OIL COOLED, MULTIPART PISTON FOR RECIPROCATING PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Abstract: 1. Oil-cooled plunger piston which is composed of a one-piece lower piston part (1) and an upper piston part (2) made in one piece from steel material, which comprises a piston base (3) and an outer wall (4) with piston rings (6) inserted into annular grooves (6), and is pivoted to a connecting rod (33) connected to the crankshaft of a reciprocating piston internal combustion engine by means of a piston pin (26) which is anchored by its ends in bearing bosses (63, 64) provided on a piston pin carrier seat (15) in the lower piston part (1), in a bearing bore (27) transversely penetrating it, the upper piston part (2) being supported on the end surface (13) of an annular carrier collar (14) formed on the top of the piston pin carrier seat (15) with a bearing surface (12) on the end face of a single support collar (7, 17), spaced from the piston base (3) and separated from the outer wall (4) by an outer piston cooling chamber (45), and, by means of a circular cylindrical centering surface (11), centred with respect to the lower piston part (1) by a centering surface (16) provided on it, and connected to the latter by means of several tightening screws (26), with in addition a projection (36, 38) arranged on the top side of the piston pin carrier seat (15) and like it penetrated by a central cooling oil passage (39) coaxial to the longitudinal axis of the piston, which projection projects into the area of the upper piston part (2) and with its upper edge (40) defines the cooling oil filling level of an inner cooling chamber (41) which, as a dome-like hollow chamber, is bounded in its lower region by the curved inner surface (42) of the carrier collar (14), the upper side (37) of the piston pin carrier seat (15) and the outer surface (43) of the projection (36, 38), and in its upper region by a curved inner surface (50, 51) in the upper piston part (2) and an adjacent continuation arch in the inner surface (52) of the piston base (3), and in addition is connected by means of inclined transfer bores (44) in the upper piston part (2) to the outer cooling chamber (45) which extends both in the upper piston part (2) and also in the lower piston part (1) round the carrier collar (14), characterised in that - the upper piston part (2) is made of spheroidal graphite iron or steel material and the lower piston part (1) of grey cast iron or spheroidal graphite iron, - the plunger piston is formed for a shakercooling, with a cooling oil supply from the connecting rod (33) through the cooling oil passage (39) into the inner cooling chamber (41), transmission of the cooling oil through the transfer bores (44) into the outer cooling chamber (45) and from there via outlet apertures (49) back into the motor chamber, - the piston pin carrier seat (15) on the lower piston part (1) is constructed also dome-shaped approximately like a hollow spherical sectional dome, and with a small clearance surrounds the connecting rod head (34) (1) which has a substantially round outer contour (62) inside the lower piston part (1), - the annular carrier collar (14) arranged at the top of the dome-like piston pin carrier seat (15) supports the upper part of the piston (2) in its neutral bending zone resting on the end face (13) of the collar with its annular bearing surface (12, 18), - the central projection (36) and the annular carrier collar (14), which are both formed on the upper side of the dome-like piston pin carrier seat (15), each have a height which corresponds approximately to the diameter of the piston pin (26), - those peripheral areas of the lower edge (68) of the lower piston part (1) which lie in the region axially below apertures (65, 66) of the outer wall (21) which allow mounting of the piston pin (26) are made with sharp edges as oil stripping edges (69), whilst the other peripheral areas of the lower edge (68) of the lower piston part (1) lying in the region of the pressure and counter-pressure side of the plunger piston are bevelled or rounded as oil supplying surfaces (70).

