[go: up one dir, main page]

DE102006045729A1 - Internal combustion engine's piston for racing motor, has piston head partially consists of fiber-reinforced connection body provided with two partial bodies, which together form circulating coolant duct and/or annular groove - Google Patents

Internal combustion engine's piston for racing motor, has piston head partially consists of fiber-reinforced connection body provided with two partial bodies, which together form circulating coolant duct and/or annular groove Download PDF

Info

Publication number
DE102006045729A1
DE102006045729A1 DE200610045729 DE102006045729A DE102006045729A1 DE 102006045729 A1 DE102006045729 A1 DE 102006045729A1 DE 200610045729 DE200610045729 DE 200610045729 DE 102006045729 A DE102006045729 A DE 102006045729A DE 102006045729 A1 DE102006045729 A1 DE 102006045729A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
annular groove
fiber
piston head
together form
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.)
Withdrawn
Application number
DE200610045729
Other languages
German (de)
Inventor
Christian Hoyng
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.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International 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 Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
Priority to DE200610045729 priority Critical patent/DE102006045729A1/en
Publication of DE102006045729A1 publication Critical patent/DE102006045729A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/16Pistons  having cooling means
    • F02F3/20Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
    • F02F3/22Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/105Salt cores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/108Installation of cores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/02Casting in, on, or around objects which form part of the product for making reinforced articles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F2200/00Manufacturing
    • F02F2200/04Forging of engine parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F2200/00Manufacturing
    • F02F2200/06Casting

Landscapes

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

Abstract

The piston (10) has a piston head (11) and a piston shaft (16), where the piston head partially consists of a fiber-reinforced connection body. The connection body consists of two partial bodies (21, 22), which together form a circulating coolant duct (24) and/or an annular groove (25). A ring insert (26) is accommodated in the annular groove, where the connection body contains fibers of aluminum and/or silicon. A piston base (12) has a combustion cavity (13), which is formed in the partial body. An independent claim is also included for a method for the production of a piston.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor mit einem Kolbenkopf und einem Kolbenschaft, wobei der Kolbenkopf zumindest teilweise aus einem faserverstärkten Verbundkörper besteht. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kolbens.The The present invention relates to a piston for an internal combustion engine a piston head and a piston shaft, wherein the piston head at least partially made of a fiber-reinforced composite body consists. The present invention further relates to a method for producing such a piston.

Gattungsgemäße Kolben sind beispielsweise aus der DE 38 23 704 A1 , aus der DE 38 22 031 A1 und aus der DE 10 2004 056 519 A1 bekannt. Demnach kann bspw. der Kolbenkopf ganz oder teilweise aus einem faserverstärkten Verbundmaterial bestehen, oder der Muldenrand der im Kolbenkopf vorgesehenen Verbrennungsmulde kann mit einen faserverstärkten Verbundmaterial bewehrt sein.Generic pistons are for example from the DE 38 23 704 A1 , from the DE 38 22 031 A1 and from the DE 10 2004 056 519 A1 known. Accordingly, for example, the piston head may consist entirely or partially of a fiber-reinforced composite material, or the trough edge of the combustion trough provided in the piston head may be reinforced with a fiber-reinforced composite material.

Problematisch hierbei ist, dass zur Herstellung des faserverstärkten Verbundmaterials zunächst ein Grünling aus dem Fasermaterial und einem Bindemittel hergestellt und in die gewünschte Form gepresst wird. Dann wird der Grünling gebrannt oder gesintert, wobei das Bindemittel ausgebrannt wird und eine poröse sog. Preform entsteht. Diese Preform wird mit einer Metallschmelze infiltriert, wobei das Fasermaterial mit dem geschmolzenen Metall interagiert und der faserverstärkte Verbundkörper entsteht. Dieses Herstellungsverfahren erlaubt es nicht, den Grünling einer aufwendigen Formgebung zu unterziehen, weil er beim Brennen bzw. Sintern seine Kontur und Form zum Teil erheblich verändern kann. Daher können bisher nur einfach geformte Vollkörper aus faserverstärktem Verbundmaterial in einen Kolben integriert werden.Problematic here is that for the production of the fiber-reinforced composite material first Greenfinch made of the fiber material and a binder and into the desired shape is pressed. Then the green is fired or sintered, whereby the binder is burned out and a porous one so-called preform arises. This preform comes with a molten metal infiltrated, the fiber material with the molten metal interacts and the fiber reinforced Composite body arises. This manufacturing process does not allow the green of a to undergo elaborate shaping, because he burns or Sintering can change its contour and shape in some significant ways. Therefore, you can previously only simply shaped solid body made of fiber-reinforced composite material be integrated into a piston.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Kolben bzw. ein Verfahren zu seiner Herstellung derart weiterzubilden, dass auch komplex geformte Bauteile integriert sind.Of the The present invention is therefore based on the object, a generic piston or to develop a method for its production such that Also complex shaped components are integrated.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Kolben mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 vorgeschlagen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Verbundkörper aus mindestens zwei Teilkörpern besteht, die zusammen einen umlaufenden Kühlkanal und/oder eine Ringnut ausbilden. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch die folgenden Verfahrensschritte aus:

