Kolben für Verbrennungsmotoren sind sowohl mechanisch als auch thermisch hoch beanspruchte Bauteile. Der Kolben- boden begrenzt unmittelbar den Brennraum und wird deshalb thermisch hoch belastet. Dagegen steht der Kolbenmantel mit der Lauffläche in gleitender Berührung, wobei die Temperatur des Kolbenmantels und der Lauffläche eine bestimmte Maximaltemperatur möglichst nicht überschreiten soll. Trotz Kühlung der Lauffläche erreicht der Kolbenbo- den doch eine Temperatur, die über der Temperatur der Lauffläche liegt. Die thermische Ausdehnung des Kolbenbo- dens darf jedoch nicht zum Klemmen des Kolbens führen, weshalb ein entsprechendes Einbauspiel, insbesondere im Bereich des Kolbenbodens, erforderlich ist. Dehnt sich dieser infolge der Erwärmung aus, verformt er den sich anschließenden Kolbenmantel, so dass auch dieser, ins- besondere im Bereich des Kolbenbodens, ein erhöhtes Ein- bauspiel benötigt.

Eine erhöhte Kühlung des Kolbenbodens kann zwar dessen thermische Ausdehnung reduzieren, führt jedoch gleichzeitig zu einer stärken Kühlung der kolbennahen Bereiche des Brennraums und somit unter Umständen zu einer verschlechterten Verbrennung und somit erhöhten CO-Werten.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Kolbenboden eines Kolbens aus einem anderen Material auszuführen, als den übrigen Kolben. Diese Maßnahme erfordert eine sichere Verbindung des Kolbenbodens mit dem übrigen Kolben. Auf- grund der mechanischen Beanspruchung dieser Verbindung, insbesondere bei höheren Drehzahlen des Motors, ist die Verbindung kritisch.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Befestigungsmittel zu schaffen, mit dem der von dem übri- gen Kolben getrennte Kolbenboden an dem Kolben sicher zu befestigen ist.

Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, einen Kolben mit sicher gehaltenem Kolbenboden zu schaffen.

Diese Aufgaben werden von einer Kolbenbodenhaltefeder gemäß Anspruch 1 und einem Kolben gemäß Anspruch 12 ge- löst.

Erfindungsgemäß wird der Kolbenboden mit dem übrigen Kolben durch eine Haltefeder verbunden, d. h. ein Befesti- gungselement, das keine starre Verbindung zwischen Kolben- boden und Kolben, sondern eine wenigstens etwas federnd nachgiebige Verbindung schafft. Dies ermöglicht mindestens den Ausgleich von Mikrobewegungen infolge unterschiedli- cher Wärmedehnung des Kolbenbodens und des Kolbenmantels.

Auch wenn der Kolbenboden durch die Kolbenbodenhaltefeder fest vorgespannt oder auch lose an einer entsprechenden Sitzfläche des übrigen Kolben anliegt, ist der Wärme- übergang zwischen dem Kolbenboden und dem Kolbenmantel doch gegenüber einem einstückig ausgebildeten Kolben behindert. Dies gilt insbesondere, wenn den Wärmeübergang hemmende Schichten wie Oxidschichten oder anderweitige Schichten auf wenigstens einer der Sitzflächen aufgebracht ist, mit denen der Kolbenboden-an dem übrigen Kolben anliegt. Der Kolbenboden kann somit wesentlich höhere Temperaturen annehmen als der Kolbenmantel, ohne zu viel Wärme auf die Lauffläche zu übertragen. Eine entsprechende Materialwahl für den Kolbenboden, bspw. Titan oder Alumi- niumlegierungen sowie geeignete Beschichtungen wie bspw.

Beschichtungen aus Titan oder Titanverbindungen, Keramik,.

Hardcoat oder andere im CVD oder PVD aufgebrachte Be- schichtungen gestatten dies. Die Beschichtungen können die Sitzflächen oder auch die dem Brennraum zugewandte Seite des Kolbenbodens betreffen.

Die Kolbenbodenhaltefeder weist wenigstens einen Befestigungsabschnitt für den Kolbenboden und zumindest zwei Befestigungabschnitte auf, die dem Kolbenmantel zugeordnet sind. Dies ermöglicht eine symmetrische Bau- weise, bei der die durch das ständige Hin-und Hergehen eines Kolbens eines schnelllaufenden Motors erheblichen Beschleunigungskräfte symmetrisch von dem Kolbenboden auf den übrigen Kolben übertragen werden. Die dadurch mögliche kräftemäßige Symmetrierung gestattet es, einen Feder- abschnitt oder-bereich an der Kolbenbodenhaltefeder vorzusehen, der eine gewisse und geringe Beweglichkeit des Kolbenbodens in Axialrichtung gestattet. Dadurch wird der Kolbenboden einerseits präzise geführt, andererseits sind wenigstens geringfügige Gasübertritte aus dem Kurbel- gehäuse in den Brennraum (oder bedarfsweise auch umge- kehrt) möglich, bspw. um den Kolbenboden zu kühlen.