Description: 07gekühlter, mehrteiliger Tauchkolben für Hubkolbenbrennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft einen ölgekühiten, mehrteiligen Tauchkolben für Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Merkmalen, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben. Ein derartiger ölgekühiter Tauchkolben ist aus der DE-OS 1 526 598 bekannt. Dabei besteht das Kolbenunterteil aus Aluminium, während das Kolbenoberteil aus einem Stahlwerkstoff besteht. Ein solcher Kolben ist insbesondere wegen des aus Aluminium bestehenden Kolbenunterteiles für sehr hohe Zünddrücke nicht geeignet, weil die Deformation des Kolbenunterteiles unter den einwirkenden Zünddrücken sehr gross wird, was Kolbenfresser hervorrufen könnte. Man könnte diesem Nachteil zwar dadurch abhelfen, daD das Kolbenunterteil mit entsprechender Ovalität und Balligkeit hergestellt wird, so dass es die von der Einwirkung der Zünddrücke herrührende Deformation aufnehmen kann. Die auftretende Deformation eines solchermassen gestalteten Kolbenunterteiles wirkt sich jedoch wieder nachteilig auf den Schmierölverbrauch aus, denn die Mantelfläche des Kolbenunterteils nimmt eine unrunde Form ein, infolgedessen an bestimmten Stellen der Zylinderwand mehr Schmieröl als notwendig vorhanden ist. Diesem Sachverhalt wird bei dem bekannten Kolben durch das Vorsehen mehrerer Ölabstreifringe Rechnung getragen, deren Funktion durch zu hohen Verschleiss eingeschränkt wird. Ausserdem erweist sich die dort gegebene Art der Kühlöldurchschleusung von aussen nach innen ebenfalls nicht als wirtschaftlich, weil ein kompliziert gestalteter Kolbenbolzen für die Kühlölzuführung notwendig ist. Der Kolbenbolzen braucht mehrere Quer- und Längsbohrungen für die Kühlöldurchleitung. Ein solcher mit Quer- und Längsbohrungen durchsetzter Kolbenbolzen ist von seiner Tragfähigkeit her nicht für die Beherrschung hoher Zünddrücke geeignet. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen ölgekühiten Tauchkolben der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass er sich auch unter der Einwirkung hoher Zünddrücke in seiner Form nur unwesentlich deformiert, wobei insbesondere die Kolbenringpartie am Kolbenoberteil ihre zylindrische Form beibehalten und eine Ovalisierung des unteren Bereiches des Kolbenunterteils gegenüber dem oberen Bereich desselben weitestgehend verhindert werden soll; ausserdem soll der zu schaffende Kolben eine günstigere Kühlölführung für eine beste Wirkung des durchzuschleusenden Kühlöles insbesondere im Hinblick auf eine Reduzierung der durchzusetzenden Olmenge gestaltet sein; ferner soll der zu schaffende Kolben unter Vermeidung von einer Vielzahl von Schmierölabstreifringen bei gegebenem niedrigem Schmierölverbrauch eine solch günstige Schmierölregulierung ermöglichen,-dass das anstehende Öl in jedem Fall so verteilbar ist, dass an Stellen des Kolbenumfangsbereiches, wo unbedingt Schmieröl erforderlich ist, z.B. an der Zylinderlauffläche im Bereich der Druck- und Gegendruckseite des Kolbens, intensiver geschmiert wird, als an anderen Umfangsstellen des Kolbens. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss bei einem öl gekühlten Tauchkolben der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen angegeben. Dadurch, dass das Kolbenoberteil aus Sphäroguss bzw. Stahlmaterial, das Kolbenunterteil dagegen aus Grauguss bzw. Sphäroguss hergestellt ist, kann schon vom Material her auch später im Betrieb einwirkenden extrem hohen Belastungen Rechnung getragen werden. Den im Betrieb auf den Tauchkolben einwirkenden Zünddrücken wird ausserdem durch die erfindungsgemässe domartige Gestaltung des Kolbenbolzentragstuhles, ferner die spezielle Abstützung des Kolbenobertelles äm Kolbenunterteil sowie die ebenfalls domartige Begrenzung des inneren KUhiraumes Rechnung getragen. Durch die erfindungsgemässe Kühlölführung