  • – Mischen mindestens eines Fasermaterials und eines Bindemittels,
  • – Formen mindestens zweier Grünlinge derart, dass ihre Form mindestens zwei Teilkörpern entspricht, welche zusammen einen umlaufenden Kühlkanal und/oder eine Ringnut ausbilden,
  • – Brennen der getrockneten Grünlinge zur Herstellung poröser Preforms,
  • – Einlegen der Preforms in eine Gießform für den Kolben, wobei sie einen Salzkern und/oder einen Ringträger aufnehmen,
  • – Einbringen einer Metallschmelze in die Gießform, wobei die Preforms mit der Metallschmelze infiltriert werden,
  • – Entfernen des Salzkerns.
To solve this problem, a piston with the features of claim 1 and a method with the features of claim 6 is proposed. According to the invention it is provided that the composite body consists of at least two partial bodies, which together form a circumferential cooling channel and / or an annular groove. The process according to the invention is characterized by the following process steps:
  • Mixing at least one fibrous material and a binder,
  • Shaping at least two green bodies in such a way that their shape corresponds to at least two partial bodies, which together form a circumferential cooling channel and / or an annular groove,
  • Firing the dried green compacts to produce porous preforms,
  • Inserting the preforms in a mold for the piston, receiving a salt core and / or a ring carrier,
  • Introducing a molten metal into the casting mold, wherein the preforms are infiltrated with the molten metal,
  • - Remove the salt core.

Der erfindungsgemäße Kolben zeichnet sich dadurch aus, dass sowohl ein umlaufender Kühlkanal als auch eine Ringnut in den Kolbenkopf integriert werden können, obwohl der Kolbenkopf ganz oder teilweise aus einem faserverstärkten Verbundmaterial besteht. Dies ist dadurch möglich, dass der zumindest teilweise aus einem faserverstärkten Verbundmaterial bestehende Kolbenkopf in mindestens zwei Teilkörper aufgeteilt ist. Die beiden Teilkörper können zusammen einen umlaufenden Kühlkanal bzw. eine außen am Kolbenkopf umlaufende Ringnut bilden. Aufgrund der Tatsache, dass der Kolbenkopf in zumindest einer horizontalen Ebene in mindestens zwei Teilkörper unterteilt ist, wird das Problem umgangen, dass bei der Herstellung der Preform ggf. eine Form- und/oder Konturveränderung unterliegen kann. Bei der Infiltrierung der Preform innerhalb der Gießform für den Kolben wird nämlich aufgrund der Abmessungen der Gießform wieder die gewünschte Kontur des herzustellenden Kolbens erzielt. Gleichzeitig kann in die Gießform je nach Wunsch ein Salzkern für den Kühlkanal eingelegt werden.Of the piston according to the invention is characterized by the fact that both a circumferential cooling channel as well as an annular groove can be integrated into the piston head, though the piston head wholly or partly made of a fiber-reinforced composite material consists. This is possible by that at least partially made of a fiber-reinforced composite material existing piston head is divided into at least two part body. The two partial body can together a circumferential cooling channel or an outside forming annular groove on the piston head. Due to the fact, that the piston head in at least one horizontal plane in at least two part bodies is divided, the problem is bypassed that in the production the preform may possibly undergo a change in shape and / or contour. In the Infiltration of the preform within the mold for the piston is in fact due the dimensions of the mold again the desired one Contour of the produced piston achieved. At the same time in the mold as desired, a salt core for the cooling channel be inserted.

