[go: up one dir, main page]

WO2018192959A1 - Kolben in strukturbauweise - Google Patents

Kolben in strukturbauweise Download PDF

Info

Publication number
WO2018192959A1
WO2018192959A1 PCT/EP2018/059875 EP2018059875W WO2018192959A1 WO 2018192959 A1 WO2018192959 A1 WO 2018192959A1 EP 2018059875 W EP2018059875 W EP 2018059875W WO 2018192959 A1 WO2018192959 A1 WO 2018192959A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piston
around
rib
region
ribs
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/059875
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gregor Müller
Gerhard Luz
Andreas BERNINGER
Emmerich Ottliczky
Matthias Fahr
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
Priority to US16/605,521 priority Critical patent/US11668263B2/en
Priority to CN201880025842.9A priority patent/CN110869600A/zh
Priority to EP18719122.6A priority patent/EP3612727A1/de
Priority to BR112019021016A priority patent/BR112019021016A2/pt
Publication of WO2018192959A1 publication Critical patent/WO2018192959A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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
    • F02F3/003—Multi-part pistons the parts being connected by casting, brazing, welding or clamping
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/10—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass 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 
    • F02F3/16—Pistons  having cooling means
    • F02F3/20—Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
    • F02F3/22—Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
    • F16J1/02—Bearing surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
    • F16J1/04—Resilient guiding parts, e.g. skirts, particularly for trunk 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
    • F02F2200/00—Manufacturing
    • F02F2200/04—Forging of engine parts

Definitions

  • the invention relates to a weight-optimized piston of an internal combustion engine and to a method for producing a weight-optimized piston according to the features of the respective preamble of the two independent claims.
  • pistons are made from forged piston blanks.
  • a production method is known from DE 10 2004 031 513 A1.
  • a piston blank is forged and reshaped a projecting collar, so as to achieve the largely final shape of the piston, wherein behind the formed collar, a cavity is formed, which can be used for example as a cooling channel.
  • the ready piston is available.
  • the known piston is not yet optimized in terms of its weight, so that it is the object of the invention to reduce such a piston in terms of its weight, without suffering from the durability or strength.
  • the invention is therefore based on the object to provide a piston improved over the known piston and a corresponding improved method for producing in particular a generic piston.
  • a piston is provided in a so-called structural design.
  • the basic concept of producing a piston blank is preferably maintained in the forging process, since this offers the known advantages in terms of strength and durability.
  • a protruding collar is produced in a manner known per se, reshaped and then the free circumferential end of the deformed collar materially connected, for example by welding, to the base body of the piston blank.
  • the piston has three annular grooves, wherein the joining region lies approximately in the middle of the lowermost annular groove.
  • the structure structure mentioned above is characterized in that the piston blank is provided in its interior with ribs at certain points and at the same time the areas around these ribs are reduced in terms of their wall thickness (relative to the wall thickness without ribs).
  • the at least one rib, preferably all ribs, in the inner region of the piston base body and thus of the later finished ready-to-use piston cause a stiffening of the areas in which they are arranged.
  • this stiffening makes it possible to reduce the material thickness (wall thickness) around the ribs, so that although the provision of the ribs slightly accumulates material at these points, the weight saving is achieved by making material around the stiffeners larger in comparison Dimensions can be reduced.
  • Figure 1 shows in a three-dimensional view of a piston 1 from below, wherein opposite supporting shaft wall sections with 2 and connecting walls, which connect the supporting shaft wall sections 2 together, 3.
  • a connecting wall 3 extends starting from a piston hub 4 in the direction of the side edge of the supporting shaft wall sections 2.
  • the structural design of the piston 1 is characterized by at least one rib at a suitable location.
  • the ribs are a rib 5 which is arranged on the inside of the respective supporting shaft wall section 2, and / or a rib 6 connecting the two pin hubs 4 in the interior area and / or a rib 7 extending transversely to a pin bore axis.
  • the piston 1 can each have a recess 8 on the inwardly facing side of the pin boss 4 around its upper and / or lower vertex. Through this recess 8 weight is saved, but the strength of the pin boss 4 is not affected.
  • FIG. 2 10 denotes a lifting groove and 1 1 denotes an opening for a cooling medium, which can be introduced and removed into a cooling channel (not shown here) of the piston.
  • FIG. 3 is based on the piston 1 according to FIG. 1, wherein to clarify the course of the ribs 5, 6, 7 and their transition into areas with reduced wall thickness RW gridlines are shown.
  • FIG. 4 is based on the piston 1 according to FIG.
  • a circumferential bead 12 is arranged, wherein in a Sectionberiech around the opening 1 1 together with a Generalberiech the circumferential bead 12 a recess (trough 13) is formed.
  • a recess trough 13
  • the circumferential bead 12 thus causes a stiffening and the tub 13 not only a material reduction, but also a storage reservoir for the cooling medium for the purpose of further improved cooling of the piston first With 14, a beam splitter is referred to within the cooling channel, not shown, which may be present, but does not have to be present.
  • FIGS. 1 to 4 While the two possible measures of the structural design and the recess on the inside of the pin boss are shown in FIGS. 1 to 4, changes in the position of the joining portion can be seen in FIGS.
  • FIG. 5 shows the situation with the piston, as is known from DE 10 2004 031 513 A1.
  • This known piston has three annular grooves 15, 16, 17, wherein the free circumferential edge region of the deformed collar is materially connected in a joining region 18 to the main body of the piston blank.
  • This joining region 18 lies in the region of the lowest (third) annular groove 17.