im Kolben wird nicht nur eine sehr günstige Kühlwirkung erzielt; durch entsprechende Verteilung der Überleitbohrungen zwischen dem inneren und äusseren Kühiraum, insbesondere durch unterschiedliche Abstände derselben mit einer entsprechenden Häufung sowie Grössen- und Nelgungsbemessung derselben, ist die im Kolbenoberteil wirkende ungleichmässige Temperaturverteilung so günstig beeinflussbar, dass ungleichmässige Deformationen des Kolbenbodens in radialer Richtung vermeidbar sind. Letzteres trägt in Verbindung mit der erfindungsgemässen Abstützung des Kolbenoberteiles im Bereich von dessen biegeneutraler Zone dazu bei, dass dessen Aussenwand auch unter der Einwirkung der thermischen und mechanischen Belastung weitestgehend zylindrisch bleibt. Durch die erfindungsgemässe Gestaltung der Unterkante des Kolbenunterteiles wird ausserdem in vorteilhafter Weise jener Effekt erreicht, dass auf der Druckseite des Tauchkolbens und dessen Gegendruckseite immer genügend Schmieröl an der Zylinderwand vorhanden ist, während in den restlichen Umfangsbereichen des Tauchkolbens, in denen keine so starke Schmierung erforderlich ist, das Schmieröl beim Abwärtsgang des Tauchkolbens weitestgehend von der Zylinderlauffläche abgestreift wird. Nachstehend sind zwei Ausführungsbeispiele eines nach der Erfindung gestalteten ölkgekühlten Tauchkolbens anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig.l einen senkrecht zur Kolbenbolzenachse stehenden Quer schnitt durch einen nach der Erfindung gestalteten öl gekühlten Tauchkolben, Fig.2 einen durch die Kolbenbolzenlängsachse gehenden Quer schnitt durch den Tauchkolben gemäss Fig.1. Fig.3 einen Querschnitt durch den Tauchkolben entlang der in Fig.l eingetragenen Schnittlinie III-III, Fig.4 einen Teilquerschnitt durch einen anderen nach der Erfin dung gestalteten Tauchkolben. In den Figuren sind gleiche bzw. einander entsprechende Teile der dargestellten Tauchkolben mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der in der Zeichnung dargestellte ölgekühlte Tauchkolben besteht aus einem insgesamt mit 1 bezeichneten Kolbenunterteil und einem insgesamt mit 2 bezeichneten Kolbenoberteil. Das einstückige Kolbenoberteil 2 umfasst einen Kolbenboden 3 sowie eine Aussenwand 4 mit zylindrischer Aussenfläche 5 und mehrere Ringnuten, in die Kolbenringe 6 eingesetzt sind. Beim Tauchkolben gemäss den Figuren 1 bis 3 setzt sich die Aussenwand 4 des Kolbenoberteils 2 aus einem an den Kolbenboden 3 anschliessenden querschnittsstarken Wandteil 7 und einem an dessen Unterkante 8 anschliessenden durchmesserschwächeren Wandteil 9 zusammen. von der Unterkante 8 ausgehend ist in das querschnittsstarke Wandteil 7 der Aussenwand 4 eine Hinterschneidung 10 mit einer kreiszylindrischen Zentrierfläche 11 und einer zur Kolbenachse senkrecht stehenden Anlagefläche 12 eingeformt. Mit dieser Anlagefläche 12 ist das Kolbenoberteil 2-auf der äusseren Stirnfläche 13 eines Tragbundes 14 abgestützt, der an der Oberseite eines mit 15 bezeichneten und ein Teil des Kolbenunterteils 1 bildenden Kolbenbolzentragstuhles angeformt ist. Über die kreiszylindrische Zentrierfläche 11 ist das Kolbenoberteil 2 bei diesem Ausführungsbeispiel in bezug auf das Kolbenunterteil 1 an einer dort am Tragbund 4 oben angeformten kreiszylindrischen Zentrierfläche 16 zentriert. Beim Tauchkolben gemäss Fig.4 dagegen ist an der Innenseite des Kolbenbodens 3 ein axial vorspringender Abstütztbund 17 angeformt, der unten eine quer zur Kolbenlängsachse stehende Anlagefläche 18 aufweist. Mit dieser Anlagefläche 18 ist dieses Kolbenoberteil 2 auf der Stirnfläche 13 des Tragbundes 14 abgestützt. Ausserdem ist dieses Kolbenoberteil 2 über die Unterkante 19 seiner Aussenwand 4 auf der Oberkante 20 der generell mit 21 bezeichneten Aussenwand des Kolbenunterteils 1 abgestützt. Zentriert ist dieses Kolbenoberteil 2 hier durch eine kreiszylindrische, koaxial zur Kolbenlängsachse angeordnete Aussenfläche 22 eines die Oberkante 20 überragenden Zentrierbundes 23, an der die Aussenwand 4 dieses Kolbenoberteils 2 mit ihrer im unteren Bereich kreiszylindrischen Innenfläche 24 anliegt. Befestigt ist das Kolbenoberteil 2 am Kolbenuntereil 1 generell mittels mehrerer in der Zeichnung nur durch strlchpunktierte Linien angedeuteter Spannschrauben 25. Mit 26 ist ein Kolbenbolzen bezeichnet, der in einer den Kolbenbolzentragstuhl 15 im Kolbenunterteil 1 quer durchdringenden Lagerbohrung 27 verankert ist. Auf diesem Kolbenbolzen 26 sitzt eine Lagerhülse 28, deren Lage zwischen zur Kolbenlängsachse parallelen Fixierungsflächen 29, 30 sowie 31, 32 fixiert ist. Der Tauchkolben ist über den Kolbenbolzen 26 und die darauf sitzende Lagerhülse 28 an eine mit der nicht dargestellten Kurbelwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine verbundene Pleu ei stange 33 im Bereich des Pleuelstangenkopfes 34 angelenkt, wobei dieser Anschluss über eine den Pleuelstangenkopf 34 quer durchdringende, die Lagerhülse 28 umgreifende Aufnahmebohrung 35 hergestellt ist. Mit 36 ist ein Vorsprung bezeichnet, der an der Oberseite 37 des Kolbenbolzentragstuhles 15 angeordnet und entweder - wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt - insgesamt einstückig mit letzterem ausgebildet oder - wie in Fig.4 dargestellt - nur in seinem unteren Teilstück einstückig mit dem Kolbenbolzentragstuhl 15 ausgebildet sein kann, wobei dann das obere Teilstück durch ein rohrförmiges Aufsatzstück 38 realisiert ist. Dieser Vorsprung 36, 38 ist ebenso wie der Kolbenbolzentragstuhl 15 insgesamt von einem zentralen, koaxial zur Kolbenlängsachse angeordneten Kühlöldurchtrittsloch 39 durchsetzt. Der Vorsprung 36, 38 ragt generell in den Bereich des Kolbenoberteils 2 hinein und begrenzt mit seiner Oberkante 40 den Kühlölfüllstand eines insgesamt mit 41 bezeichneten inneren Kühlraumes. Letzterer ist in seinem unteren Bereich von der Innenfläche 42 des Tragbundes 14, ferner der Oberseite 37 des Kolbenbolzentragstuhles 15 und der Aussenfläche 43 des Vorsprungs 36, 38 sowie In seinem oberen Bereich durch eine Vertiefung im Kolbenoberteil 2 begrenzt. Dieser innere Kühiraum 41 steht über schräge, im Kolbenoberteil 2 ausgebildete Überleitbohrungen 44 mit einem insgesamt mit 45 bezeichneten äusseren Kühlraum in Verbindung, der sich sowohl im Kolbenoberteil 2 als auch im Kolbenunterteil 1, dort um den Tragbund 14 herum, erstreckt. Das Kolbenoberteil 2 ist einstückig aus Sphäroguss bzw. Stahlmaterial hergestellt, während das Kolbenunterteil 1 ebenfalls einstückig aus Grauguss bzw. Sphäroguss hergestellt ist. Der Tauchkolben ist für eine spezielle Art der Shaker-Kühlung ausgebildet; die Kühlölzuführung erfolgt dabei von der Pleuelstange 33 durch eine Zuführbohrung 46, einen Ringkanal 47 um die Lagerhülse 28 sowie eine Spritzbohrung 48 im Pleuelstangenkopf 34 aus durch das Kühlöldurchtrittsloch 39 hindurch in den inneren Kühlraum 41 hinein. Von dort aus gelangt das Kühlöl infolge der Kolbenbewegungen während des Betriebes durch die Überleitbohrungen 44 in den äusseren Kühlraum 45 und von dort aus über in seinem unteren Bereich angeordnete Austrittsöffnungen 49 in den Triebwerksraum der Hubkolbenbrennkraftmaschine zurück. Der innere Kühlraum 41 ist durch einen domartigen Hohlraum gegeben, der radial aussen durch eine entsprechend gekrümmte Formgebung der Innenwand 42 des Tragbundes 14, daran anschliessend durch entsprechend fortführend gekrümmte Formgebung im Fall des Tauchkolbens von Fig.1 bis 3 der Innenfläche 50 des querschnittsstarken Wandteiles 7 der Aussenwand-4 des Kolbenoberteiles 2 bzw. im Fall des Tauchkolbens von Fig.4 der Innenfläche 51 des Abstützbundes 17 und daran anschliessend durch eine entsprechend fortgeführte Wölbung der Innenfläche 52 des Kolbenbodens 3 gebildet ist. Koaxial zur Kolbenlängsachse ist an der Innenfläche 52 des Kolbenbodens 3 eine Erhebung 53 vorhanden, die zu einer günstigen Einleitung und Verteilung des Kühlöles im inneren Kühlraum 41 beiträgt. Der äussere Kühlraum 45 ist beim Tauchkolben gemäss Fig.1 bis 3 im Bereich des Kolbenoberteils 2 einerseits durch mehrere am Umfang verteilt, bezüglich der Kolbenlängsachse leicht schräg stehend von der Unterkante 8 des querschnittsstarken Wandteils 7 der Aussenwand 4 in letzteres eingeformte Sacklöcher 54 und andererseits durch einen ringförmigen Raum 55 gebildet, in den die Sacklöcher 54 ausmünden. In jedes Sackloch 54 mündet eine Überleitbohrung 44 ein, die im Bereich der Innenfläche 50 des querschnittsstarken Wandteils 7 vom inneren Kühiraum 41 abzweigt und schräg nach oben in das zugehörige Sackloch 54 nahe von dessen geschlossenem Ende einmündet. Der Raum 55 ist radial aussen von der Innenfläche 56 des querschnittsschwächeren unteren Wandteils 9 der Aussenwand 4 des Kolbenoberteils 2 sowie radial innen von der Aussenfläche 57 des Tragbundes 14 und oben durch die Unterkante 8 des querschnittsstarken Wandteils 7 der Aussenwand 4 des Kolbenoberteils 2 begrenzt. Im Anschluss an diesen so begrenzten Raum 55 setzt sich der äussere Kühlraum 45 nach unten innerhalb des Kolbenunterteils 1 durch einen ringförmigen Raum 58 fort, der bis zum Kolbenbolzentragstuhl 15 herabreicht. Beim Tauchkolben gemäss Fig.4 ist der äussere Kühlraum 45 im Bereich des Kolbenoberteils 2 durch ein ringförmiges oberes Kühlraumteil 59 gebil det, das aussen von der Innenfläche 24 der Aussenwand 4 des Kolbenoberteils 2, innen von der Aussenfläche 60 des Abstützbundes 17 begrenzt und nach unten zu einem im Kolbenunterteil 1 vorhandenen unteren Kühlraumteil 61 hin offen ist, das ebenso wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig.l bis 3 bis zum Kolbenbolzentragstuhl 15 herunterreicht. Der Kolbenbolzentragstuhl 15 ist generell ebenso wie die Begrenzungswand des inneren Kühiraumes 41 domartig, also nach Art einer hohl kugel ab- schnittsförmigen Kuppel ausgebildet, und zwar so, dass er den innerhalb des Kolbenunterteiles 1 eine im wesentlichen runde Aussenkontur 62 aufweisenden Pleuelstangenkopf 34 mit geringem Abstand umgibt. Ausserdem weist dieser domartig geformte Kolbenbolzentragstuhl 15 beiderseits des Pleuelstangenkopfes 34, wie aus Fig.2 ersichtlich, Lageraugen 63 und 64 auf, die von der Lagerbohrung 27 durchsetzt sind und zur Aufnahme der beiderseits des Pleuelstangenkopfes 34 vorstehenden Kolbenbolzenenden dienen. Im Bereich vor den äusseren Enden des jeweiligen Lagerauges 63 bzw. 64 ist die Aussenwand 21 des Kolbenunterteils 1 jeweils von einem Durchbruch 65 bzw. 66 unterbrochen, durch den die Montage des Kolbenbolzens 26 erfolgt. Der domartig ausgebildete Kolbenbolzentragstuhl 15 weist vorzugsweise eine im wesentlichen überall gleiche Wandstärke auf, so dass der im Kolbenunterteil 1 vorhandene Teil des äusseren Kühlraumes 45 partiell - wie aus Fig.l ersichtlich - bis in die Ebene des Kolbenbolzens 26 herunterreicht. Der Vorsprung 36 und der ringförmige Tragbund 14, die belde an der Oberseite 37 des domartigen Kolbenbolzentragstuhles 15 angeformt sind, weisen vorzugsweise jeweils eine etwa dem Durchmesser des Kolbenbolzens 26 entsprechende Höhe auf. Zwischen der Aussenfläche 43 des Vorsprunges 36, 38 und der Innenseite 42 des Tragbundes 14 erstrecken sich an der Oberseite 37 des domartigen Kolbenbolzentragstuhles 15 mehrere am Umfang verteilt angeordnete Verstei fungswülste 67. Der ringförmige Tragbund 14 besitzt an seinem oberen Ende einen solchen Durchmesser, dass er das auf seiner ringförmigen Anlagefläche 13 auflieliegende Kolbenoberteil 2 in dessen biegeneutraler Zone unterstützt. Darüber hinaus sind generell jene Umfangsbereiche der Unterkante 68 des Kolbenunterteils 1 im Bereich axial unterhalb von den beiden Durchbrüchen 65 und 66 in der Aussenwand 21 - wie aus Fig.2 ersichtlich - scharfkantig als Ölabstreifkanten 69 ausgebildet, während die restlichen, im Bereich der Druck- und der Gegendruckseite des Tauchkolbens liegenden Umfangsbereiche der Unterkante 68 des Kolbenunterteiles 1 abgeschrägt bzw. gerundet als Olförderflächen 70 ausgebildet sind. Durch diese spezielle Ausgestaltung der Unterkante 68 am Kolbenunterteil 1 wird sichergestellt, dass im Bereich der Druckseite und der Gegendruckseite des Tauchkolbens Immer ein ausreichender Schmierfilm zwischen der zylindrischen Aussenfläche 71 des Kolbenunterteils 1 und der zugehörigen Zylinderwand gegeben ist, was durch die Ölförderflächen 70 sichergestellt wird, während in den restlichen Umfangsbereichen des Tauchkolbens, nämlich den Bereichen unterhalb der Durchbrüche 65 und 66, in denen naturgemäss wesentlich weniger Schmieröl benötigt wird, der an der Zylinderwand anhaftende Schmierölfilm durch die scharfkantigen Öl ab- streifkanten 69 beim Kolbenabwärtsgang jeweils auf eine minimale Filmdicke reduziert wird. Hierdurch ergibt sich im Maschinenbetrieb eine erhebliche Olverbrauchsreduzierung. Der Radius der äusseren, der Aussenkontur 62 des Pleuelstangenkopfes 34 benachbarten Begrenzungsfläche 72 ist vorzugsweise - wie aus Fig.l ersichtlich - etwas grösser als der Radius der Aussenkontur 62 des Pleuelstangenkopfes 34. Wie weiterhin aus Fig.1 ersichtlich, ist der Eintrittsbereich des Kühlöldurchtrittsloches 39 keglig zum Pleuelstangenkopf 34 hin erweitert ausgebildet. Hierdurch sind ein einwandfreier Übertritt des die Spritzbohrung 48 im Pleuelstangenkopf 26 verlassenden Kühlöles in das Kühlöldurchtrittsloch 39 und eine günstige Weiterleitung des Kühlöles durch letzteres in den inneren Kühlraum 41 hinein sicherstellt. Die Aussenwand 4 am Kolbenoberteil 2 und die Aussenwand 21 am Kolbenunterteil 1 sind beim Tauchkolben nach den Fig.1 bis 3 in ihrer Bauhöhe vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass nach Verbindung von Kolbenoberteil 2 und Kolbenunterteil 1 zwischen der ebenen Unterkante 73 der Aussenwand 4 des Kolbenoberteils 2 und der ebenen Oberkante 74 der Aussenwand 21 des Kolbenunterteils 1 ein Ringspalt 75 frei bleibt, durch den vom untersten, der am Kolbenoberteil 2 angeordneten Kolbenringe 6 von der Zylinderwand abgestreiftes Öl in den äusseren Kühlraum 45 eintreten kann. Der domartig ausgebildete Kolbenbolzentragstuhl 15 ist - wie aus Fig.l ersichtlich - etwa in Höhe einer die Kolbenbolzenlängsachse beinhaltenden Kolbenquerebene mit der Aussenwand 21 des Kolbenunterteils 1 verbunden. Durch die erfindungsgemässen Merkmale und insbesondere deren kombinatorische Vereinigung in einem Tauchkolben ist sichergestellt, dass auch bei höchsten Zünddrücken in der Grössenordnung von beispielsweise 180 bar eine einwandfreie Funktion des Tauchkolbens erzielbar ist. Insbesondere durch die Abstützung des Kolbenoberteils 2 in biegeneutraler Zone in Verbindung mit der domartigen Ausbildung des Kolbenbolzentrag stuhls 15 und der domartigen Begrenzung des inneren Kühlraumes 41 ist sichergestellt, dass die auf den Tauchkolben im Maschinenbetrieb einwirkenden Zünddrücke in bestmöglicher Weise über den Tragbund 14 und den Kolbenbolzen 76 in die Pleuelstange 33 eingeleitet werden können und zwar so, dass die Zylindrizität und Koaxialität der Aussenwand 4 des Kolbenoberteils 2 sowie der Aussenwand 21 des Kolbenunterteils 1 weitestgehend erhalten bleiben. Durch die erfindungsgemässe Art der Kühlölführung, insbesondere im Kolbenoberteil 2, wird ausserdem eine intensive Kühlung desselben sichergestellt. Negative Einflüsse durch die Maschinenbetrieb herrschenden Temperaturen auf die Form des Kolbenoberteils 2 sind deshalb auch durch die Art der Kühlmittelführung im Kolbenoberteil weitestgehend vermeidbar.

Claims: Patentansprüche: 1. Ölgekühlter Tauchkolben, der aus einem Kolbenunterteil und einem Kolbenoberteil, das aus einem Kolbenboden und einer Aussenwand mit in Ringnuten eingesetzten Kolbenringen besteht, zusammengesetzt ist und über einen Kolbenbolzen, der in einer den Kolbenbolzentragstuhl im Kolbenunterteil quer durchdringenden Lagerbohrung verankert ist, an eine mit der Kurbelwelle einer Hubkolben-Brennkraftmaschine ver bundene Pleuelstange angelenkt ist, wobei das Kolbenoberteil mit einer vom Kolbenboden abgesetzten Anlagefläche auf der Stirnfläche eines oben am Kolbenbolzentragstuhl angeformten, ringförmigen Trag bundes abgestützt und über eine kreiszylindrische Zentrierfläche in bezug auf das Kolbenunterteil durch eine dort vorhandene Zen trierfläche zentriert sowie mittels mehrerer Spannschrauben mit letzterem verbunden ist, wobei ferner an der Oberseite des Kolben bolzentragstuhles ein ebenso wie letzterer von einem zentralen, zur Kolbenlängsachse koaxialen Kühlöldurchtrittsloch durchsetzter Vor sprung angeordnet ist, der in den Bereich des Kolbenoberteils hinein ragt und mit seiner Oberkante den Kuhlölfüllstand eines inneren Kühl raumes begrenzt, der in seinem unteren Bereich von der Innen fläche des Tragbundes, der Oberseite des Kolbenbolzentragstuhles und der Aussenfläche des Vorsprunges sowie in seinem oberen Bereich durch eine Vertiefung im Kolbenoberteil begrenzt ist und ausserdem über schräge Überleitbohrungen im Kolbenoberteil mit einem äusseren Kühlraum in Verbindung steht, der sich sowohl im Kolbenoberteil als auch im Kolbenunterteil, dort um den Tragbund herum erstreckt, dadurch gekennzeichnet, -dass das Kolbenoberteil (2) einstückig aus Sphäroguss bzw. Stahl material, das Kolbenunterteil (1) einstückig aus Grauguss bzw. Sphäroguss hergestellt ist, dass der Tauchkolben für eine Shaker-Kühlung ausgebildet ist, mit einer Kühlölzuführung von der Pleuelstange (33) aus durch das Kühl öldurchtrittsloch (39) in den inneren Kühlraum (41) hinein, einer Kühl ölweiterleitung durch die Überleitbohrungen (44) in den äusseren Kühl raum (45) und von dort über Austrittsöffnungen (49) in den Triebwerks raum zurück, dass der innere Kühlraum (41) durch einen domartigen Hohlraum gegeben ist, der radial aussen durch entsprechend gekrümmte Formgebung der In nenwand (42) des Tragbundes (14), daran anschliessend durch entspre chend weitergeführte gekrümmte Formgebung einer Innenfläche (50, 51) des Kolbenoberteils (2) und daran anschliessend durch eine entspre chend weitergeführte Wölbung der Innenfläche (52) des Kolbenbodens (3) gebildet ist, dass der Kolbenbolzentragstuhl (15) am Kolbenunterteil (1) ebenfalls domartig etwa nach Art einer hohlkugelabschnittsförmigen Kuppel aus gebildet ist und den innerhalb des Kolbenunterteils (1) eine im we sentlichen runde Aussenkontur (62) aufweisenden Pleuelstangenkopf (34) mit geringem Abstand umgibt sowie beiderseits des letzteren Lager augen (63, 64) für die Aufnahmne der vorstehenden Kolbenbolzen enden aufweist, dass der oben am domartigen Kolbenbolzentragstuhl (15) angeordnete ringförmige Tragbund (14) das an dessen Stirnfläche (13) mit seiner ringförmigen Anlagefläche (12, 18) aufliegende Kolbenoberteil (2) in dessen biegeneutraler Zone unterstützt, dass jene Umfangsbereiche der Unterkante (68) des Kolbenunterteils (1), die im Bereich axial unterhalb von die Montage des Kolbenbolzens (26) ermöglichenden Durchbrüchen (65, 66) der Aussenwand (21) liegen, scharfkantig als Olabstreifkanten (69) ausgebildet sind, während die restlichen, im Bereich der Druck- und Gegendruckseite des Tauch kolbens liegenden Umfangsbereiche der Unterkante (68) des Kolben unterteils (1) abgeschrägt bzw. gerundet als Ölförderflächen (70) ausgebildet sind. 2. Ölgekühlter Tauchkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius der äusseren, der Aussenkontur (62) des Pleuelstangenkopfes (34) benachbarten Aussenfläche (72) des domartigen Kolbenbolzentrag stuhles (15) etwas grösser als der Radius der Aussenkontur (62) des Pleuelstangenkopfes (34) ist. 3. Öl gekühlter Tauchkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der domartige Kolbenbolzentragstuhl (15) etwa in Höhe einer die Kol benbolzenlängsachse beinhaltenden Kolbenquerebene mit der Aussen wand (21) des Kolbenunterteils (1) verbunden ist. 4. Ölgekühlter Tauchkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der domartige Kolbenbolzentragstuhl (15) eine im wesentlichen über all gleiche Wandstärke aufweist. 5. Öl gekühlter Tauchkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der Aussenfläche (43) des zentralen Vorsprunges (36) und der Innenfläche (42) des Tragbundes (14) und der Oberseite (37) des domartigen Kolbenbolzentragstuhles (15) mehrere Versteifungswül ste (67) erstrecken. 6. Öl gekühlter Tauchkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Vorsprung (36) und der ringförmige Tragbund (14), die beide an der Oberseite des domartigen Kolbenbolzentragstuhles (15) angeformt sind, jeweils eine etwa dem Durchmesser des Kolbenbol zens (26) entsprechende Höhe aufweisen. 7. Öl gekühlter Tauchkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrittsbereich des den zentralen Vorsprung (36) und die Wand des domartigen Kolbenbolzentragstuhles (15) durchsetzenden Kühlöl durchtrittsloches (39) keglig zum Pleuelstangenkopf (26) hin erwei tert ausgebildet ist. 8. Ölgekühlter Tauchkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Kühlraum (45) im Bereich des Kolbenoberteils (2) einer seits durch mehrere am Umfang verteilte, bezüglich der Kolbenlängs achse leicht schräg stehend von unten her in ein querschnittsstar kes Wandteil (7) der Aussenwand (4) des Kolbenoberteils (2) einge formte Sacklöcher (54), in welch jedes derselben eine der Überleit- bohrungen (44) einmündet, und andererseits durch einen ringförmi gen Raum (55) gebildet ist, in den die Sack löcher (54) ausmünden und der aussen von der Innenfläche (56) eines querschnittsschwächeren unteren Wandteils (9) der Aussenwand (4) sowie innen von der Aussen wand (57) des Tragbundes (14) und oben durch die Unterkante (8) des querschnittsstarken Wandteils (7) begrenzt ist. 9. Ölgekühlter Tauchkolben nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach Verbindung von Kolbenoberteil (2) und Kolbenunterteil (1) zwischen der ebenen Unterkante (73) der Aussen wand (4) des Kolbenoberteils (2) und der ebenen Oberkante (74) der Aussenwand (21) des Kolbenunterteils (1) ein Ringspalt (75) frei bleibt, durch den vom untersten der am Kolbenoberteil (2) angeordneten Kolbenringe (6) von der Zylinderwand abgestreiftes Öl in den äusseren Kühlraum (45) eintreten kann. 10. Ölgekühlter Tauchkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Kühiraum (45) im Bereich des Kolbenoberteils (2) durch ein ringförmiges oberes Kühiraumteil (59) gebildet ist, das aussen von der Innenfläche (24) der Aussenwand (4) des Kolbenober teils (2), innen von der Aussenfläche (60) eines unten die Anlage fläche (18) aufweisenden ringförmigen Abstützbundes (17) begrenzt und nach unten zu einem im Kolbenunterteil (1) vorhandenen unteren Kühlraumteil (61) hin offen ist, wobei in diesem Fall das Kolben oberteil (2) nicht nur über die unten am Abstützbund (17) vorhan dene Anlagefläche (13) auf dem Tragbund (14), sondern auch noch über die Unterkante (19) der Aussenwand (4) des Kolbenoberteils (2) auf der Oberkante (20) der Aussenwand (21) des Kolbenunterteils (1) abgestützt und in diesem Bereich durch eine dort vorhandene kreis zylindrische Zentrierfläche (22) in bezug auf letzteres zentriert ist.

Inventors: GENTSCHEFF, JORDAN, LINDNER, HORST
Applicants: M.A.N. - B&W DIESEL GMBH
Application year: 1986
Main classification: F02F3
IPC codes: F02F3, F01P3, F01M1