Die federnde Lagerung des Kolbenbodens beschränkt sich vorzugsweise auf einen Federhub von wenigen Bruch- teilen eines Millimeters, um allenfalls einen geringfügi- gen Spalt zwischen dem Kolben und dem Kolbenboden zu- zulassen, der die Dichtigkeit des Kolbens nicht wesentlich beeinträchtigt. Dennoch kann auch ein geringer Spalt die Wärmeübertragung zwischen dem Kolbenboden und dem Kolben- hemd effektiv reduzieren.

Die Kolbenbodenhaltefeder ist vorzugsweise bezüglich zweier zueinander rechtwinklig stehender Ebenen symme- trisch ausgebildet. Zur Befestigung des Kolbenbodens dient dann lediglich eine einzige Kolbenbodenhaltefeder, die dann auch im Rahmen einer gewissen Fertigungsstreuung jeweils immer für symmetrische Befestigungsverhältnisse des Kolbenbodens sorgt.

Der Federbereich kann sich ganz oder zum Teil in den Befestigungsabschnitt der Kolbenbodenhaltefeder hinein erstrecken. Dadurch kann der Boden-Befestigungsabschnitt der Kolbenbodenhaltefeder zugleich als Federbereich und somit als Biegefeder genutzt werden, was etwas größere Federhübe ermöglicht. Außerdem wird so die Möglichkeit geschaffen, den Kolbenboden mit der Befestigungsfeder gegen den Kolbenmantel vorzuspannen. Der Spalt zwischen dem Kolbenboden und dem Kolbenhemd ist dann weitgehend geschlossen, wobei jedoch eine radiale Ausdehnung des Kolbenbodens und somit eine radiale Mikrobewegung in der Berührungsfläche zwischen dem Kolbenboden und dem Kolben möglich ist. Die Zentrierung des Kolbenbodens gegenüber dem Kolben kann bei dieser Ausführungsform durch einen kegelförmigen Sitz des Kolbenbodens an einer entsprechen- den konischen Ringfläche des übrigen Kolbens bewirkt werden.

Es ist dagegen auch möglich, den Boden-Befestigungs- abschnitt mit Aussteifungsmitteln zu versehen und den Federbereich bspw. auf einen kleinen Biegebereich mit engem Biegeradius zu beschränken, der zwischen dem Boden- Befestigungsabschnitt und dem Kolben-Befestigungsabschnitt angeordnet ist. Hierbei lassen sich auch mit dünnen und somit leichten Befestigungselementen sehr harte Federkenn- linien schaffen, die sicherstellen, dass der Kolbenboden nicht zu weit von seiner Sitzfläche abhebt oder an der Sitzfläche anliegend gehalten wird. Bei dieser Bauform, bei der der Kolben-Befestigungsabschnitt vorzugsweise lediglich auf Zug beansprucht wird, ist es auch möglich, den Kolbenboden nahezu ohne Vorspannung an dem Kolben zu halten. Die Kolben-Befestigungsabschnitte können dabei rechtwinklig gegen den Boden-Befestigungsabschnitt abge- winkelt sein. Vorzugsweise ist der Winkel jedoch vom rechten Winkel geringfügig abweichend festgelegt. Die Kolben-Befestigungsabschnitte können gleichzeitig dazu dienen, dem Kolbenboden eine Seitenführung zu geben, wenn an dem Kolben entsprechende Anlageflächen für die Kolben- Befestigungsabschnitte vorgesehen sind. Der Kolbenboden muss deshalb nicht über die Sitzfläche zentriert werden- die Sitzfläche kann als Planfläche ausgebildet werden.

Bei dieser Bauform können die Kolben-Befestigungs- abschnitte außerdem eine gewisse Wärmeregulierung des Kolbens bewirken. Dies insbesondere, wenn deren Wärmeaus- dehnungskoeffizient etwas größer ist, als der des Kolben- mantels. Wird der Kolbenboden und somit die Haltefeder zu warm, kann ein gewisser Spalt zwischen dem Kolbenboden und dem Kolbenmantel hergestellt werden, was eine zu starke Erwärmung des Kolbenmantels verhindert. Ist diese nicht zu befürchten, kann der Wärmedehnungseffekt der Kolben-Be- festigungsabschnitte auch umgekehrt dazu genutzt werden, den Spalt bei zunehmender Temperatur zu verringern, bspw. um den Kolbenboden verstärkt zu kühlen, wenn er zu heiß wird. In diesem Fall ist der Wärmeausdehnungskoeffizient der Kolben-Befestigungsabschnitte kleiner zu wählen als der des Kolbenmantels.

Es hat sich gezeigt, dass die gewünschte Federhärte der Kolbenbodenhaltefeder insbesondere dann erreicht wird, wenn der den Federabschnitt bildende Biegebereich einen Biegeradius hat, der in Bezug auf die Materialstärke gering ist und diese nur wenig. übersteigt. Bspw. aber sollte der Biegeradius kaum kleiner sein, als das 0,5- bis einfache der Materialstärke. Die übrigen Bereiche der Kolbenbodenhaltefeder sind dann hinsichtlich der auf- tretenden Belastung biege-bzw. zugsteif (Boden-Halte- abschnitt bzw. Kolben-Halteabschnitt), so dass der Kolben- boden nahezu fest gehalten ist.

Die Befestigung der Kolbenbodenhaltefeder an dem Kolbenboden und an dem übrigen Kolben kann durch Niet- verbindung, durch Pressverbindung oder auch mittels Feder- ringen erfolgen. Bevorzugt wird, wegen der einfachen Montage und der sich dennoch ergebenden guten Sicherheit, die Lagerung mittels an der Kolbenbodenhaltefeder an- gebrachten Federzungen, die sich an entsprechenden Vor- sprüngen oder Stützflächen des Kolbenbodens abstützen. Der Boden-Befestigungsabschnitt der Kolbenbodenhaltefeder kann mit dem Kolbenboden verpresst oder mit diesem verklemmt werden. Beide Verbindungsarten haben sich als langzeit- stabil erwiesen.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung oder der zugehörigen Beschreibung sowie aus Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin- dung veranschaulicht. Es zeigen : Fig. 1 einen Kolben mit Pleuel und Kurbelwelle, wobei der Kolben einen gesonderten Kolbenboden aufweist, in perspektivischer Schnittdarstellung, Fig. 2 die Anordnung nach Figur 1, in Explosionsdar- stellung, Fig. 3 den Kolben nach Figur 1, in einer schemati- sierten Schnittdarstellung, Fig. 4 einen Kolben nach dem Stand der Technik, in überhöhter Schnittdarstellung und zur Veranschaulichung seiner Wärmedehnung, Fig. 5 den erfindungsgemäßen Kolben mit erfindungs- gemäßer Haltefeder, in Schnittdarstellung, Fig. 6 die Haltefeder nach Figur 5, in einer Seiten- ansicht, Fig. 7 die Haltefeder nach Figur 5 und 6, in einer gedrehten Seitenansicht, Fig. 8 die Haltefeder nach Figur 6 und 7, in Drauf- sicht, Fig. 9 eine abgewandelte Ausführungsform der Haltefe- der in drei Ansichten, Fig. 10,10a abgewandelte Ausführungsformen eines Kolbens mit einer als Klemmfeder ausgebildeten Haltefeder, in Schnittdarstellung, Fig. 11 die Klemmfeder des Kolbens nach Figur 10, in zwei Ansichten, Fig. 12 das Stanzbild einer abgewandelten Ausfüh- rungsform einer Haltefeder, die als Klemmfeder ausgebildet ist, in Draufsicht, Fig. 13 die Haltefeder in einbaufertigem Zustand und in Draufsicht, Fig. 14 die Haltefeder nach Figur 13, in Schnittdar- stellung, Fig. 15 die Haltefeder nach Figur 13 und 14, in einer Seitenansicht, Fig. 16 eine weitere Ausführungsform einer erfin- dungsgemäßen Haltefeder, in Draufsicht, Fig. 17 die Haltefeder nach Figur 16, geschnitten entlang einer Schnittlinie A-A, Fig. 18 eine weitere Ausführungsform einer Haltefeder in zwei Ansichten, Fig. 19 ein Kolbenboden mit als Klemmfeder ausge- bildeter Haltefeder, in montiertem Zustand und in Schnitt- darstellung, Fig. 20 ein Befestigungselement zur Befestigung der Klemmfeder an dem Kolbenboden nach Figur 19, Fig. 21 bis Fig. 23 weitere Befestigungsmöglichkeiten der Halte- feder an dem Kolbenboden, und Fig. 24 ein Befestigungselement zur verliersicheren Lagerung der Haltefeder an dem Kolbenboden.

In Figur 1 ist ein Kolben 1 dargestellt, der über ein Pleuel 2 an dem Kurbelzapfen einer Kurbelwelle 3 gelagert ist. Der Kolben 1 weist einen Kolbenkörper 4 auf, der außen einen im Wesentlichen zylindrischen Mantel hat. An dem Kolbenkörper 4 ist ein etwa scheibenförmiges Teil 5 gelagert, das den Kolbenboden bildet. Wie aus Figur 2 ersichtlich, deckt der Kolbenboden 5 eine in dem Kolben- körper 4 vorgesehene Öffnung 6 ab und verschließt den Kolben 1 damit brennraumseitig. Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist der Kolbenboden 5 an dem Kolben- körper 4 durch eine konische Sitzfläche 7 zentriert, die an der Stirnseite des Kolbens 1 mündet. Somit erstreckt sich der Kolbenmantel bis zu dem Kolbenboden und bis zum Brennraum, wodurch, wie dargestellt, zwei bedarfsweise aber auch mehrere Kolbenringnuten 8 vorgesehen sein kön- nen, die sehr nahe an dem Brennraum angeordnet sind.

Der Kolben 1 ist gesondert in Figur 3 veranschau- licht. Wie ersichtlich, ist er brennraumseitig durch den Kolbenboden 5 verschlossen. Der Kolbenboden 5 ist über weiter unten veranschaulichte und ausführlich diskutierte Haltemittel mit dem Kolbenkörper 4 verbunden. Die Verbin- dung ist derart, dass sich eine Radialdehnung des Kolben- bodens 5, bspw. infolge einer Erwärmung des Kolbenbodens 5, nicht auf den Kolbenkörper 4 überträgt. Damit wird der in Figur 4 veranschaulichte, von herkömmlichen Kolben, bekannte Effekt vermieden. Figur 4 veranschaulicht den Kolben in dick ausgezogenen Linien in kalter Form und überhöhter oder übertriebener Darstellung. Erst mit Errei- chen der gewünschten Betriebstemperatur hat der Kolbenbo- den sich so weit ausgedehnt, dass der Kolben die gestri- chelt dargestellte zylindrische Form annimmt. Dies er- fordert ein großes Kolbeneinbauspiel, das bei dem erfin- dungsgemäßen Kolben 1 gemäß Figur 3 vermieden werden kann.

Figur 5 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Kolbens 1 mit einem Kolbenboden 5, der über einen ebenen Spalt 9 an dem Kolbenkörper 4 anliegt. Dieser hat somit eine stirnseitige Sitz-oder Dichtungsfläche 10, die ringförmig und eben ausgebildet ist. Ebenso weist der Kolbenboden 5 an seiner Unterseite eine ringförmige ebene Sitzfläche 11 auf, die mit der Sitzfläche 10 in Anlage steht oder einen geringfügigen Spalt von Bruchteilen eines Millimeters mit dieser einschließt.

Wie ersichtlich, weist der Kolbenkörper 4 eine Kol- benringnut 12 auf. Bedarfsweise können mehrere solcher Kolbenringnuten in dem Kolbenkörper 4 ausgebildet sein.

Der Kolbenboden weist eine zylindrische Außenfläche 14 auf, in die ebenfalls wenigstens eine Kolbenringnut 15 eingebracht ist. Bedarfsweise können mehrere vorgesehen sein. Bei besonders dünnen oder am Außenumfang in einer Kante auslaufenden Kolbenböden 5 kann auf derartige Kol- benringnuten auch verzichtet werden.

Der Kolbenboden 5 ist mittels zweier Kolbenbodenbe- festigungsfedern 16 an dem Kolbenkörper 4 befestigt. Die Kolbenbodenhaltefedern 16 sind dabei symmetrisch zu einer längs durch den Kolbenbolzen gehenden Symmetrieebene 17, die außerdem in Axialrichtung des Kolbens orientiert ist, angeordnet. Sie sind untereinander identisch aufgebaut und zueinander spiegelsymmetrisch angeordnet.

Die Kolbenbodenhaltefeder 16 ist gesondert in den Figuren 6 bis 8 veranschaulicht. Sie weist einen zur Lagerung des Kolbenbodens 5 vorgesehenen Boden-Befesti- gungsabschnitt 18 auf, der in Figur 8 in Draufsicht ver- anschaulicht ist. Dieser ist mit der übrigen Kolbenboden- haltefeder 16 einstückig ausgebildet und besteht aus Federstahlblech, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer Dicke von 0,8mm. Die Dicke kann je nach Ausführung und Größe des Motors im Bereich von 0,2mm bis 12mm festge- legt sein. Der Boden-Befestigungsabschnitt 18 weist einen etwa rechteckigen Umriss auf. Mittels einer Befestigungs- bohrung 19 wird die Verbindung zu dem Kolbenboden 5 her- gestellt. Dazu dienen aus Figur 5 ersichtliche Niete 20, die sowohl den Kolbenboden 5 als auch den Boden-Befesti- gungsabschnitt 18 durchgreifen. Anstelle der Niete können bedarfsweise auch andere Befestigungsmittel wie an den Kolbenboden 5 angeformte Vorsprünge vorgesehen sein, die die Öffnung 19 durchgreifen und bei der Montage ange- quetscht werden.

Der Bodenbefestigungsabschnitt 18 ist weitgehend steif ausgebildet. Zur Aussteifung ist an einer Kante 21 ein Schenkel 22 abgewinkelt. Dies wird insbesondere aus den Figuren 6 und 7 ersichtlich. Der Schenkel 22 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel 7mm lang und 16mm breit.

Diese Bemessung steift den Boden-Befestigungsabschnitt 18 in Verbindung mit der kurzen Distanz der Befestigungs- bohrung 19 von dem Schenkel 22 von z. B. lediglich 3mm so weit aus, dass der Boden-Befestigungsabschnitt 18 im Wesentlichen starr ist.

Von dem Boden-Befestigungsabschnitt 18 ausgehend, erstrecken sich über Biegebereiche 23,24 anschließend zwei Kolben-Befestigungsabschnitte 25,26 als Schenkel von dem Boden-Befestigungsabschnitt 18 weg. Die Biegebereiche 23,24 weisen einen inneren Biegeradius von mindestens etwa der 0,5- bis einfachen Materialstärke auf. Die Biege- bereiche 23,24 bilden Federbereiche mit einem Federhub im Bruchteilbereich eines Millimeters bei Zugbelastung der Kolben-Befestigungsabschnitte 25,26 gegen den Boden- Befestigungsabschnitt 18.

Die Kolben-Befestigungsabschnitte 25,26 sind etwa trapezförmig ausgebildet und weisen an ihrem unteren Ende jeweils eine Befestigungsöffnung 27 zur Befestigung an der inneren Wandung des Kolbenhemds auf. Zur Befestigung können an der Innenwandung ausgebildete Nietvorsprünge oder gesonderte Niete dienen.

Der insoweit beschriebene Kolben 1 arbeitet in einem Verbrennungsmotor wie folgt : Der Kolbenboden 5 ist mittels der beiden Kolbenboden- haltefedern 16, die symmetrisch zu der Symmetrieebene 17 angeordnet sind und selbst symmetrisch zu einer quer zu dieser stehenden Ebene ausgebildet sind, fest an den Kolbengrundkörper 4 gehalten. Der Kolbenboden 5 ist dabei ohne Vorspannung gegen den Kolbengrundkörper 4 gespannt.

Die beiden Sitzflächen 10,11 liegen somit lose aneinander an oder sind in einem geringfügigen Abstand zueinander gehalten. Die Zentrierung des Kolbenbodens 5 erfolgt durch die Lauffläche der Zylinderbüchse und die Außenseite 14 des Kolbenbodens 5.

Läuft der betreffende Verbrennungsmotor mit dem Kolben 1, erwärmt sich der Kolbenboden 5, wodurch sich dieser ausdehnt. Die Ausdehnung überträgt sich jedoch nicht auf den Kolbengrundkörper 4. Der Spalt 9 entkoppelt den Kolbenboden 5 mechanisch von dem Kolbengrundkörper 4 zumindest bezüglich der Radialrichtung.

Der Spalt 9 zwischen dem Kolbenboden 5 und dem Kol- bengrundkörper 4 ist so eng, dass eine im Wesentlichen gasdichte Verbindung zwischen dem Kolbenboden 5 und dem Kolbengrundkörper 4 erreicht ist. Die Abdichtung zwischen Brennraum und Kurbelgehäuse bewirkt letztendlich ein in der Kolbenringnut 15 sitzender Kolbenring. Bedarfsweise können mehrere vorgesehen sein.

Die Wärmeausdehnungskoeffizienten der Kolbenbodenhal- tefeder 16 und des Kolbengrundkörpers 4 können gleich oder unterschiedlich bemessen sein. Bei gleicher Bemessung bleibt die Spaltweite des Spalts 9 während des Betriebs des Verbrennungsmotors unverändert. Wird gewünscht, diesen Spalt mit zunehmender Temperatur zu verengen oder zu vergrößern, kann dies durch entsprechend unterschiedliche Wahl der Wärmeausdehnungskoeffizienten bewirkt werden. Der vorhandene Spalt bewirkt jedenfalls eine überraschend effektive thermische Trennung zwischen dem Kolbenboden 5 und dem Kolbengrundkörper 4, auch wenn eine Berührung zwischen dem Kolbenboden 5 und dem Kolbengrundkörper 4 stattfindet. Beschichtungen des Kolbenbodens 5 im Bereich der Sitzfläche 11 und/oder an seiner dem Brennraum zu- gewandten, in Figur 5 oberen Seite, können den Wärme- übergang weiter beeinflussen, insbesondere hemmen.

Der Kolbenboden 5 und der Kolbengrundkörper 4 können aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien herge- stellt sein. Insbesondere kann der Kolbenboden 5 aus thermisch schlecht leitenden und widerstandsfähigen Mate- rialien wie Keramik oder beschichteten Werkstoffen her- gestellt sein.

Figur 9 veranschaulicht eine abgewandelte Ausfüh- rungsform der Kolbenbodenhaltefeder 16 in mehreren Ansich- ten. Wie ersichtlich, ist der Bodenhalteabschnitt 18 wiederum durch einen Schenkel 22 ausgesteift. Im Unter- schied zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die Biegebereiche 23,24 jedoch nicht in unmittelba- rer Nachbarschaft zu dem aussteifenden Schenkel 22, son- dern in gewissem Abstand zu diesem angeordnet. Dadurch wird eine etwas größere federnde Nachgiebigkeit erreicht.

Die zusätzlichen Federbereiche sind in Figur 9 oben links mit 23a, 24a bezeichnet.

Die Schenkel 25,26 erstrecken sich im rechten Winkel von dem Bodenhalteabschnitt 18 weg. Es tritt hier eine reine Zugbelastung ohne Biegekomponente auf.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen gehen jeweils von einer Kolbenbodenhaltefeder 16 aus, die eine sehr steife Lagerung des Kolbenbodens 5 bewirkt und diesen auch seitlich zentriert, wobei die Zentrierung auch durch die äußere zylindrische Mantelfläche 14 des Kolbenbodens 5 bewirkt oder unterstützt werden kann.

Bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen von Kolbenbodenhaltefedern wird die Zentrierung des Kol- benbodens 5, wie schon in Figur 2 veranschaulicht, durch die hier konisch ausgebildete Sitzfläche 7 bewirkt. Dies ist in Figur 10 gesondert veranschaulicht. Der Kolbenboden 5 endet hier vor dem Außenumfang des Kolbengrundkörpers 4 und sitzt mit seiner konusförmigen Sitzfläche 11 auf der konischen Sitzfläche 7 des Kolbengrundkörpers 4 flächig auf. Der Kolbengrundkörper 4 kann, wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, von vorn herein weit- gehend zylindrisch ausgebildet sein. Ein im kalten Zustand verminderter Durchmesser, wie in Figur 4 veranschaulicht und beim Stand der Technik gebräuchlich, ist nicht er- forderlich. Das Einbauspiel des Kolbengrundkörpers 4 in eine entsprechende Zylinderbuchse kann deshalb gegenüber herkömmlichen Auslegungen vermindert werden. Dies kommt den Abgaswerten zugute, insbesondere wenn die Kolbenring- nuten 12,15 nahe an der Stirnseite des Kolbengrundkörpers 4 positioniert werden.

Zur Lagerung und Halterung des Kolbenbodens 5 an dem Kolbengrundkörper 4, dient die in Figur 11 veranschaulich- te Kolbenbodenhaltefeder 16. Diese weist im Anschluss an ihren mittleren Befestigungsabschnitt 18 wiederum Feder- bereiche 23,24 auf, die sich von dem Befestigungsab- schnitt 18 in gerader Verlängerung weg erstrecken, jedoch breiter als dieser ausgebildet sind und gemeinsam mit dem Befestigungsabschnitt 18 einen Federbereich bilden. Der äußere Rand des in Draufsicht I-förmigen Blechzuschnitts ist, wie aus Figur 11, rechte Seite hervorgeht, gegenüber dem Befestigungsabschnitt 18 und den Federbereichen 23,24 abgewinkelt. Der äußere Rand bildet die Kolben-Befesti- gungsabschnitte 25,26. Der Außenumfang der Kolben-Be- festigungsabschnitte 25,26 liegt auf einem gemeinsamen Kreis und ist somit kreisbogenförmig gekrümmt. Ebenso kreisbogenförmig gekrümmt ist jeweils eine Biegelinie 25a, 26a, mit der der jeweilige Kolbenbefestigungsabschnitt 25, 26 an das übrige Teil anschließt. Dies bewirkt eine we- sentliche Aussteifung der verbreiterten Enden der Kolben- bodenhaltefeder 16 und konzentriert die Federwirkung im Wesentlichen auf den Bodenbefestigungsabschnitt 18 sowie in gewissem Maße noch auf die Federbereiche 23,24.

Der Bodenbefestigungsabschnitt 18 ist in dem Aus- führungsbeispiel nach Figur 11 mit einer rechteckigen Befestigungsöffnung 19 versehen. Die Befestigungsöffnung 19 wird zu beiden Seiten von streifenförmigen Stegen 18a, 18b begrenzt, die dünne Federstege bilden. An den Schmal- seiten ist die Befestigungsöffnung 19 durch Federzungen 19a, 19b begrenzt, die aus dem sich anschließenden Feder- abschnitten 23,24 oder dem Befestigungsabschnitt 18 heraus freigestellt sind und im spitzen Winkel zu dem Bodenbefestigungsabschnitt 18 orientiert sind.

Die Befestigung des Kolbenbodens 5 an dem Kolben- grundkörper 4 ist aus Figur 10 ersichtlich. Der konisch ausgebildete Kolbenboden 5 weist an seiner Unterseite einen länglichen Rastvorsprung 5a auf, der etwa rechteckig ausgebildet ist und in seinem Umriss der Befestigungsöff- nung 19 entspricht. An den den Federzungen 19a, 19b zu- gewandten Schmalseiten weist er Rastnasen 30,31 auf, die von den Federzungen 19a, 19b hintergriffen werden. Die Rastnasen 30,31 sind dabei so positioniert, dass die Kolbenbodenhaltefeder 16 unter Vorspannung in ihrer in Figur 10 veranschaulichten Position sitzt. Die Federzungen 19a, 19b finden erst hinter die Rastnasen 30,31, wenn die Kolbenbefestigungsabschnitt 25,26 fest an einer ent- sprechenden Innenfläche 32,33 des Kolbengrundkörpers 4 anliegen und der Bodenbefestigungsabschnitt 18 federnd in Richtung auf den Kolbenboden 5 zu gewölbt ist.

Diese Ausführungsform der Kolbenbodenhaltefeder 16 gestattet eine besonders einfache Montage. An dem Kolben- grundkörper 4 sind keine Befestigungsmittel erforderlich.

Der Kolbenboden 5 wird federnd gegen den Kolbengrundkörper 4 gespannt. Die Zentrierung erfolgt durch die Sitzfläche 7. Dennoch kann der Kolbenboden 5 sich thermisch bedingt ausdehnen, ohne dadurch den Kolbengrundkörper 4 zu verfor- men.

Eine abgewandelte Ausführungsform des Kolbens 1 ist aus Figur 10a ersichtlich. Der Kolben 1 entspricht weit- gehend der Ausführungsform nach Figur 10. Jedoch ist der Kolbenboden 5 abgewandelt. Die konische Sitzfläche 11 erstreckt sich bis zu dem Außenumfang des Kolbens. Hier geht der Kolbenboden 5 in eine zylindrische Mantelfläche über, die etwa der zylindrischen Mantelfläche 14 der Ausführungsform nach Figur 5 entspricht. Die zylindrische Mantelfläche 14 trägt eine Kolbenringnut 15, in die ein Kolbenring K mit L-förmigem Querschnitt eingesetzt werden kann. Dieser bewirkt die Abdichtung des zwischen den Sitzflächen 7,11 gebildeten Spalts 9 zu dem Brennraum hin. Außerdem gleicht der Kolbenring K die Wärmedehnung des Kolbenbodens 5 aus, so dass dieser auch dann nicht verklemmen kann, wenn er sehr hohe Temperaturen annimmt.

Der Kolbenboden 5 weist dann im Vergleich zu dem Kolben- grundkörper 4 ein vergrößertes Einbauspiel auf. Der ther- misch weniger belastete Kolbengrundkörper 4 kann dagegen ein geringeres Einbauspiel aufweisen. Die Kolbenboden- haltefeder 16 gestatten ein gewisses radiales Spiel des Kolbenbodens 5 in Bezug auf den Kolbengrundkörper 4. Diese Radialbeweglichkeit kann entweder durch die lediglich federnde Anlage der Halteabschnitte 25,26 an dem Kolben- grundkörper 4 oder durch bei den anderen Ausführungsformen der Haltefedern, z. B. gemäß Figur 6 bis 9, durch Elastizi- tät der Kolbenbodenhaltefeder 16 erreicht werden. Die Haltefeder 16 gestattet somit in Verbindung mit dem ebenen oder konischen Spalt 9 den klemmfreien Lauf des Kolbens bei erhöhter Temperatur des Kolbenbodens. Außerdem ist die Möglichkeit des verringerten Einbauspiels des Kolben- grundkörpers 4 geschaffen.

Eine weitere Ausführungsform einer Kolbenbodenhalte- feder 16 ist aus den Figuren 12 bis 14 ersichtlich, die zur verbesserten Veranschaulichung vermasst sind. Im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen Ausführungs- form sind die Kolbenbefestigungsabschnitte 25, 26 in Teilabschnitte 34,35 bzw. 36,37 unterteilt. Diese schließen, wie insbesondere aus Figur 13 hervorgeht, bei Biegelinien 34a, 35a, 36a, 37a an den Befestigungsab- schnitt 18 an. Die Biegelinien 34a, 35a, 36a, 37a stehen jeweils in einem spitzen Winkel zueinander, wodurch die aus Figur 15 ersichtliche Form sich von den Befestigungs- abschnitt 18 weg erstreckender Flügel erreicht wird.

Eine weitere Ausführungsform der Kolbenbodenhaltefe- der 16 ist in Figur 16 und 17 veranschaulicht. Diese entspricht weitgehend der Kolbenbodenhaltefeder 16 nach Figur 11, wobei anstelle der rechteckigen Befestigungsöff- nung 19 zwei runde Befestigungsöffnungen 41,42 vorgesehen sind, die auf einer sich von dem Kolbenbefestigungsab- schnitt 25 zu dem Kolbenbefestigungsabschnitt 26 erstre- ckenden Geraden angeordnet sind. Die beiden Befestigungs- Öffnungen 41,42 vermindern somit die Elastizität des Befestigungsabschnitts 18. Ansonsten wird auf die vor- stehende Beschreibung verwiesen. Die Kolbenbefestigungs- abschnitte 25,26 sind gegen die im übrigen flach ausge- bildete Kolbenbodenhaltefeder 16 abgewinkelt und sie steifen somit die äußeren Enden der in Draufsicht hantel- förmigen Kolbenbodenhaltefeder 16 aus.

Wie die Kolbenbodenhaltefedern 16 nach Figur 11 bis 15, ist auch die Haltefeder nach Figur 16 doppelt symme- trisch ausgebildet und zwar sowohl zu einer Linie oder Ebene die durch beide Befestigungsöffnungen 41,42 führt (in Figur 16 vertikal sowie senkrecht zur Zeichenebene), als auch zu einer zweiten Ebene, die quer zu dieser ersten Symmetrieebene steht (in Figur 16 horizontal sowie senk- recht zur Zeichenebene). Durch diese doppelt symmetrische Ausbildung, die auch bei der Kolbenbodenhaltefeder 16 nach Figur 5 bis 8 erreichbar ist, indem die in Figur 5 ver- anschaulichten Kolbenbodenhaltefedern 16 im Bereich ihrer Befestigungsabschnitte 18 miteinander verbunden werden, wird eine kräftemäßige Symmetrierung der Befestigung des Kolbenbodens 5 erreicht. Dieser ist dann lediglich mit einem einzigen Halteelement, nämlich der doppelt symmetri- schen Kolbenbodenhaltefeder 16 gelagert, wodurch, abgese- hen von einer besonders einfachen Montage, die Haltekräfte des Kolbenbodens 5 symmetrisch verteilt sind. Dies kommt der Betriebssicherheit zugute.

Wie aus Figur 18 ersichtlich, können die Kolben- Befestigungsabschnitte 25, 26 der Kolbenbodenhaltefeder 16 nach Figur 16 untereinander auch verbunden sein. Es ist dann ein äußerer aussteifender Ring 43 gebildet, der die Kolbenbefestigungsabschnitte 25, 26 enthält und verbindet und entlang dessen Durchmesser sich der Bodenbefestigungs- abschnitt 28 mit zwei Befestigungsöffnungen 41,42 oder auch mit einer rechteckigen Befestigungsöffnung. 19 er- streckt. Der äußere Ring 43 wirkt aussteifend, so dass hier der Bodenbefestigungsabschnitt 18 weitgehend alleinig die Federwirkung übernimmt. Bei dieser Ausführungsform kann eine hohe Federhärte erzielt werden, ohne dass zu dickes Federblechmaterial Verwendung finden müßte.

Die Figuren 19 bis 24 veranschaulichen Befestigungs- möglichkeiten zwischen der Kolbenbodenhaltefeder 16 und dem Kolbenboden 5, insbesondere für die im Wesentlichen als Blattfedern wirkenden Kolbenbodenhaltefedern 16 ab Figur 10 aufsteigend. Die Befestigungsmöglichkeiten sind jeweils so gestaltet, dass sie eine gewisse Durchbiegung des Boden-Befestigungsabschnitts 18 und somit eine Ein- beziehung desselben in die Federwirkung der Kolbenboden- haltefeder 16 gestatten. Allen veranschaulichten Aus- führungsformen Figur 19 bis Figur 24 ist gemeinsam, dass die Kolbenbodenhaltefeder 16 in einer gewissen Distanz (Spalt 44) zu dem Kolbenboden 5 gehalten wird. Dies wird durch die Vorspannung der Kolbenbodenhaltefeder 16 in montiertem Zustand erreicht.

Die Befestigung geht jeweils von ein oder mehreren Vorsprüngen 45,46 aus, die sich von dem Kolbenboden 5 weg durch entsprechende Öffnungen 41,42 erstrecken, die in dem Befestigungsabschnitt 18 angebracht sind. Ein in Figur 20 veranschaulichter Federzungenring 47 weist einen planen ringförmigen Außenabschnitt 48 und sich von diesem nach innen im spitzen Winkel zur Ringebene erstreckende Feder- zungen 49 auf. Diese greifen hinter entsprechende Rast- schultern 51,52, die an entsprechenden Köpfen der Vor- sprünge 45,46 ausgebildet sind.

Zur Befestigung kann auch eine in einer entsprechen- den Nut 53 sitzender Sicherungsring (Sprengring) 54 die- nen. Die Nut 53 kann in dem Vorsprung 45 ausgebildet sein, der einstückig an dem Kolbenboden 5 angeformt ist und sich in den Kolbeninnenraum hinein erstreckt. Bedarfsweise kann dieser Vorsprung 45 auch als Niet dienen. Zur Montage der Kolbenbodenhaltefeder 16 wird dann, sobald diese auf dem Vorsprung 45 sitzt, durch Deformation desselben ein Niet- kopf ausgebildet.

Alternativ kann die Befestigung mittels einer Bolzen- sicherung 55 gemäß Figur 24 geschehen. Die Bolzensicherung 55 ist durch einen entsprechend gebogenen Federdraht gebildet, der zwei zueinander federnde Schenkel 56,57 aufweist, die rastend in die Ringnut 53 finden.

Die Kolbenbodenhaltefedern 16 sind jeweils vorzugs- weise so hart, dass die auftretenden Kräfte zwischen dem Kolbenboden 5 und dem Kolbengrundkörper, insbesondere bei hohen Drehzahlen auftretende Beschleunigungskräfte (Ab- wärtshub) den Kolbenboden 5 nicht von der Sitzfläche 7,10 abheben lassen.

Zur Befestigung eines Kolbenbodens 5 an einem Kolben- grundkörper 4 dient eine Kolbenbodenhaltefeder 16, deren Besonderheit darin besteht, dass sie zumindest einem dem Kolben zugeordneten Befestigungsabschnitt 18 und zumindest zwei Befestigungsabschnitte 25,26 aufweist, die dem Kolbengrundkörper 4 zugeordnet sind. Zwischen dem Bodenbe- festigungsabschnitt 18 und den Kolbenbefestigungsabschnit- ten 25,26 ist durch Federbereiche 23,24 und/oder eine dem Bodenbefestigungsbereich 18 inhärente federnde Nach- giebigkeit und/oder durch eine den Kolbenbefestigungs- bereichen 25,26 inhärente federnde Nachgiebigkeit eine Federwirkung geschaffen, die insbesondere einen Dehnungs- ausgleich zwischen dem Kolbenboden 5 und dem Kolbengrund- körper 4 gestattet. Durch diese Maßnahme kann das Ein- bauspiel des Kolbens 1 verringert werden (mechanische Trennung) und die Wärmeübertragung zwischen dem Kolbenbo- den 5 und dem Kolbengrundkörper 4 wird vermindert (ther- mische Trennung).