Landscapes

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

Abstract

Kolben (1) einer Brennkraftmaschine, der in einer Strukturbauweise gestaltet ist, aufweisend zwei sich gegenüberliegend angeordnete tragende Schaftwandabschnitte (2), wobei sich jeweils eine Verbindungswand (3) ausgehend von einer Kolbennabe (4) in Richtung der Seitenkante der tragenden Schaftwandabschnitte (2) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Innenbereich des Kolbens (1) zumindest eine Rippe (5; 6; 7), vorzugsweise drei Rippen (5, 6, 7), angeordnet ist (sind) und das Material der Bereiche um die zumindest eine Rippe (5; 6; 7) reduziert ist.

Description

B E S C H R E I B U N G
Kolben in Strukturbauweise
Die Erfindung betrifft einen gewichtsoptimierten Kolben einer Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zur Herstellung eines gewichtsoptimierten Kolbens gemäß den Merkmalen des jeweiligen Oberbegriffes der beiden unabhängigen Patentansprüche.
Bei Kolben für Brennkraftmaschinen ist es immer schon erforderlich, die erforderliche Festigkeit, Dauerhaltbarkeit und das Gewicht in Einklang zu bringen.
Hinsichtlich der Festigkeit und Dauerhaltbarkeit werden Kolben aus geschmiedeten Kolbenrohlingen hergestellt.
Ein Herstellungsverfahren ist aus der DE 10 2004 031 513 A1 bekannt. Hierbei wird ein Kolbenrohling geschmiedet und ein abstehender Kragen umgeformt, um somit die weitestgehend endgültige Form des Kolbens zu erzielen, wobei hinter dem umgeformten Kragen ein Hohlraum entsteht, der beispielsweise als Kühlkanal genutzt werden kann. Nach der Fertigbearbeitung des Kolbenrohlings, insbesondere durch eine Verschweißung des freien Endes des umgeformten Kragens mit dem Grundkörper des Kolbenrohlings und eine Fertigbearbeitung auf Maß, steht der einsatzbereite Kolben zur Verfügung.
Allerdings ist der bekannte Kolben noch nicht hinsichtlich seines Gewichtes optimiert, sodass es Ziel der Erfindung ist, einen solchen Kolben bezüglich seines Gewichtes zu reduzieren, ohne dass darunter die Dauerhaltbarkeit beziehungsweise Festigkeit leidet. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem bekannten Kolben verbesserten Kolben sowie ein entsprechendes verbessertes Verfahren zur Herstellung insbesondere eines gattungsgemäßen Kolbens bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird ein Kolben in einer sogenannten Strukturbauweise zur Verfügung gestellt.
Es wird das Grundkonzept der Herstellung eines Kolbenrohlings bevorzugt im Schmiedeverfahren beibehalten, da dies die bekannten Vorteile hinsichtlich Festigkeit und Dauerhaltbarkeit bietet. Während des Schmiedeverfahrens wird ein abstehender Kragen in an sich bekannter Weise erzeugt, umgeformt und anschließend das freie umlaufende Ende des umgeformten Kragens mit dem Grundkörper des Kolbenrohlings stoffschlüssig, zum Beispiel durch Verschweißen, verbunden. Im bekannten Stand der Technik weist der Kolben drei Ringnuten auf, wobei der Fügebereich etwa in der Mitte der untersten Ringnut liegt.
Die vorstehend erwähnte Strukturbauweise ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenrohling in seinem Innenbereich an bestimmten Stellen mit Rippen versehen wird und gleichzeitig die Bereiche um diese Rippen herum hinsichtlich ihrer Wandstärke (bezogen auf die Wandstärke ohne Rippen) reduziert werden. Die zumindest eine Rippe, vorzugsweise alle Rippen, im Innenbereich des Kolbengrundkörpers und somit des späteren fertigen einsatzbereiten Kolbens bewirken eine Versteifung der Bereiche, in denen sie angeordnet sind. Gleichzeitig ermöglicht diese Versteifung die Herabsetzung der Materialdicke (Wandstärke) um die Rippen herum, sodass zwar in geringfügiger Weise durch das Vorsehen der Rippen Material an diesen Stellen angehäuft wird, jedoch die Gewichtseinsparung dadurch erzielt wird, dass Material um die Versteifungen herum in einem demgegenüber größeren Maße reduziert werden kann.
In Weiterbildung der Erfindung wird alternativ oder ergänzend zu dieser Strukturbauweise des Kolbens mit Versteifungen und gleichzeitiger Wegnahme von Material um die Versteifungen herum eine Ausnehmung im Bereich der inneren Bolzennabe vorgesehen, die sich um den oberen und unteren Scheitelpunkt der Bolzenbohrung herum erstreckt. Es hat sich herausgestellt, dass diese Wegnahme von Material nicht nur zu der gewünschten Gewichtsreduzierung führt, sondern auch die Festigkeit beziehungsweise Dauerhaltbarkeit des Kolbens im Einsatz in der Brennkraftmaschine nicht beeinträchtigt.
In Weiterbildung der Erfindung ist alternativ oder ergänzend dazu vorgehsehen, dass der Fügebereich zwischen das freie umlaufende Ende des umgeformten Kragens und den Kolbengrundkörper in den Bereich zwischen der untersten (dritten) und der mittleren (zweiten) Ringnut gelegt wird. Dadurch kann die Höhe der tragenden Schaftwandabschnitte (Schaftoberlänge) verlängert werden, wodurch die Geräuschentwicklung des Kolbens im Betrieb im Zylinder der Brennkraftmaschine reduziert wird. Außerdem ist es möglich, die Höhe der untersten (dritten) Ringnut zu reduzieren.
Während die vorstehend genannten drei Maßnahmen jeweils für sich alleine betrachtet angewendet werden können, ist es von besonderem Vorteil, wenn zumindest die Strukturbauweise und die Ausnehmung im Innenbereich der Bolzennabe miteinander kombiniert werden, um das Gewicht des fertigen Kolbens gegenüber vergleichbaren Kolben um mindestens 10% bei akzeptablen Betriebssicherheiten zu reduzieren.