Der erfindungsgemäße Kolben vereinigt somit die Vorteile eines faserverstärkten Verbundkörpers mit einem gekühlten Kolben, der ggf. eine durch einen Ringträger verstärkte Ringnut aufweisen kann. Der erfindungsgemäße Kolben kann bei geringer Bauhöhe mit besonders geringem Gewicht ausgeführt sein. Er ist äußerst temperaturbeständig und daher insbesondere für Rennsport-Motoren geeignet.Of the piston according to the invention thus combines the advantages of a fiber-reinforced composite body with a chilled Piston, which may optionally have a reinforced by a ring carrier annular groove. Of the piston according to the invention can at low height be designed with very low weight. He is extremely temperature resistant and therefore in particular for Racing motors suitable.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.advantageous Further developments emerge from the subclaims.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist in die Ringnut ein Ringträger, bspw. ein aus Niresist-Material bestehender Ringträger, aufgenommen. Damit wird die Temperaturbeständigkeit des erfindungsgemäßen Kolbens weiter verbessert.at a particularly preferred embodiment is in the annular groove a ring carrier, For example, consisting of Niresist material ring carrier recorded. This is the temperature resistance of the piston according to the invention further improved.

Zur Gewichtsersparnis kann der erfindungsgemäße Kolben insbesondere aus einem Leichtmetallwerkstoff, bspw. auf der Basis von Aluminium, bestehen. Das verwendete Fasermaterial, bspw. auf der Basis von Aluminium und/oder Silizium, ist bspw. ein keramisches Fasermaterial.to Weight savings, the piston according to the invention in particular a light metal material, for example based on aluminum, consist. The fiber material used, for example. On the basis of Aluminum and / or silicon, for example, is a ceramic fiber material.

Der Kolbenboden des erfindungsgemäßen Kolbens kann eine Verbrennungsmulde aufweisen, die in mindestens einem der Teilkörper ausgebildet ist. Hieraus wird deutlich, dass der individuellen Ausgestaltung des Kolbenbodens eines erfindungsgemäßen Kolbens keine konstruktiven Grenzen gesetzt sind, obwohl er ganz oder teilweise aus faserverstärktem Verbundmaterial besteht.The piston head of the piston according to the invention may have a combustion bowl which is formed in at least one of the partial bodies. From this it becomes clear that the individual Aus Design of the piston crown of a piston according to the invention are set no constructive limits, although it consists wholly or partly of fiber-reinforced composite material.

Beim Gießen des erfindungsgemäßen Kolbens ist insbesondere ein Druckgießverfahren oder Flüssigpressverfahren geeignet, bei dem das geschmolzene Metall unter Druck in die Gießform eingebracht wird.At the to water of the piston according to the invention is in particular a die casting process or liquid pressing process suitable in which the molten metal is introduced under pressure into the mold becomes.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung:embodiments The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings explained. In a schematic, not to scale representation:

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens im Schnitt; 1 an embodiment of a piston according to the invention in section;

2 den Kolbenkopf des Kolbens gemäß 1 in einer Explosionsdarstellung vor dem Gießen; 2 the piston head of the piston according to 1 in an exploded view before pouring;

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kolbenkopfes für einen erfindungsgemäßen Kolben in einer Explosionsdarstellung vor dem Gießen. 3 a further embodiment of a piston head for a piston according to the invention in an exploded view before casting.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens 10. Der Kolben 10 weist einen Kolbenkopf 11 mit einem mit einer Verbrennungsmulde 13 versehenen Kolbenboden 12, einem umlaufenden Feuersteg 14 und einer umlaufenden Ringpartie 15 mit Ringnuten 16 für nicht dargestellte Kolbenringe auf. Unterhalb des Kolbenkopfes 11 sind ein Kolbenschaft 17 sowie Kolbennaben 18 mit Nabenbohrungen 19 zur Aufnahme eines Kolbenbolzens (nicht dargestellt) vorgesehen. Der Kolben 10 besteht aus einem beliebigen metallischen Material einer Leichtmetalllegierung. 1 shows an embodiment of a piston according to the invention 10 , The piston 10 has a piston head 11 with one with a combustion bowl 13 provided piston bottom 12 , a circulating flint 14 and a circumferential ring section 15 with ring grooves 16 for not shown piston rings. Below the piston head 11 are a piston stem 17 as well as piston hubs 18 with hub bores 19 for receiving a piston pin (not shown) is provided. The piston 10 consists of any metallic material of a light metal alloy.

Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, besteht der Kolbenkopf 11 aus einem oberen Teilkörper 21 und einem unteren Teilkörper 22. Die Trennebene 23 zwischen dem oberen Teilkörper 21 und dem unteren Teilkörper 22 ist derart im Kolbenkopf 11 angeordnet, dass sie sowohl einen im Kolbenkopf 11 vorgesehenen umlaufenden Kühlkanal 24 als auch im Ausführungsbeispiel die oberste Ringnut 25 schneidet. Demzufolge ist die Verbrennungsmulde 13 sowohl vom oberen Teilkörper 21 als auch vom unteren Teilkörper 22 gebildet.Like from the 1 and 2 it can be seen, there is the piston head 11 from an upper part body 21 and a lower part body 22 , The dividing plane 23 between the upper part body 21 and the lower part body 22 is so in the piston head 11 arranged that they both in the piston head 11 provided circumferential cooling channel 24 as well as in the embodiment, the uppermost annular groove 25 cuts. As a result, the combustion bowl is 13 both from the upper part body 21 as well as from the lower part body 22 educated.

Obzwar in der Darstellung gemäß den 1 und 2 die Trennebene 23 sowohl den Kühlkanal 24 als auch die oberste Ringnut 25 in etwa mittig schneidet, ist diese Gestaltung nicht zwingend notwendig. Es ist vollkommen ausreichend, dass die Trennebene 23 den Kühlkanal 24 bzw. die oberste Ringnut 25 in einer beliebigen Höhe schneidet. Ferner müssen nicht zwingend sowohl ein Kühlkanal 24 als auch eine Ringnut 25 vorgesehen sein, die von der Trennebene 23 geschnitten werden. Vielmehr kann nur eines von beiden Strukturelementen vorhanden sein, d.h. es genügt, wenn entweder ein derartiger Kühlkanal 24 oder eine derartige Ringnut 25 vorgesehen sind.Although in the illustration according to the 1 and 2 the dividing plane 23 both the cooling channel 24 as well as the top ring groove 25 cuts approximately in the middle, this design is not mandatory. It is perfectly sufficient that the parting plane 23 the cooling channel 24 or the uppermost annular groove 25 cuts at any height. Furthermore, not necessarily both a cooling channel 24 as well as an annular groove 25 be provided by the parting line 23 get cut. Rather, only one of the two structural elements can be present, ie it is sufficient if either such a cooling channel 24 or such an annular groove 25 are provided.

Aus den 1 und 2 ist ferner ersichtlich, dass die oberste Ringnut 25 durch einen Ringträger 26, bspw. einen dem Fachmann bekannten Niresist-Ringträger, verstärkt ist, auch wenn dies nicht zwingend notwendig ist.From the 1 and 2 It can also be seen that the uppermost annular groove 25 through a ring bearer 26 , For example, a Niresist ring carrier known in the art, even if this is not absolutely necessary.

Die beiden Teilkörper 21, 22 bestehen aus einem faserverstärkten Verbundmaterial. Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kolbens 10 werden erfindungsgemäß für die beiden Teilkörper 21, 22 in an sich bekannter Weise Grünlinge aus einem Fasermaterial, bspw. Saffil®-Fasern (keramische Aluminiumoxid-Fasern) und einem geeigneten Bindemittel hergestellt und bspw. durch Pressen in einer Form in die gewünschte Kontur gebracht, wie sie in der Explosionsdarstellung in 2 zu sehen ist. Die Grünlinge werden in dem Fachmann bekannter Weise gesintert bzw. gebrannt, wodurch poröse sog. Preforms 21' 22' (vgl. 2) erhalten werden, aus denen das Bindemittel weggebrannt ist. Diese Preforms 21', 22' werden in eine Gießform für den erfindungsgemäßen Kolben 10 eingelegt und in an sich bekannter Weise darin fixiert. Wenn der gewünschte Kolben 10 einen umlaufenden Kühlkanal 24 aufweisen soll, wird in die Gießform ferner ein üblicher Salzkern eingelegt, und zwar so, dass er von den in den beiden Preforms 21', 22' vorgesehenen Ausnehmungen 24a, 24b, die später den Kühlkanal 24 bilden, (vgl. 2), umschlossen wird. Wenn ferner die oberste Ringnut 25 verstärkt werden soll, kann in die Gießform ein Ringträger 26 eingelegt werden, der ebenfalls von den Preforms 21', 22' umschlossen wird. Anschließend wird die Gießform geschlossen und das geschmolzene metallische Material vorzugsweise unter Druck in die Gießform eingebracht (Pressgießen, Druckgießen). Die Preforms 21', 22' werden von der Metallschmelze infiltriert, so dass das Fasermaterial mit der Metallschmelze interagiert und der faserverstärkte Verbundkörper entsteht. Dieses Verfahren als solches ist dem Fachmann bekannt. Durch das praktisch gleichzeitige Infiltrieren beider Preforms 21', 22' entstehen die beiden fest miteinander verbundenen Teilkörper 21, 22 (vgl. 1), die zumindest den wesentlichen Teil des Kolbenkopfes 11 bilden. Die beiden Teilkörper 21, 22 sind nicht nur untereinander fest verbunden, sondern der untere Teilkörper 22 ist auch mit dem Kolbenschaft 17 fest verbunden. Diese Verbindung entsteht beim Gießvorgang, indem die Metallschmelze die gesamte Gießform ausfüllt und die beiden Preforms 21', 22' infiltriert, so dass eine innige Verbindung der einzelnen Bestandteile resultiert.The two part bodies 21 . 22 consist of a fiber reinforced composite material. For the production of the piston according to the invention 10 become according to the invention for the two partial body 21 . 22 In a conventional manner, green compacts made of a fiber material, for example. Saffil ® fibers (ceramic alumina fibers) and a suitable binder and, for example, brought by pressing in a shape in the desired shape, as in the exploded view in 2 you can see. The green compacts are sintered or fired in a manner known to those skilled in the art, resulting in porous so-called preforms 21 ' 22 ' (see. 2 ) from which the binder has burned away. These preforms 21 ' . 22 ' be in a mold for the piston according to the invention 10 inserted and fixed in a conventional manner. When the desired piston 10 a circumferential cooling channel 24 should also be inserted into the mold, a conventional salt core, in such a way that it of the in the two preforms 21 ' . 22 ' provided recesses 24a . 24b that later the cooling channel 24 form, (cf. 2 ), is enclosed. Further, if the uppermost annular groove 25 should be strengthened, can in the mold a ring carrier 26 which are also inserted by the preforms 21 ' . 22 ' is enclosed. Subsequently, the mold is closed and the molten metal material is preferably introduced under pressure into the mold (compression molding, die casting). The preforms 21 ' . 22 ' are infiltrated by the molten metal so that the fiber material interacts with the molten metal to form the fiber reinforced composite. This method as such is known to the person skilled in the art. By practically simultaneous infiltration of both preforms 21 ' . 22 ' arise the two firmly interconnected part body 21 . 22 (see. 1 ), which is at least the essential part of the piston head 11 form. The two part bodies 21 . 22 are not only firmly interconnected, but the lower part of the body 22 is also with the piston skirt 17 firmly connected. This compound is formed during the casting process by the molten metal filling the entire casting mold and the two preforms 21 ' . 22 ' infiltrated, so that an intimate connection of the individual components results.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kolbenkopfes 111 aus einem oberen Teilkörper 121 und einem unteren Teilkörper 122. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Trennebene 123 zwischen dem oberen Teilkörper 121 und dem unteren Teilkörper 122 derart im Kolbenkopf 111 angeordnet, dass sie einen im Kolbenkopf 111 vorgesehenen umlaufenden Kühlkanal 124 in etwa mittig schneidet, im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß 2 aber die oberste Ringnut 125 entlang ihrer unteren Ringanlagefläche 125' schneidet. Dies bedeutet auch, dass die Verbrennungsmulde 113, anders als im Ausführungsbeispiel gemäß 2, vollständig im oberen Teilkörper 121 ausgebildet ist. 3 shows a further embodiment a piston head 111 from an upper part body 121 and a lower part body 122 , In this embodiment, the parting plane 123 between the upper part body 121 and the lower part body 122 such in the piston head 111 arranged that they have one in the piston head 111 provided circumferential cooling channel 124 approximately in the middle cuts, in contrast to the embodiment according to 2 but the topmost ring groove 125 along its lower ring contact surface 125 ' cuts. This also means that the combustion bowl 113 , unlike in the embodiment according to 2 , completely in the upper part of the body 121 is trained.

Auch im Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist die oberste Ringnut 125 durch einen Ringträger 26, bspw. einen dem Fachmann bekannten Niresist-Ringträger, verstärkt, auch wenn dies nicht zwingend notwendig ist.Also in the embodiment according to 3 is the topmost ring groove 125 through a ring bearer 26 , for example a Niresist ring carrier known to the person skilled in the art, although this is not absolutely necessary.

Die Herstellung eines Kolbens mit einem Kolbenkopf 111 gemäß 3 erfolgt unter der Herstellung von Preforms (121', 122') wie oben beschrieben.The production of a piston with a piston head 111 according to 3 takes place under the production of preforms ( 121 ' . 122 ' ) as described above.

Claims (9)

Kolben (10, 110) für einen Verbrennungsmotor mit einem Kolbenkopf (11, 111) und einem Kolbenschaft (16) wobei der Kolbenkopf (11) zumindest teilweise aus einem faserverstärkten Verbundkörper besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundkörper aus mindestens zwei Teilkörpern (21, 22; 121, 122) besteht, die zusammen einen umlaufenden Kühlkanal (24, 124) und/oder eine Ringnut (25, 125) ausbilden.Piston ( 10 . 110 ) for an internal combustion engine with a piston head ( 11 . 111 ) and a piston stem ( 16 ) wherein the piston head ( 11 ) consists at least partially of a fiber-reinforced composite body, characterized in that the composite body of at least two partial bodies ( 21 . 22 ; 121 . 122 ), which together form a circulating cooling channel ( 24 . 124 ) and / or an annular groove ( 25 . 125 ) train. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Ringnut (25, 125) ein Ringträger (26) aufgenommen ist.Piston according to claim 1, characterized in that in the annular groove ( 25 . 125 ) a ring carrier ( 26 ) is recorded. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Leichtmetallwerkstoff, insbesondere auf der Basis von Aluminium, besteht.Piston according to claim 1 or 2, characterized that he is made of a light metal material, especially based of aluminum. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundkörper Fasern auf der Basis von Aluminium und/oder Silizium enthält.Piston according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the composite body fibers based on Contains aluminum and / or silicon. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenboden (12) eine Verbrennungsmulde (13, 113) aufweist, die in mindestens einem Teilkörper (21, 22; 121, 122) ausgebildet ist.Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the piston head ( 12 ) a combustion trough ( 13 . 113 ), which in at least one partial body ( 21 . 22 ; 121 . 122 ) is trained. Verfahren zur Herstellung eines Kolbens (10, 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – Mischen mindestens eines Fasermaterials und eines Bindemittels, – Formen mindestens zweier Grünlinge derart, dass ihre Form mindestens zwei Teilkörpern entspricht, welche zusammen einen umlaufenden Kühlkanal und/oder eine Ringnut ausbilden, – Brennen der getrockneten Grünlinge zur Herstellung poröser Preforms (21', 22'; 121', 122'), – Einlegen der Preforms (21', 22'; 121', 122') in eine Gießform für den Kolben (10, 110), wobei sie einen Salzkern und/oder einen Ringträger (26) umschließen, – Einbringen einer Metallschmelze in die Gießform, wobei die Preforms (21', 22'; 121', 122') mit der Metallschmelze infiltriert werden, – Entfernen des Salzkerns.Method for producing a piston ( 10 . 110 ) according to one of claims 1 to 5, characterized by the following process steps: mixing at least one fiber material and a binder, forming at least two green bodies such that their shape corresponds to at least two partial bodies, which together form a circumferential cooling channel and / or an annular groove, - firing the dried green compacts to produce porous preforms ( 21 ' . 22 '; 121 ' . 122 ' ), - inserting the preforms ( 21 ' . 22 '; 121 ' . 122 ' ) in a casting mold for the piston ( 10 . 110 ), wherein they have a salt core and / or a ring carrier ( 26 ), - introducing a molten metal into the casting mold, wherein the preforms ( 21 ' . 22 '; 121 ' . 122 ' ) are infiltrated with the molten metal, - removal of the salt core. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fasermaterial auf der Basis von Aluminium und/oder Silizium verwendet wird.Method according to Claim 6, characterized that a fiber material based on aluminum and / or silicon is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leichtmetalllegierung, insbesondere auf der Basis von Aluminium, verwendet wird.Method according to one of claims 6 or 7, characterized that a light metal alloy, in particular based on Aluminum, is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10, 110) unter Druck gegossen wird.Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that the piston ( 10 . 110 ) is poured under pressure.
DE200610045729 2006-09-27 2006-09-27 Internal combustion engine's piston for racing motor, has piston head partially consists of fiber-reinforced connection body provided with two partial bodies, which together form circulating coolant duct and/or annular groove Withdrawn DE102006045729A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610045729 DE102006045729A1 (en) 2006-09-27 2006-09-27 Internal combustion engine's piston for racing motor, has piston head partially consists of fiber-reinforced connection body provided with two partial bodies, which together form circulating coolant duct and/or annular groove

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610045729 DE102006045729A1 (en) 2006-09-27 2006-09-27 Internal combustion engine's piston for racing motor, has piston head partially consists of fiber-reinforced connection body provided with two partial bodies, which together form circulating coolant duct and/or annular groove

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006045729A1 true DE102006045729A1 (en) 2008-04-03

Family

ID=39134208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200610045729 Withdrawn DE102006045729A1 (en) 2006-09-27 2006-09-27 Internal combustion engine's piston for racing motor, has piston head partially consists of fiber-reinforced connection body provided with two partial bodies, which together form circulating coolant duct and/or annular groove

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006045729A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008031864A1 (en) * 2008-07-05 2010-01-07 Mahle International Gmbh Insert for piston of internal combustion engine i.e. diesel engine, has supporting and cavity base parts that are arranged radially at distance from each other and connected with one another by covers, such that cooling channel is formed
DE102008031862A1 (en) * 2008-07-05 2010-01-07 Mahle International Gmbh Insert for piston of combustion engine, particularly diesel engines, has circulating fire land, circulating ring portion and circulating cooling duct, where piston head is provided with piston base having combustion recess
CN103846409A (en) * 2012-12-04 2014-06-11 中国兵器工业第五二研究所 Preparation method of marine fiber reinforced composite material piston provided with cooling oil chamber
WO2017176935A1 (en) * 2016-04-05 2017-10-12 Federal-Mogul Llc Piston with thermally insulating insert and method of construction thereof
CN111535936A (en) * 2020-06-29 2020-08-14 安徽江淮汽车集团股份有限公司 Engine piston

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0178747A1 (en) * 1984-05-30 1986-04-23 Ae Plc The manufacture of pistons
EP0162602B1 (en) * 1984-05-01 1988-06-29 Ae Plc Reinforced pistons
JPS63215363A (en) * 1987-02-28 1988-09-07 Aisin Seiki Co Ltd Production of piston for internal combustion engine
EP0143330B1 (en) * 1983-10-26 1988-12-21 Ae Plc Reinforced pistons
JPH02104950A (en) * 1988-10-14 1990-04-17 Nissan Motor Co Ltd Piston for internal combustion engine
JPH02169846A (en) * 1988-12-20 1990-06-29 Izumi Ind Ltd Manufacture of piston for internal combustion engine
DE3932562A1 (en) * 1989-09-29 1991-04-11 Kolbenschmidt Ag DEVICE FOR PRODUCING LIGHT METAL PISTON FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
EP0209090B1 (en) * 1985-07-12 1991-08-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Production of pistons having a cavity
DE4016723A1 (en) * 1990-05-24 1991-11-28 Kolbenschmidt Ag PISTON CONNECTING ROD ARRANGEMENT
EP0412660B1 (en) * 1989-08-10 1993-10-06 Isuzu Motors Limited Heat-insulating piston
DE69724035T2 (en) * 1996-05-20 2004-02-19 Yamaha Hatsudoki K.K., Iwata Method of manufacturing a piston for an internal combustion engine
WO2004105980A1 (en) * 2003-05-29 2004-12-09 Kolbenschmidt K.K. Apparatus and method of producing fiber-reinforced aluminum alloy piston

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0143330B1 (en) * 1983-10-26 1988-12-21 Ae Plc Reinforced pistons
EP0162602B1 (en) * 1984-05-01 1988-06-29 Ae Plc Reinforced pistons
EP0178747A1 (en) * 1984-05-30 1986-04-23 Ae Plc The manufacture of pistons
EP0209090B1 (en) * 1985-07-12 1991-08-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Production of pistons having a cavity
JPS63215363A (en) * 1987-02-28 1988-09-07 Aisin Seiki Co Ltd Production of piston for internal combustion engine
JPH02104950A (en) * 1988-10-14 1990-04-17 Nissan Motor Co Ltd Piston for internal combustion engine
JPH02169846A (en) * 1988-12-20 1990-06-29 Izumi Ind Ltd Manufacture of piston for internal combustion engine
EP0412660B1 (en) * 1989-08-10 1993-10-06 Isuzu Motors Limited Heat-insulating piston
DE3932562A1 (en) * 1989-09-29 1991-04-11 Kolbenschmidt Ag DEVICE FOR PRODUCING LIGHT METAL PISTON FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
DE4016723A1 (en) * 1990-05-24 1991-11-28 Kolbenschmidt Ag PISTON CONNECTING ROD ARRANGEMENT
DE69724035T2 (en) * 1996-05-20 2004-02-19 Yamaha Hatsudoki K.K., Iwata Method of manufacturing a piston for an internal combustion engine
WO2004105980A1 (en) * 2003-05-29 2004-12-09 Kolbenschmidt K.K. Apparatus and method of producing fiber-reinforced aluminum alloy piston

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008031864A1 (en) * 2008-07-05 2010-01-07 Mahle International Gmbh Insert for piston of internal combustion engine i.e. diesel engine, has supporting and cavity base parts that are arranged radially at distance from each other and connected with one another by covers, such that cooling channel is formed
DE102008031862A1 (en) * 2008-07-05 2010-01-07 Mahle International Gmbh Insert for piston of combustion engine, particularly diesel engines, has circulating fire land, circulating ring portion and circulating cooling duct, where piston head is provided with piston base having combustion recess
CN103846409A (en) * 2012-12-04 2014-06-11 中国兵器工业第五二研究所 Preparation method of marine fiber reinforced composite material piston provided with cooling oil chamber
CN103846409B (en) * 2012-12-04 2016-03-23 中国兵器科学研究院宁波分院 A kind of preparation method of marine fiber reinforced composite material piston with cooling oil cavity
WO2017176935A1 (en) * 2016-04-05 2017-10-12 Federal-Mogul Llc Piston with thermally insulating insert and method of construction thereof
CN108884780A (en) * 2016-04-05 2018-11-23 费德罗-莫格尔动力系统有限责任公司 Piston with thermally insulating insert and method of construction thereof
US10428760B2 (en) 2016-04-05 2019-10-01 Tenneco Inc. Piston with thermally insulating insert and method of construction thereof
CN111535936A (en) * 2020-06-29 2020-08-14 安徽江淮汽车集团股份有限公司 Engine piston

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3610856C2 (en) Composite metal casting
EP1183120B2 (en) Casting tool and method of producing a component
DE3607427C2 (en) Method for producing the piston of an internal combustion engine and this piston
EP2091678B1 (en) Casting mould for casting a cast part and use of such a casting mould
DE19635326C2 (en) Method and apparatus for making a light alloy composite member
EP1977102B1 (en) Piston for an internal combustion engine and method for production thereof
EP0504780A1 (en) