennkraftmaschine ausgebildet, wobei der Kolben 1 als einteiliges Bauteil ausgebildet ist. In the three figures 1 to 3 only one side of a piston 1 of an internal combustion engine is shown in simplified form as a section. According to Figures 1 to 3, only the left side of the piston 1 is shown. According to Figure 1, the piston 1 is shown in side view in section, wherein the cutting plane passes through a lifting axis 6 of the piston. According to FIGS. 2 and 3, the A-A section and B-B section respectively extend through a plane which is spanned by a pin axis 8 and a transverse axis 7 of the piston 1 and is displaced parallel thereto. The transverse axis 7 runs perpendicular to the pin axis 8 and the lifting axis 6. In the exemplary embodiment, the piston 1 is designed as a piston for an Otto internal combustion engine, wherein the piston 1 is formed as a one-piece component.
Gemäß Figur 1 weist der Kolben 1 einen Kolbenboden 2 auf. Der Kolbenboden 2 des Kolbens 1 weist dabei ein den Kolben 1 vollständig umlaufendes (vereinfacht dargestelltes) Ringfeld 3 auf. Gemäß Figur 1 weist der Kolben 1 im Ausführungsbeispiel gleiche Anbindungen im Bereich der Rückwand von dem Bereich des Ringfeldes 3 zum Bereich des Kolbenbodens 2 hin über den Umfang des Kolbens 1 gesehen auf. Der Anbindungsbereich 14 ist der Bereich zwischen jeweiliger Rückwand von Ringfeld 3 und Kolbenboden 2. Im Ausführungsbeispiel ist gemäß Figur 1 die Anbindung im Anbindungsbereich 14 als Radius ausgebildet. According to FIG. 1, the piston 1 has a piston bottom 2. The piston head 2 of the piston 1 in this case has a piston 1 completely circulating (simplified illustrated) ring field 3. According to Figure 1, the piston 1 in the embodiment, the same connections in the region of the rear wall of the region of the ring field 3 to the region of the piston head 2 out over the circumference of the piston 1 seen on. The connection region 14 is the region between the respective rear wall of ring field 3 and piston crown 2. In the exemplary embodiment, according to FIG. 1, the connection in the connection region 14 is formed as a radius.
Gemäß Figur 3 weist der Kolben 1 ein an dem Kolbenboden 2 angeordnetes Schaftteil auf, wobei das Schaftteil im Ausführungsbeispiel zwei tragende Schaftwandabschnitte 4a, 4b aufweist. Der eine Schaftwandabschnitt 4a bildet im Ausführungsbeispiel die Druckseite und der andere Schafwandabschnitt 4b bildet im Ausführungsbeispiel die Gegendruckseite. According to FIG. 3, the piston 1 has a shaft part arranged on the piston head 2, the shaft part in the exemplary embodiment having two load-bearing parts Shaft wall sections 4a, 4b has. The one shaft wall portion 4a forms the pressure side in the embodiment and the other sheep wall portion 4b forms the counter-pressure side in the embodiment.
Gemäß den Figuren 1 bis 3 sind die beiden tragenden Schaftwand abschnitte 4a, 4b über zwei gegenüber dem Kolbenaußendurchmesser zurückliegende schräggestellte Kastenwände 5 miteinander verbunden. According to Figures 1 to 3, the two supporting shaft wall sections 4a, 4b are connected to each other over two opposite the piston outer diameter past inclined box walls 5.
In der Kastenwand 5 ist jeweils eine Bolzennabe 9 zur Aufnahme eines (nicht dargestellten) Kolbenbolzens angeordnet. Gemäß den Figuren 1 bis 3 verläuft die innenliegende Fläche der Bolzennabe 9 bezogen auf die Kolbenmitte, das heißt die Hubachse 6, bündig zur Fläche der zugehörigen Kastenwand 5. Gemäß den Figuren 1 bis 3 wird die jeweilige Bolzennabe 9 in Richtung Kolbenmitte, das heißt in Richtung Hubachse 6, durch die zugehörige Kastenwand 5 begrenzt, wobei gemäß den Figuren 1 bis 3 die Bolzennabe 9 nicht aus der zugehörigen Kastenwand 5 hervorsteht. Die Bolzennabe 9 ist somit integraler Bestandteil der zugehörigen Kastenwand 5 in Richtung Mitte des Kolbens 1 . In the box wall 5, a pin hub 9 for receiving a piston pin (not shown) is arranged in each case. According to Figures 1 to 3, the inner surface of the pin boss 9 relative to the center of the piston, that is, the lifting axis 6, flush with the surface of the associated box wall 5. According to Figures 1 to 3, the respective pin boss 9 in the direction of the piston center, that is in Direction Hubachse 6, bounded by the associated box wall 5, wherein according to Figures 1 to 3, the pin boss 9 does not protrude from the associated box wall 5. The pin boss 9 is thus an integral part of the associated box wall 5 in the direction of the center of the piston 1.
Gemäß Figur 1 steht die Bolzennabe 9 aus der zugehörigen Kastenwand 5 in Richtung Kolbenaußenseite hervor. Des Weiteren steht gemäß Figur 1 die Bolzennabe 9 aus der direkt gegenüberliegenden Seite des Kolbenbodens 2, das heißt vom Kolbenboden 2 in Richtung Pleuel bezogen auf die Richtung der Hubachse 6, an der Kastenwand 5 aus der Kastenwand 5 hervor. Die Bolzennabe 9 steht demzufolge an der jeweils zugehörigen Kastenwand 5 aus dieser an der Kolbenunterseite gemäß Figur 1 hervor. According to Figure 1, the pin boss 9 protrudes from the associated box wall 5 in the direction of the piston outside. Furthermore, according to FIG. 1, the pin boss 9 protrudes from the directly opposite side of the piston head 2, that is to say from the piston head 2 in the direction of the connecting rod relative to the direction of the lifting axis 6 on the box wall 5 out of the box wall 5. Consequently, the pin boss 9 protrudes from the respective associated box wall 5 from the latter on the underside of the piston according to FIG.
Ferner weist gemäß den Figuren 2 und 3 die Kastenwand 5 im Verlauf quer zur Richtung der Bolzennabe 9, das heißt quer zur Bolzenachse 8 und senkrecht zur Hubachse 6, einen konkaven Verlauf auf. Im Ausführungsbeispiel weisen die beiden Kastenwände 5 einen spiegelbildlich entsprechenden konkaven Verlauf derart auf, dass durch die beiden Kastenwände 5 annähernd eine gleichförmige X-Form gemäß Figur 4 entsteht. Dadurch entsteht ein etwa symmetrischer Kolben 1 . Gemäß den Figuren 1 bis 3 ist des Weiteren die Breite b der Kastenwände 5 zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich, so dass dadurch auch ein etwa symmetrischer Kolben 1 entsteht. Further, according to Figures 2 and 3, the box wall 5 in the course transverse to the direction of the pin boss 9, that is transversely to the pin axis 8 and perpendicular to the lifting axis 6, a concave profile. In the exemplary embodiment, the two box walls 5 have a mirror-image corresponding concave profile such that approximately a uniform X-shape according to FIG. 4 results from the two box walls 5. This creates an approximately symmetrical piston. 1 According to FIGS. 1 to 3, furthermore, the width b of the box walls 5 is the same between the pressure side and the counterpressure side, so that an approximately symmetrical piston 1 is thereby also produced.
Gemäß Figur 1 weist auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbenbodens 2, das heißt vom Kolbenboden 2 in Richtung Pleuel bezogen auf die Hubachse 6 gesehen, die Fläche der Kastenwand 5 in Richtung Kolbenaußenseite an der Kastenwand 5 einen Bund 1 1 auf, der zur Aufnahme von Seitenkräften die Kastenwand 5 außen verstärkt. Gemäß Figur 1 ist der Bund 1 1 im Bereich der Kolbenunterseite des Kolbens 1 angeordnet. According to Figure 1, on the opposite side of the piston head 2, that is seen from the piston head 2 in the direction of connecting rod with respect to the lifting axis 6, the surface of the box wall 5 in the direction of the piston outside on the box wall 5 a collar 1 1, which is for receiving lateral forces the box wall 5 reinforced outside. According to Figure 1, the collar 1 1 is arranged in the region of the piston bottom of the piston 1.
Im Ausführungsbeispiel weist der Bund 1 1 quer zur Richtung des Verlaufs der Bolzenachse 8, das heißt somit in Richtung Quer-Achse 7, und parallel zum Verlauf der Kastenwände 5 gleiche Abmessungen auf, so dass sich gleiche Bundausprägungen zwischen Druckseite und Gegendruckseite ergeben, wodurch auch ein etwa symmetrischer Kolben 1 entsteht. In the exemplary embodiment, the collar 1 1 transverse to the direction of the course of the bolt axis 8, that is thus in the direction of the transverse axis 7, and parallel to the course of the box walls 5 the same dimensions, so that equal federal characteristics between pressure side and counter-pressure side result, which also an approximately symmetrical piston 1 is formed.
Gemäß der Figur 3 ist der jeweils aus dem Schaftwandabschnitt 4a, 4b gebildete Abschnittswinkel 10 zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich, so dass dadurch ein gleichförmiger Verlauf der X-Form der Kastenwände 5 entsteht und somit auch ein etwa symmetrischer Kolben 1 entsteht. Der Abschnittswinkel 10 wird dabei zwischen der Hubachse 6 und den Berührpunkten zwischen jeweiliger Kastenwand 5 und jeweiligem Schaftwandabschnitt 4a, 4b gemäß Figur 3 aufgespannt. Im Ausführungsbeispiel sind die Abmessungen der beiden Schaftwandabschnitte 4a, 4b bezogen auf den Kolbenboden 2 in Richtung Pleuel bezogen auf die Hubachse 6 gleich, so dass ein etwa symmetrischer Kolben 1 entsteht. Gemäß der Figur 3 ist im Ausführungsbeispiel die Dicke d der beiden Schaftwandabschnitte 4a, 4b zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich, so dass dadurch auch ein etwa symmetrischer Kolben 1 entsteht. Die X-Form der beiden Kastenwände 5 ist gemäß vorhergehenden Ausführungen im Bereich von etwa dem Ringfeld 3 bis zur Kolbenunterseite ausgebildet. According to FIG. 3, the section angle 10 formed between each of the skirt wall sections 4a, 4b is the same between the pressure side and the counterpressure side, so that a uniform profile of the X-shape of the box walls 5 is produced, and thus also an approximately symmetrical piston 1 is formed. The section angle 10 is thereby clamped between the lifting axis 6 and the contact points between the respective box wall 5 and the respective skirt wall section 4a, 4b according to FIG. In the exemplary embodiment, the dimensions of the two shaft wall sections 4a, 4b relative to the piston head 2 in the direction of the connecting rod with respect to the lifting axis 6 are the same, so that an approximately symmetrical piston 1 is formed. According to FIG. 3, in the exemplary embodiment, the thickness d of the two shaft wall sections 4a, 4b is the same between the pressure side and the counterpressure side, so that as a result an approximately symmetrical piston 1 is also formed. The X-shape of the two box walls 5 is formed according to the foregoing in the range of about the ring field 3 to the piston bottom.
Gemäß Figur 1 weist der Kolbenboden 2 zwei den Kolben 1 teilumlaufende Hinterschnitte 12 auf. Im Ausführungsbeispiel verlaufen die beiden Hinterschnitte 12 im Kolbenboden 2 jeweils mit einem konstanten Radius um die Hubachse 6 radial im Bereich der Kolbenaußenseite um die zugehörige Kastenwand 5 herum. Somit ist der jeweilige teilumlaufende Hinterschnitt 12 jeweils nur um die zugehörige Kastenwand 5 herum im Bereich der Kolbenaußenseite gemäß Figuren 2 und 3 in dem Kolben 1 angeordnet. According to FIG. 1, the piston head 2 has two undercuts 12 that partially surround the piston 1. In the exemplary embodiment, the two undercuts 12 extend in the piston head 2 each with a constant radius about the lifting axis 6 radially in the region of the piston outside around the associated box wall 5 around. Thus, the respective partially circulating undercut 12 is arranged in each case only around the associated box wall 5 in the region of the piston outer side according to FIGS. 2 and 3 in the piston 1.
Des Weiteren weist der Kolben 1 zwei Rippen 13 auf, die die beiden teilumlaufenden Hinterschnitte 12 im Kolbenboden 2 verstärken und dabei den jeweiligen Umlauf des teilumlaufenden Hinterschnittes 12 mittels der jeweiligen Rippe 13 gemäß Figur 2 und 3 unterbrechen. Daneben wird der jeweilige teilumlaufende Hinterschnitt 12 durch die zugehörige Kastenwand 5 im Umlauf gemäß Figur 2 und 3 begrenzt. Gemäß den Figuren 1 , 2, 3 und 4 sind die Rippen 13 jeweils im Bereich und ergänzend auch außerhalb des Bereichs des teilumlaufenden Hinterschnitts 12 passend zueinander angeordnet. Die beiden in den Figuren 2 und 3 eingezeichneten Rippen 13 weisen im Ausführungsbeispiel in ihrem Verlauf gleiche Abmessungen auf, so dass ein etwa symmetrischer Kolben 1 entsteht. In Figur 2 und 3 ist auch eine Dicke k der beiden Rippe 13 dargestellt. Die Dicke k der jeweiligen Rippe 13 ist in ihrem Verlauf zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich, so dass ein etwa symmetrischer Kolben 1 entsteht. Furthermore, the piston 1 has two ribs 13, which reinforce the two partially circulating undercuts 12 in the piston head 2 and thereby interrupt the respective circulation of the partially circulating undercut 12 by means of the respective rib 13 according to FIGS. 2 and 3. In addition, the respective partially circulating undercut 12 is limited by the associated box wall 5 in circulation according to Figures 2 and 3. According to FIGS. 1, 2, 3 and 4, the ribs 13 are arranged in each case in the region and additionally also outside the region of the partially circumferential undercut 12 so as to be suitable for one another. In the exemplary embodiment, the two ribs 13 drawn in FIGS. 2 and 3 have the same dimensions in their embodiment so that an approximately symmetrical piston 1 is produced. In FIGS. 2 and 3, a thickness k of the two ribs 13 is also shown. The thickness k of the respective rib 13 is equal in its course between the pressure side and counter-pressure side, so that an approximately symmetrical piston 1 is formed.
Im Ausführungsbeispiel weisen die Rippen 13 gemäß Figur 2 und Figur 3 in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben 9, das heißt in Bolzenachsrichtung, parallel zum Verlauf des Kolbenbodens 2 einen im Ausführungsbeispiel etwa sinusförmigen wellenartigen Verlauf auf, der auch im Ausführungsbeispiel periodisch ist. In the exemplary embodiment, the ribs 13 according to Figure 2 and Figure 3 in the direction of the course of the pin bosses 9, ie in Bolzenachsrichtung, parallel to the course of the piston head 2 in the exemplary embodiment about a sinusoidal wave-like course, which is also periodically in the embodiment.
Des Weiteren weisen die Rippen 13 in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben 9, das heißt in Bolzenachsrichtung, quer zum Verlauf des Kolbenbodens 2 einen im Ausführungsbeispiel etwa sinusförmigen wellenartigen Verlauf gemäß Figur 1 auf. Dieser sinusförmig wellenartig ausgeprägte Verlauf ist im Ausführungsbeispiel periodisch. Der Verlauf quer zum Kolbenboden 2 bezieht sich dabei auf die Richtung der Hubachse 6. Furthermore, the ribs 13 in the direction of the course of the pin bosses 9, that is in Bolzenachsrichtung, transverse to the course of the piston crown 2 in the exemplary embodiment about sinusoidal wave-like course of Figure 1. This sinusoidal waveform is periodic in the embodiment. The course transverse to the piston head 2 refers to the direction of the lifting axis. 6
In Figur 4 ist der erfindungsgemäße Kolben 1 zur Verdeutlichung in Ansicht von der Kolbenunterseite in Richtung Kolbenboden 2 bezogen auf die Hubachse 6 vereinfacht dargestellt, so dass der etwa sinusförmige wellenartige Verlauf der beiden Rippen 13 bezogen auf die beiden Kastenwände 5 und den Kolbenboden 2 deutlich wird. Ferner wird die X-Form der konkaven Kastenwände 5 deutlich. In FIG. 4, the piston 1 according to the invention is shown in a view from the piston underside in the direction of the piston head 2 with respect to the lifting axis 6 shown simplified, so that the approximately sinusoidal wave-like course of the two ribs 13 with respect to the two box walls 5 and the piston head 2 is clear. Further, the X-shape of the concave box walls 5 becomes clear.
Der im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 4 dargestellte etwa symmetrische Kolben 1 kann beispielsweise durch unterschiedliche Abschnittswinkel 10 zwischen Druckseite und Gegendruckseite, unterschiedliche Abmessungen der Schaftwandabschnitte 4a, 4b, unterschiedliche Dicken d der Schaftwandabschnitte 4a, 4b zwischen Druckseite und Gegendruckseite, unterschiedliche Breiten b der Kastenwände 5 zwischen Druckseite und Gegendruckseite, unterschiedliche Abmessungen des Bundes 1 1 quer zur Richtung des Verlaufs der Bolzennabe 9 und parallel zum Verlauf der Kastenwände 5, unterschiedliche Verläufe der Rippen 13 in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben 9 quer und/oder parallel zum Verlauf des Kolbenbodens 2, unterschiedliche Anbindungen von dem Bereich der Rückwand des Ringfeldes 3 zum Bereich der Rückwand des Kolbenbodens 2 und/oder durch unterschiedliche Abmessungen der Rippen 13 im Verlauf zwischen Druckseite und Gegendruckseite auch als asymmetrischer Kolben 1 ausgebildet sein. Ein solcher asymmetrischer Kolben 1 ist in den Figuren 1 bis 4 nicht dargestellt. The approximately symmetrical piston 1 illustrated in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 4 can be formed, for example, by different section angles 10 between pressure side and counterpressure side, different dimensions of the shaft wall sections 4a, 4b, different thicknesses d of the shaft wall sections 4a, 4b between pressure side and counterpressure side, different widths b Box walls 5 between the pressure side and counter-pressure side, different dimensions of the collar 1 1 transverse to the direction of the course of the pin boss 9 and parallel to the course of the box walls 5, different courses of the ribs 13 in the direction of the course of the pin bosses 9 transversely and / or parallel to the course of the piston crown 2, different connections from the region of the rear wall of the ring field 3 to the region of the rear wall of the piston crown 2 and / or formed by different dimensions of the ribs 13 in the course between pressure side and counter-pressure side as asymmetric piston 1 s one. Such asymmetric piston 1 is not shown in Figures 1 to 4.
Die Brennkraftmaschine weist ferner einen in den Figuren 1 bis 4 nicht dargestellten, mit dem vorhergehend beschriebenen Kolben 1 zusammenwirkendes Pleuel auf, der eine Form aufweist, an die der konkave Verlauf der jeweiligen Kastenwand 5 des Kolbens 1 korrespondierend angepasst ist. Der Pleuel weist des Weiteren ein Pleuelauge zur Aufnahme eines Kolbenbolzens auf. Ferner weist der Pleuel ein weiteres Pleuelauge auf, das im Ausführungsbeispiel die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine aufnimmt. Das Pleuelauge zur Aufnahme des Kolbenbolzens ist im Ausführungsbeispiel in seinem Durchmesser kleiner gegenüber dem Pleuelauge, dass die Kurbelwelle aufnimmt. The internal combustion engine also has a connecting rod (not shown in FIGS. 1 to 4) which cooperates with the previously described piston 1 and has a shape to which the concave profile of the respective box wall 5 of the piston 1 is correspondingly adapted. The connecting rod further comprises a connecting rod for receiving a piston pin. Furthermore, the connecting rod has a further connecting rod eye, which receives the crankshaft of the internal combustion engine in the embodiment. The connecting rod eye for receiving the piston pin is in the embodiment smaller in its diameter relative to the connecting rod eye that receives the crankshaft.
Der Pleuel weist des Weiteren eine Trapezform im Bereich des kleineren Pleuelauges auf, wobei dieses kleinere Pleuelauge den Kolbenbolzen aufnimmt, so dass der Pleuel mittels eines Kolbenbolzens, der durch die Bolzennaben 9 des Kolbens 1 und das kleinere Pleuelauge des Pleuel gesteckt wird, an dem Kolben 1 beziehungsweise den Kastenwänden 5 beweglich anordnenbar ist (nicht in den Figuren 1 bis 4 dargestellt). Der Pleuel weist dabei bevorzugt eine gerade Trapezform im Bereich des kleineren Pleuelauges auf. Eine gerade Trapezform bedeutet, dass die Flächen des Trapezes gerade sind. Im Gegensatz dazu ist beispielsweise die Kastenwand 5 in ihrem Verlauf konkav gekrümmt. Mittels der Flächen des Pleuels lässt sich der kleinste Abstand zwischen jeweiliger Kastenwand 5 und trapezförmigen Pleuel im Bereich des kleineren Pleuelauges ermitteln. Auf diesen kleinsten Abstand im Bereich der Mitte des Kolbens 1 bezogen auf den Pleuel wird die Form der jeweiligen Kastenwand 5 angepasst. The connecting rod further has a trapezoidal shape in the region of the smaller connecting rod, this smaller connecting rod eye receives the piston pin, so that the connecting rod by means of a piston pin which is inserted through the pin bosses 9 of the piston 1 and the smaller connecting rod eye of the connecting rod on the piston 1 or the box walls 5 is movably arranged (not in the Figures 1 to 4 shown). The connecting rod preferably has a straight trapezoidal shape in the region of the smaller connecting rod eye. A straight trapezoidal shape means that the surfaces of the trapezoid are straight. In contrast, for example, the box wall 5 is concavely curved in its course. By means of the surfaces of the connecting rod, the smallest distance between the respective box wall 5 and trapezoidal connecting rods in the region of the smaller connecting rod eye can be determined. At this smallest distance in the region of the center of the piston 1 relative to the connecting rod, the shape of the respective box wall 5 is adjusted.
Der Pleuel weist im Ausführungsbeispiel eine Trapezform auf, die sich zwischen 8 ° und 25 °, vorzugsweise zwischen 15 ° und 20 °, je Trapezseite erstreckt. Der Winkel wird dabei zwischen der längeren der beiden parallel zueinander liegenden Seiten des Trapezes und jeweils einer Trapezseite gemessen. In the exemplary embodiment, the connecting rod has a trapezoidal shape which extends between 8 ° and 25 °, preferably between 15 ° and 20 °, per trapezoid side. The angle is measured between the longer of the two parallel sides of the trapezoid and one side of the trapezoid.
Da die Form des Pleuels die Form und Lage der beiden Kastenwände 5 des Kolbens 1 bestimmt, weist die Bolzennabe 9 der jeweiligen Kastenwand 5 auch eine solche korrespondierende Trapezform auf. Gemäß Figur 1 weisen im Ausführungsbeispiel die Kastenwände 5 im Bereich des Kolbenbodens 2 etwa einen Verlauf parallel zur Hubachse 6 in Richtung Hubachse 6 gesehen auf und im Bereich der jeweiligen Bolzennabe 9 einen der Pleuelform angepassten Verlauf in Richtung Hubachse 6 gesehen auf. Der eine Bereich geht dabei in den anderen Bereich passend über. Since the shape of the connecting rod determines the shape and position of the two box walls 5 of the piston 1, the pin boss 9 of the respective box wall 5 also has such a corresponding trapezoidal shape. According to FIG. 1, in the exemplary embodiment, the box walls 5 in the area of the piston head 2 have approximately a profile parallel to the lifting axis 6 in the direction of the lifting axis 6 and viewed in the region of the respective pin boss 9 a course adapted to the connecting rod axis in the direction of the lifting axis 6. The one area goes into the other area appropriately.
Dabei ist zumindest im Bereich des kleinsten Abstandes zwischen Pleuel und jeweiliger Kastenwand 5 im Bereich der Bolzennabe 9 die Form der trapezförmigen Pleuelnabenschräge annähernd gleich oder genau gleich der Form der jeweiligen Bolzennabe 9 und der zugehörigen Kastenwand 5 . Im Ausführungsbeispiel weist die Form der jeweiligen Kastenwand 5 mit zugehöriger Bolzennabe 9 mit zunehmendem Abstand zum kleinsten Abstand in Richtung Kolbenaußenseite, das heißt im vorliegenden Fall parallel zur Richtung der jeweiligen Kastenwand 5 und quer zur Bolzenachse 8, keine Trapezform mehr auf. Bezugszeichenliste In this case, at least in the region of the smallest distance between the connecting rod and the respective box wall 5 in the area of the pin boss 9, the shape of the trapezoidal Pleuelnabenschräge approximately equal to or exactly equal to the shape of the respective pin boss 9 and the associated box wall. 5 In the exemplary embodiment, the shape of the respective box wall 5 with associated pin boss 9 with increasing distance to the smallest distance in the direction of the piston outside, that is in the present case parallel to the direction of the respective box wall 5 and transverse to the pin axis 8, no trapezoidal shape more. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Kolben 1 piston
2 Kolbenboden  2 piston bottom
3 Ringfeld  3 ring field
4a Schaftwandabschnitt (Druckseite)  4a shaft wall section (pressure side)
4b Schaftwandabschnitt (Gegendruckseite) 4b skirt wall section (counter-pressure side)
5 Kastenwand 5 box wall
6 Hubachse  6 lifting axis
7 Quer-Achse  7 transverse axis
8 Bolzenachse  8 bolt axis
9 Bolzennabe  9 pin hub
10 Abschnittswinkel  10 section angle
1 1 Bund  1 1 fret
12 Hinterschnitt  12 undercut
13 Rippe  13 rib
14 Anbindungsbereich d Dicke (des Schaftwandabschnittes 4a, 4b) b Breite (der Kastenwand 5)  14 connection area d thickness (of the skirt wall section 4a, 4b) b width (the box wall 5)
k Dicke (der Rippe 13) k thickness (the rib 13)

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT APPLICATIONS
1 . 1 .
Kolben (1 ) einer Brennkraftmaschine, der einen Kolbenboden (2) mit einem Ringfeld (3) sowie ein an dem Kolbenboden (2) angeordnetes Schaftteil aufweist, wobei das Schaftteil zumindest zwei tragende Schaftwandabschnitte (4a, 4b) aufweist und die tragenden Schaftwandabschnitte (4a, 4b) über zumindest zwei gegenüber dem Kolbenaußendurchmesser zurückliegende schräg gestellte Kastenwände (5) miteinander verbunden sind, wobei in der Kastenwand (5) jeweils eine Bolzennabe (9) zur Aufnahme eines Kolbenbolzens angeordnet ist und der eine Schaftwandabschnitt (4a) die Druckseite und der andere Schaftwandabschnitt (4b) die Gegendruckseite bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegende Fläche der Bolzennabe (9) bezogen auf die Kolbenmitte bündig zur Fläche der zugehörigen Kastenwand (5) verläuft und die Kastenwand (5) im Verlauf quer zur Richtung der Bolzennabe (9) einen konkaven Verlauf aufweist.  Piston (1) of an internal combustion engine having a piston head (2) with a ring field (3) and a shaft part arranged on the piston head (2), wherein the shaft part has at least two supporting shaft wall sections (4a, 4b) and the supporting shaft wall sections (4a , 4b) are connected to each other via at least two opposite the piston outer diameter inclined box walls (5), wherein in the box wall (5) each have a pin boss (9) for receiving a piston pin is arranged and a shaft wall portion (4a) the pressure side and the other skirt wall portion (4b) forms the counter-pressure side, characterized in that the inner surface of the pin boss (9) with respect to the piston center is flush with the surface of the associated box wall (5) and the box wall (5) in the transverse direction to the bolt hub (9 ) has a concave profile.
2. Second
Kolben (1 ) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kastenwände (5) einen konkaven, vorzugsweise einen sich spiegelbildlich entsprechenden konkaven, Verlauf derart aufweisen, dass durch die beiden Kastenwände (5) annähernd eine gleichförmige X-Form entsteht, so dass ein etwa symmetrischer Kolben (1 ) entsteht. Piston (1) according to claim 1, characterized in that the two box walls (5) have a concave, preferably a mirror-image corresponding concave, course such that by the two box walls (5) approximately a uniform X-shape is formed, so that an approximately symmetrical piston (1) is formed.
3. Third
Kolben (1 ) gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils aus dem Schaftwandabschnitt (4a, 4b) gebildete Abschnittswinkel (10) zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich ist, so dass dadurch ein gleichförmiger Verlauf der X-Form der Kastenwände (5) entsteht und somit ein etwa symmetrischer Kolben (1 ) entsteht.  Piston (1) according to claim 1 or claim 2, characterized in that each of the skirt wall portion (4a, 4b) formed section angle (10) between the pressure side and the counter-pressure side is the same, thereby characterized a uniform profile of the X-shape of the box walls ( 5) is formed and thus an approximately symmetrical piston (1) is formed.
4. 4th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Piston (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the
Abmessungen der Schaftwandabschnitte (4a, 4b) gleich sind, so dass ein etwa symmetrischer Kolben (1 ) entsteht. Dimensions of the shaft wall portions (4a, 4b) are the same, so that an approximately symmetrical piston (1) is formed.
5. 5th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (d) der Schaftwand abschnitte (4a, 4b) zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich ist, so dass ein etwa symmetrischer Kolben (1 ) entsteht.  Piston (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the thickness (d) of the shaft wall sections (4a, 4b) between the pressure side and counterpressure side is equal, so that an approximately symmetrical piston (1) is formed.
6. 6th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Piston (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the
Breite (b) der Kastenwände (5) zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich ist, so dass ein etwa symmetrischer Kolben (1 ) entsteht. Width (b) of the box walls (5) between the pressure side and counter-pressure side is the same, so that an approximately symmetrical piston (1) is formed.
7. 7th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzennabe (9) aus der zugehörigen Kastenwand (5) in Richtung Kolbenaußenseite hervorsteht.  Piston (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pin boss (9) protrudes from the associated box wall (5) in the direction of the piston outer side.
8. 8th.
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzennabe (9) auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbenbodens (2) an der Kastenwand (5) aus der Kastenwand (5) hervorsteht. Piston (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the pin boss (9) protrudes on the opposite side of the piston head (2) on the box wall (5) from the box wall (5).
9. 9th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbenbodens (2) die Fläche der Kastenwand (5) in Richtung Kolbenaußenseite an der Kastenwand (5) einen Bund (1 1 ) aufweist, der zur Aufnahme von Seitenkräften die Kastenwand (5) verstärkt.  Piston (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that on the opposite side of the piston head (2) the surface of the box wall (5) in the direction of the piston outside on the box wall (5) has a collar (1 1), the reinforced to receive lateral forces the box wall (5).
10. 10th
Kolben (1 ) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (1 1 ) quer zur Richtung des Verlaufs der Bolzennabe (9) und parallel zum Verlauf der Kastenwände (5) gleiche Abmessungen aufweist, so dass sich gleiche Bundausprägungen zwischen Druckseite und Gegendruckseite ergeben, wodurch ein etwa symmetrischer Kolben (1 ) entsteht.  Piston (1) according to claim 9, characterized in that the collar (1 1) transversely to the direction of the course of the pin boss (9) and parallel to the course of the box walls (5) has the same dimensions, so that the same collar characteristics between the pressure side and counter-pressure side resulting in an approximately symmetrical piston (1) is formed.
1 1 . 1 1.
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenboden (2) zumindest einen den Kolben (1 ) teilumlaufenden Hinterschnitt Piston (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the piston head (2) at least one of the piston (1) partially rotating undercut
(12) aufweist, der mittels zumindest einer Rippe (13) verstärkt ist. (12) which is reinforced by means of at least one rib (13).
12. 12th
Kolben (1 ) gemäß Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe (13) in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben (9) parallel zum Verlauf des Kolbenbodens (2) einen wellenförmigen, vorzugsweise einen sinusförmigen wellenartigen, Verlauf aufweist.  Piston (1) according to claim 1 1, characterized in that the rib (13) in the direction of the course of the pin bosses (9) parallel to the course of the piston head (2) has a wave-shaped, preferably a sinusoidal wave-like course.
13. 13th
Kolben (1 ) gemäß Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe Piston (1) according to claim 11 or 12, characterized in that the rib
(13) in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben (9) quer zum Verlauf des Kolbenbodens (2) einen wellenförmigen, vorzugsweise einen sinusförmigen wellenartigen, Verlauf aufweist. (13) in the direction of the course of the pin bosses (9) transversely to the course of the piston head (2) has a wave-shaped, preferably a sinusoidal wave-like course.
14. 14th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe (13) in ihrem Verlauf gleiche Abmessungen aufweist, so dass ein etwa symmetrischer Kolben (1 ) entsteht.  Piston (1) according to one of claims 1 1 to 13, characterized in that the rib (13) has the same dimensions in its course, so that an approximately symmetrical piston (1) is formed.
15. 15th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (k) der Rippe (13) in ihrem Verlauf zwischen Druckseite und Gegendruckseite gleich ist, so dass ein etwa symmetrischer Kolben (1 ) entsteht.  Piston (1) according to one of claims 1 1 to 14, characterized in that the thickness (k) of the rib (13) in its course between the pressure side and counterpressure side is the same, so that an approximately symmetrical piston (1) is formed.
16. 16th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Anbindung von dem Bereich des Ringfeldes (3) zum Bereich des Kolbenbodens (2) hin gleich ist, so dass ein etwa symmetrischer Kolben (1 ) entsteht.  Piston (1) according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the at least one connection from the region of the ring field (3) to the region of the piston head (2) is equal, so that an approximately symmetrical piston (1) is formed.
17. 17th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1 ) aus zumindest zwei Bauteilen besteht, wobei ein Bauteil zumindest den Kolbenboden (2) und das andere Bauteil zumindest die Kastenwände (5) aufweist, wobei der Bereich zwischen den Kastenwänden (5) und dem Kolbenboden (2) zumindest eine Art von Verbindung aufweist.  Piston (1) according to one of claims 1 to 16, characterized in that the piston (1) consists of at least two components, wherein a component at least the piston head (2) and the other component at least the box walls (5), wherein the Region between the box walls (5) and the piston head (2) has at least one type of connection.
18. 18th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeninnenform mittels eines einteiligen Kerns herstellbar ist, insbesondere gießbar ist.  Piston (1) according to one of claims 1 to 17, characterized in that the piston inner mold can be produced by means of a one-piece core, in particular castable.
19. 19th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 , 7, 8, 9, 1 1 , 12, 13, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnittswinkel (10) zwischen Druckseite und Gegendruckseite des Kolbens (1 ) unterschiedlich sind, so dass ein asymmetrischer Kolben (1 ) entsteht.  Piston (1) according to any one of claims 1, 7, 8, 9, 1 1, 12, 13, 17 or 18, characterized in that the section angle (10) between the pressure side and counter-pressure side of the piston (1) are different, so that an asymmetric piston (1) is formed.
20. Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 , 7, 8, 9, 1 1 , 12, 13, 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Schaftwandabschnitte (4a, 4b) des Kolbens (1 ) unterschiedlich sind, so dass ein asymmetrischer Kolben (1 ) entsteht. 20th Piston (1) according to one of claims 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18 or 19, characterized in that the dimensions of the shaft wall sections (4a, 4b) of the piston (1) are different, so that an asymmetrical piston (1) is formed.
21 . 21.
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 , 7, 8, 9, 1 1 , 12, 13, 17, 18, 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (d) der Schaftwandabschnitte (4a, 4b) des Kolbens (1 ) zwischen Druckseite und Gegendruckseite unterschiedlich ist, so dass ein asymmetrischer Kolben (1 ) entsteht.  Piston (1) according to one of claims 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18, 19 or 20, characterized in that the thickness (d) of the shaft wall sections (4a, 4b) of the piston ( 1) between the pressure side and counter-pressure side is different, so that an asymmetric piston (1) is formed.
22. 22nd
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 , 7, 8, 9, 1 1 , 12, 13, 17, 18, 19, 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (b) der Kastenwände (5) zwischen Druckseite und Gegendruckseite unterschiedlich ist, so dass ein asymmetrischer Kolben (1 ) entsteht.  Piston (1) according to one of claims 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20 or 21, characterized in that the width (b) of the box walls (5) between the pressure side and Counter-pressure side is different, so that an asymmetric piston (1) is formed.
23. 23rd
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 , 7, 8, 9, 1 1 , 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen des Bundes (1 1 ) quer zur Richtung des Verlaufs der Bolzennabe (9) und parallel zum Verlauf der Kastenwände (5) unterschiedlich sind, so dass ein asymmetrischer Kolben (1 ) entsteht.  Piston (1) according to any one of claims 1, 7, 8, 9, 1 1, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21 or 22, characterized in that the dimensions of the collar (1 1) transverse to the direction the course of the pin boss (9) and parallel to the course of the box walls (5) are different, so that an asymmetrical piston (1) is formed.
24. 24th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 , 7, 8, 9, 1 1 , 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21 , 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Rippe (13) in Richtung des Verlaufs der Bolzennaben (9) quer und/oder parallel zum Verlauf des Kolbenbodens (2) unterschiedlich ist, so dass ein asymmetrischer Kolben (1 ) entsteht.  Piston (1) according to one of claims 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 22 or 23, characterized in that the course of the rib (13) in the direction the course of the pin bosses (9) transversely and / or parallel to the course of the piston head (2) is different, so that an asymmetrical piston (1) is formed.
25. 25th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 , 7, 8, 9, 1 1 , 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21 , 22, 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Rippe (13) in ihrem Verlauf zwischen Druckseite und Gegendruckseite unterschiedlich sind, so dass ein asymmetrischer Kolben (1 ) entsteht. Piston (1) according to one of claims 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 or 24, characterized in that the dimensions of the rib (13) are different in their course between the pressure side and counter-pressure side, so that an asymmetric piston (1) is formed.
26. 26th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 , 7, 8, 9, 1 1 , 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21 , 22, 23, 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (k) der Rippe (13) in ihrem Verlauf zwischen Druckseite und Gegendruckseite unterschiedlich ist, so dass ein asymmetrischer Kolben (1 ) entsteht.  Piston (1) according to one of claims 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 or 25, characterized in that the thickness (k) the rib (13) is different in its course between the pressure side and counter-pressure side, so that an asymmetric piston (1) is formed.
27. 27th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 , 7, 8, 9, 1 1 , 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21 , 22, 23, 24, 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Anbindung von dem Bereich des Ringfeldes (3) zum Bereich des Kolbenbodens (2) hin unterschiedlich ist, so dass ein asymmetrischer Kolben (1 ) entsteht.  Piston (1) according to one of claims 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 or 26, characterized in that the at least one Connection of the region of the ring field (3) to the region of the piston head (2) out is different, so that an asymmetrical piston (1) is formed.
28. 28th
Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 , 7, 8, 9, 1 1 , 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21 , 22, 23, 24, 25, 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kastenwände (5) einen konkaven Verlauf derart aufweisen, dass durch die beiden Kastenwände (5) annähernd eine ungleichförmige X-Form entsteht, so dass ein asymmetrischer Kolben (1 ) entsteht.  Piston (1) according to one of claims 1, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 or 27, characterized in that the two box walls (5) have a concave profile such that by the two box walls (5) approximately a non-uniform X-shape is formed, so that an asymmetric piston (1) is formed.
29. 29th
Pleuel einer Brennkraftmaschine, aufweisend ein Pleuelauge zur Aufnahme eines Kolbenbolzens, wobei der Pleuel mit dem Kolben (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28 zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Pleuel eine Form aufweist, an die der konkave Verlauf der jeweiligen Kastenwand (5) angepasst ist.  Connecting rod of an internal combustion engine, comprising a connecting rod for receiving a piston pin, wherein the connecting rod with the piston (1) according to one of claims 1 to 28 cooperates, characterized in that the connecting rod has a shape to which the concave profile of the respective box wall (5 ) is adjusted.
30. 30th
Pleuel gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Pleuel eine Trapezform im Bereich des Pleuelauges aufweist, wobei dieses Pleuelauge den Kolbenbolzen aufnimmt.  Connecting rod according to claim 29, characterized in that the connecting rod has a trapezoidal shape in the region of the connecting rod, said connecting rod receiving the piston pin.
31 Pleuel gemäß Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der Trapezform des Pleuels sich zwischen 8 ° und 25 °, vorzugsweise zwischen 15 ° und 20 °, je Trapezseite erstreckt. 31 Connecting rod according to claim 30, characterized in that the angle of the trapezoidal shape of the connecting rod extends between 8 ° and 25 °, preferably between 15 ° and 20 °, per trapezoidal side.
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