Ein Ausführungsbeispiel, an dem die Strukturbauweise und die Ausnehmung an der Innenseite der Bolzennabe erkennbar ist, ist in den Figuren 1 bis 4 gezeigt.
Figur 1 zeigt in einer dreidimensionalen Ansicht einen Kolben 1 von unten, wobei gegenüberliegende tragende Schaftwandabschnitte mit 2 und Verbindungswände, die die tragenden Schaftwandabschnitte 2 miteinander verbinden, mit 3 bezeichnet sind. Jeweils eine Verbindungswand 3 erstreckt sich ausgehend von einer Kolbennabe 4 in Richtung der Seitenkante der tragenden Schaftwandabschnitte 2.
An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass bei der Herstellung dieses Kolbens 1 das Verfahren gemäß der DE 10 2004 031 513 A1 angewendet werden kann, aber nicht angewendet werden muss. Da der Kolbengrundkörper, der den späteren fertigen Kolben 1 bildet, geschmiedet wird, ist darauf zu achten, dass die beteiligten Elemente (wie Schaftwandabschnitte 2, Verbindungswände 3, Kolbennaben 4 und dergleichen) die für den Schmiedevorgang erforderlichen Auszugsschrägen aufweisen. Anstelle eines Schmiedevorganges kann selbstverständlich auch die Herstellung durch einen Gießvorgang in Betracht kommen.
Die Strukturbauweise des Kolbens 1 ist durch zumindest eine Rippe an einer geeigneten Stelle gekennzeichnet.
Bei den Rippen handelt es sich um eine Rippe 5, die an der Innenseite des jeweiligen tragenden Schaftwandabschnittes 2 angeordnet ist, und/oder um eine im Innenbereich die beiden Bolzennaben 4 miteinander verbindenden Rippe 6 und/oder eine quer zu einer Bolzenbohrungsachse verlaufende Rippe 7.
Besonders bevorzugt ist die Kombination der Rippen 5, 6, 7, wie sie in Figur 1 dargestellt sind.
In Kombination oder gegebenenfalls auch alleine kann der Kolben 1 an der nach innen gewandten Seite der Bolzennabe 4 um deren oberen und/oder unteren Scheitelpunkt herum jeweils eine Ausnehmung 8 aufweisen. Durch diese Ausnehmung 8 wird Gewicht eingespart, jedoch die Festigkeit der Bolzennabe 4 nicht beeinträchtigt.
Die vorstehend genannten Maßnahmen sind in Kombination auch in Figur 2 dargestellt. Hierbei ist insbesondere der Verlauf und die Anordnung der Rippe 5 und/oder der Rippe 6 und/oder der Rippe 7 erkennbar. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass es von besonderer Wichtigkeit der Erfindung ist, dass in den Bereichen um die Rippen 5, 6, 7 herum die Wandstärken beziehungsweise die Materialdicke reduziert sind. Bezüglich der tragenden Schaftwandabschnitte 2 ist eingezeichnet, dass um die Rippe 5 herum der tragende Schaftwandabschnitt 2 eine reduzierte Wandstärke RW aufweist.
Zur weiteren Verdeutlichung ist in Figur 2 mit 10 eine Aushebenut und mit 1 1 eine Öffnung für ein Kühlmedium, welches in einen Kühlkanal (hier nicht dargestellt) des Kolbens eingeführt und abgeführt werden kann, bezeichnet. Die Figur 3 basiert auf dem Kolben 1 gemäß Figur 1 , wobei zur Verdeutlichung des Verlaufes der Rippen 5, 6, 7 und deren Übergang in Bereiche mit reduzierter Wandstärke RW Gitternetzlinien eingezeichnet sind.
Gleiches gilt für die Figur 4, die auf dem Kolben 1 gemäß Figur 2 beruht. Hier ist ergänzend noch eingezeichnet und erkennbar, dass um die Öffnung 1 1 herum ein umlaufender Wulst 12 angeordnet ist, wobei in einem Teilberiech um die Öffnung 1 1 herum zusammen mit einem Teilberiech des umlaufenden Wulstes 12 eine Vertiefung (Wanne 13) gebildet ist. Hierdurch kann nicht nur Gewicht reduziert werden, sondern auch Kühlmedium in der Wanne 13 gesammelt werden, wenn dieses bei der Auf- und Abbewegung des Kolbens 1 im Zylinder der Brennkraftmaschine in die Öffnung 1 1 und um diese herum angespritzt wird. Die umlaufende Wulst 12 bewirkt somit eine Versteifung und die Wanne 13 nicht nur eine Materialreduzierung, sondern auch ein Speicherreservoir für das Kühlmedium zwecks weiter verbesserter Kühlung des Kolbens 1 . Mit 14 ist innerhalb des nicht näher dargestellten Kühlkanales ein Strahlteiler bezeichnet, der vorhanden sein kann, aber nicht vorhanden sein muss.
Während in den Figuren 1 bis 4 die beiden möglichen Maßnahmen der Strukturbauweise und der Ausnehmung an der Innenseite der Bolzennabe gezeigt sind, ist in den Figuren 5 und 6 de Veränderung hinsichtlich der Lage des Fügebereiches erkennbar.
Figur 5 zeigt die Situation bei dem Kolben, wie er aus der DE 10 2004 031 513 A1 bekannt ist. Dieser bekannte Kolben weist drei Ringnuten 15, 16, 17 auf, wobei der freie umlaufende Randbereich des umgeformten Kragens stoffschlüssig in einem Fügebereich 18 mit dem Grundkörper des Kolbenrohlings verbunden wird. Dieser Fügebereich 18 liegt im Bereich der untersten (dritten) Ringnut 17.
Im Gegensatz hierzu ist der Kolben 1 nach der Erfindung, wie er in Figur 6 dargestellt ist, dahingehend verändert, dass der Fügebereich 18 in den Bereich zwischen der mittleren (zweiten) Ringnut 16 und der untersten (dritten) Ringnut 17 verlegt worden ist.
Mit 19 ist ein Kühlkanal, der ringförmig hinter dem Ringfeld des Kolbens 1 verläuft, bezeichnet. Bezugszeichenliste
1 Kolben
2 tragender Schaftwandabschnitt
3 Verbindungswand
4 Bolzennabe
5 Rippe
6 Rippe
7 Rippe
8 Ausnehmung
9 Bolzenbohrung
10 Aushebenut
1 1 Öffnung
12 umlaufender Wulst
13 Wanne
14 Strahlteiler
15 Ringnut
16 Ringnut
17 Ringnut
18 Fügebereich
19 Kühlkanal

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1 . Kolben (1 ) einer Brennkraftmaschine, der in einer Strukturbauweise gestaltet ist, aufweisend zwei sich gegenüberliegend angeordnete tragende Schaftwandabschnitte (2), wobei sich jeweils eine Verbindungswand (3) ausgehend von einer Kolbennabe (4) in Richtung der Seitenkante der tragenden Schaftwandabschnitte (2) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Innenbereich des Kolbens (1 ) zumindest eine Rippe (5; 6; 7), vorzugsweise drei Rippen (5, 6, 7), angeordnet ist (sind) und das Material der Bereiche um die zumindest eine Rippe (5; 6; 7) reduziert ist.
2. Kolben (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Rippe (5) vorgesehen ist, die an der Innenseite des jeweiligen tragenden Schaftwandabschnittes (2) angeordnet ist.
3. Kolben (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenbereich des Kolbens (1 ) zumindest eine die beiden Bolzennaben (4) miteinander verbindende Rippe (6) vorgesehen ist.
4. Kolben (1 ) nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenbereich des Kolbens (1 ) zumindest eine quer zu einer Bolzenbohrungsachse verlaufende Rippe (7) vorgesehen ist.
5. Kolben (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1 ) an der nach innen gewandten Seite der Bolzennabe (4) um deren oberen und/oder unteren Scheitelpunkt herum jeweils eine Ausnehmung (8) aufweist.
6. Kolben (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass um die Rippe (5) herum der tragende Schaftwandabschnitt (2) eine reduzierte Wandstärke (RW) aufweist.
7. Kolben (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüberliegend der Ausnehmung (8) eine Aushebenut (10) angeordnet ist.
8. Kolben (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1 ) zumindest eine Öffnung (1 1 ) für ein Kühlmedium aufweist, wobei um die Öffnung (1 1 ) herum ein umlaufender Wulst (12) angeordnet ist.
9. Kolben (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Teilbe- riech um die Öffnung (1 1 ) herum zusammen mit einem Teilberiech des umlaufenden Wulstes (12) eine Vertiefung, insbesondere eine Wanne (13), gebildet ist.
10. Kolben (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1 ) drei Ringnuten (15, 16, 17) aufweist, wobei der freie umlaufende Randbereich des umgeformten Kragens stoffschlüssig in einem Fügebereich (18) mit einem Grundkörper des Kolbens (1 ) verbunden ist, wobei der Fügebereich (18) in dem Bereich zwischen der mittleren (zweiten) Ringnut (16) und der untersten (dritten) Ringnut (17) angeordnet ist.
1 1 . Verfahren zur Herstellung eines einen Grundkörper aufweisenden Kolbenrohlings in einem Schmiedeverfahren, wobei während des Schmiedeverfahrens ein abstehender Kragen erzeugt, umgeformt und anschließend das freie umlaufende Ende des umgeformten Kragens mit dem Grundkörper des Kolbenrohlings stoffschlüssig verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenrohling in seinem Innenbereich an bestimmten Stellen mit Rippen versehen wird und die Bereiche um diese Rippen herum hinsichtlich ihrer Wandstärke bezogen auf die Wandstärke ohne Rippen reduziert werden.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausnehmung im Bereich der inneren Bolzennabe vorgesehen, die sich um den oberen und unteren Scheitelpunkt der Bolzenbohrung herum erstreckt.
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügebereich zwischen dem freien umlaufenden Ende des umgeformten Kragens und dem Kolbengrundkörper in den Bereich zwischen der untersten (dritten) und der mittleren (zweiten) Ringnut gelegt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1 1 , 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Verschweißung des freien Endes des umgeformten Kragens mit dem Grundkörper des Kolbenrohlings eine Fertigbearbeitung des Kolbenrohlings auf Maß erfolgt.
PCT/EP2018/059875 2017-04-19 2018-04-18 Kolben in strukturbauweise Ceased WO2018192959A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/605,521 US11668263B2 (en) 2017-04-19 2018-04-18 Piston with a structured design
CN201880025842.9A CN110869600A (zh) 2017-04-19 2018-04-18 具有一种结构形式的活塞
EP18719122.6A EP3612727A1 (de) 2017-04-19 2018-04-18 Kolben in strukturbauweise
BR112019021016A BR112019021016A2 (pt) 2017-04-19 2018-04-18 pistão em construção estrutural

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017108314.6 2017-04-19
DE102017108314 2017-04-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018192959A1 true WO2018192959A1 (de) 2018-10-25

Family

ID=62027989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/059875 Ceased WO2018192959A1 (de) 2017-04-19 2018-04-18 Kolben in strukturbauweise

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11668263B2 (de)
EP (1) EP3612727A1 (de)
CN (1) CN110869600A (de)
BR (1) BR112019021016A2 (de)
DE (1) DE102018109205A1 (de)
WO (1) WO2018192959A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018128512A1 (de) 2017-11-14 2019-05-16 Ks Kolbenschmidt Gmbh Stahlkolben mit optimiertem Design
USD897373S1 (en) * 2018-09-22 2020-09-29 Chaoming Li Piston
WO2021013788A1 (de) 2019-07-19 2021-01-28 Ks Kolbenschmidt Gmbh Kolben mit reibleistungsreduzierung für eine brennkraftmaschine
USD1009938S1 (en) * 2022-05-24 2024-01-02 Reme, Llc Elliptical piston for a rotary steerable tool
US11994085B2 (en) * 2022-06-28 2024-05-28 GM Global Technology Operations LLC Piston for use in internal combustion engines and method of making the piston
DE102022209095A1 (de) 2022-09-01 2024-03-07 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zu dessen Herstellung

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53154907U (de) * 1977-05-11 1978-12-05
JPS5954728U (ja) * 1982-10-05 1984-04-10 株式会社リケン ピストン
EP0188108A1 (de) * 1984-12-19 1986-07-23 Ae Plc Kolben
JPH09329057A (ja) * 1996-06-12 1997-12-22 Daihatsu Motor Co Ltd 内燃機関におけるピストンの構造
JP2001289117A (ja) * 2000-04-07 2001-10-19 Unisia Jecs Corp 内燃機関用ピストン
DE102004031513A1 (de) 2004-06-30 2006-01-26 Ks Kolbenschmidt Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens für eine Brennkraftmaschine
EP2085598A2 (de) * 2008-01-29 2009-08-05 BRP-Rotax GmbH & Co. KG Kolben für einen Verbrennungsmotor
US20120145112A1 (en) * 2010-12-09 2012-06-14 Mahle International Gmbh Piston for an internal combustion engine and method for its production
JP2012136972A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Honda Kinzoku Gijutsu Kk エンジン用のピストン
CN202348466U (zh) * 2011-11-02 2012-07-25 山东滨州渤海活塞股份有限公司 带内冷却油腔的旋压制锻钢整体活塞
DE102011007285A1 (de) * 2011-04-13 2012-10-18 Mahle International Gmbh Kolben für eine Brennkraftmaschine
US20130008307A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-10 Kurt Will Piston with an undercrown support feature
US20160281635A1 (en) * 2015-03-23 2016-09-29 Federal-Mogul Corporation Robust, lightweight, low compression height piston and method of construction thereof

Family Cites Families (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1492590A (en) * 1920-11-04 1924-05-06 William K Young Piston
US1926329A (en) 1930-09-18 1933-09-12 Wright Aeronautical Corp Piston
AT141390B (de) 1932-10-25 1935-04-10 Ernst Dipl Ing Mahle Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen.
DE711937C (de) * 1938-11-10 1941-10-09 Elektron Co M B H Geschmiedeter Kolben fuer Brennkraftmaschinen, insbesondere Flugmotorkolben
DE1103698B (de) 1959-10-23 1961-03-30 Schmidt Gmbh Karl Durch Schmieden oder Pressen hergestellter Kolben, vorzugsweise aus einer Aluminium-legierung fuer Brennkraftmaschinen und Kompressoren
US3173345A (en) * 1963-02-12 1965-03-16 Thompson Marion Lee Piston
DE1284762B (de) * 1966-09-27 1968-12-05 Mahle Kg Leichtmetallkolben, insbesondere fuer Brennkraftmaschinen
FR2238372A5 (de) * 1973-07-19 1975-02-14 Dampers
DE3403624A1 (de) * 1984-02-02 1985-08-08 Kolbenschmidt AG, 7107 Neckarsulm Gebauter, fluessigkeitsgekuehlter kolben fuer brennkraftmaschinen
FR2575227B1 (fr) * 1984-12-20 1988-12-23 Semt Piston a structure allegee, notamment pour un moteur a combustion interne
JPH02220733A (ja) * 1989-02-22 1990-09-03 Aisin Seiki Co Ltd 内燃機関用ピストンの製造方法
JPH0315650A (ja) * 1989-06-12 1991-01-24 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関のピストン
JPH0315649A (ja) * 1989-06-12 1991-01-24 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関のピストン
JP3078414B2 (ja) * 1992-12-14 2000-08-21 株式会社ユニシアジェックス 内燃機関のピストン
JP2000008948A (ja) * 1998-04-21 2000-01-11 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関のピストン
JPH11303674A (ja) * 1998-04-24 1999-11-02 Unisia Jecs Corp 内燃機関のピストン
JP2000337212A (ja) * 1999-05-26 2000-12-05 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関のピストン
US6318243B1 (en) 1999-08-31 2001-11-20 D. Kent Jones Two-piece piston assembly
DE19943945A1 (de) * 1999-09-14 2001-03-22 Federal Mogul Wiesbaden Gmbh Kolbenkopf
JP4173385B2 (ja) * 2003-03-06 2008-10-29 本田技研工業株式会社 ピストン
DE10352244A1 (de) * 2003-11-08 2005-06-09 Mahle Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor
US7406941B2 (en) * 2004-07-21 2008-08-05 Federal - Mogul World Wide, Inc. One piece cast steel monobloc piston
DE102005003061B4 (de) * 2005-01-22 2019-11-21 Andreas Stihl Ag & Co. Kg Kolben für einen Zweitaktmotor
JP2009506259A (ja) 2005-08-29 2009-02-12 カーエス コルベンシュミット ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 軽量ピストン
DE102006013905A1 (de) 2006-03-25 2007-09-27 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102007018932A1 (de) 2007-04-21 2008-10-23 Ks Kolbenschmidt Gmbh Belastungsoptimierter Innenraum eines Kolbens
DE102008018850A1 (de) * 2007-11-30 2009-06-04 Andreas Borst Kolben und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102007058789A1 (de) * 2007-12-06 2009-06-10 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Gusskolben mit Stützrippen und Verfahren zur Herstellung eines solchen Kolbens
CN102388213B (zh) * 2009-04-10 2014-01-08 费德罗-莫格尔公司 具有冠部冷却喷嘴的活塞
US20110073061A1 (en) 2009-09-28 2011-03-31 Jeungsuck Chae Pistons with a rough surface
US8776670B2 (en) * 2010-02-17 2014-07-15 Mahle International Gmbh Piston assembly
DE102011013141A1 (de) * 2011-03-04 2012-09-06 Mahle International Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor
DE102011106379A1 (de) * 2011-07-04 2013-01-10 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102011085448A1 (de) * 2011-10-28 2013-05-02 Ks Kolbenschmidt Gmbh Kolben und Pleuel für eine Brennkraftmaschine
EP2825756B2 (de) * 2012-03-12 2022-12-21 Tenneco Inc. Motorkolben
EP2867509A1 (de) 2012-06-27 2015-05-06 KS Kolbenschmidt GMBH Besondere anordnung einer kühlkanalverbindungsbohrung eines kühlkanales
US9127618B2 (en) * 2012-09-27 2015-09-08 Federal-Mogul Corporation Reduced compression height piston and piston assembly therewith and methods of construction thereof
EP2971717B1 (de) * 2013-03-13 2017-05-10 Federal-Mogul Corporation Kolben und konstruktionsverfahren dafür
DE102014204774A1 (de) 2013-03-15 2014-09-18 Ks Kolbenschmidt Gmbh Zweiteiliger Stahlkolben, Fügeprozess
DE102013214738A1 (de) * 2013-07-29 2015-01-29 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Leichtbau eines Dieselkolbens
MX2016010142A (es) 2014-02-21 2016-11-15 Ks Kolbenschmidt Gmbh Piston sin camara de refrigeracion cerrada para motores de combustion interna que tiene al menos una tobera para aceite refrigerante por cilindro y metodo para refrigerar este piston.
WO2016070031A1 (en) * 2014-10-30 2016-05-06 Federal-Mogul Corporation Piston
US10247132B2 (en) * 2015-01-30 2019-04-02 Tenneco Inc. Piston with sealed cooling gallery and method of construction thereof
DE102015201633A1 (de) * 2015-01-30 2016-08-04 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben für einen Verbrennungsmotor sowie Verfahren zur Herstellung des Kolbens für einen Verbrennungsmotor
US10253722B2 (en) * 2015-05-01 2019-04-09 Ks Kolbenschmidt Us, Inc. Methods for forging a piston blank
DE102015209591B4 (de) * 2015-05-26 2021-03-11 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben für einen Verbrennungsmotor
EP3334545A1 (de) 2015-08-11 2018-06-20 KS Kolbenschmidt GmbH Verfahren zur herstellung eines monoblock-kolbens und monoblock-kolben
KR20170030322A (ko) * 2015-09-09 2017-03-17 동양피스톤 주식회사 내연기관용 피스톤
US10787990B2 (en) 2015-09-11 2020-09-29 Ks Kolbenschmidt Gmbh Cooling of a piston by means of sodium-filled tubes
WO2017054928A1 (de) 2015-10-01 2017-04-06 Ks Kolbenschmidt Gmbh Zweiteiliger kolben mit offenem kühlkanal
US10871125B2 (en) 2015-11-02 2020-12-22 Ks Kolbenschmidt Gmbh Optimized hub support
JP6256453B2 (ja) * 2015-11-17 2018-01-10 マツダ株式会社 エンジンのピストン構造
US20180326477A1 (en) 2015-11-19 2018-11-15 Ks Kolbenschmidt Gmbh Cast Inflow And Outflow Openings For Cast-Steel And Cast Iron Pistons
CN109475949B (zh) 2016-06-13 2021-03-12 Ks科尔本施密特有限公司 用于循环铣削操作的冷却通道开口
US10151269B2 (en) * 2016-06-16 2018-12-11 GM Global Technology Operations LLC Mass efficient piston
CN206409317U (zh) * 2017-01-18 2017-08-15 广东嘉纳仕科技实业有限公司 一种改进结构的活塞
CN215370056U (zh) * 2021-06-10 2021-12-31 山东中创重工科技有限公司 一种活塞销座内外支撑筋加强活塞结构

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53154907U (de) * 1977-05-11 1978-12-05
JPS5954728U (ja) * 1982-10-05 1984-04-10 株式会社リケン ピストン
EP0188108A1 (de) * 1984-12-19 1986-07-23 Ae Plc Kolben
JPH09329057A (ja) * 1996-06-12 1997-12-22 Daihatsu Motor Co Ltd 内燃機関におけるピストンの構造
JP2001289117A (ja) * 2000-04-07 2001-10-19 Unisia Jecs Corp 内燃機関用ピストン
DE102004031513A1 (de) 2004-06-30 2006-01-26 Ks Kolbenschmidt Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens für eine Brennkraftmaschine
EP2085598A2 (de) * 2008-01-29 2009-08-05 BRP-Rotax GmbH & Co. KG Kolben für einen Verbrennungsmotor
US20120145112A1 (en) * 2010-12-09 2012-06-14 Mahle International Gmbh Piston for an internal combustion engine and method for its production
JP2012136972A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Honda Kinzoku Gijutsu Kk エンジン用のピストン
DE102011007285A1 (de) * 2011-04-13 2012-10-18 Mahle International Gmbh Kolben für eine Brennkraftmaschine
US20130008307A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-10 Kurt Will Piston with an undercrown support feature
CN202348466U (zh) * 2011-11-02 2012-07-25 山东滨州渤海活塞股份有限公司 带内冷却油腔的旋压制锻钢整体活塞
US20160281635A1 (en) * 2015-03-23 2016-09-29 Federal-Mogul Corporation Robust, lightweight, low compression height piston and method of construction thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US11668263B2 (en) 2023-06-06
DE102018109205A1 (de) 2018-10-25
BR112019021016A2 (pt) 2020-05-05
US20200072158A1 (en) 2020-03-05
EP3612727A1 (de) 2020-02-26
CN110869600A (zh) 2020-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3612727A1 (de) Kolben in strukturbauweise
EP1611975B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens für eine Brennkraftmaschine
EP2976179B1 (de) Verfahren zur herstellung eines kolbens für einen verbrennungsmotor
DE102015206375A1 (de) Verlängerter Kühlkanalzulauf für Kühlkanalkolben und Verfahren zu seinem Betrieb
EP2595771B1 (de) Verfahren zur herstellung eines kühlkanalkolbens für brennkraftmaschinen und derart hergestellter kolben
WO2010051878A1 (de) Kühlkanalkolben einer brennkraftmaschine mit einem verschlusselement, das den kühlkanal verschliesst
DE102014105400A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Radschüsselformen auf Drückwalzmaschinen, Fahrzeugrad mit einer solchen Radschüsselform und Drückfutter für Drückwalzmaschinen zum Herstellen entsprechender Radschüsselformen
WO2017025608A1 (de) Kolben für eine brennkraftmaschine
DE102004003980A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines geschlossenen Kühlkanals in einem aus geschmiedetem Stahl bestehenden Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102015201633A1 (de) Kolben für einen Verbrennungsmotor sowie Verfahren zur Herstellung des Kolbens für einen Verbrennungsmotor
EP2846946A1 (de) Verfahren zur herstellung eines kühlkanalkolbens
WO2011012625A1 (de) Pleuel
EP3507479A1 (de) Kolben, bestehend aus einem innenteil und einem aussenteil
DE10152316B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kolbens
EP2976181B1 (de) Verfahren zur herstellung eines kolbens für einen verbrennungsmotor
EP3452712B1 (de) Kolben
WO2017190952A1 (de) Kolben
DE10230745B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kolbens mit kurzer Kompressionshöhe
DE102005041907A1 (de) Verlaufende Bolzenbohrungsgeometrie für einen Kolben einer Brennkraftmaschine
DE19652326C1 (de) Verfahren zur Herstellung von Gleitschuhen für Axialkolbenmaschinen
WO2007054299A1 (de) Einteiliger stahlkolben als feinguss-variante mit kern für die feingusstechnische herstellung eines kühlkanales
WO2018114223A1 (de) Verfahren zum herstellen eines einteiligen kolbens für einen verbrennungsmotor durch schmieden und derart hergestellter kolben
WO2019096827A1 (de) Stahlkolben mit optimiertem design
DE102013014345A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor und mittels dieses Verfahrens hergestellter Kolben
DE102013222413A1 (de) Antriebsstopfen für eine Hohlwelle

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18719122

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112019021016

Country of ref document: BR

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018719122

Country of ref document: EP

Effective date: 20191119

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112019021016

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20191007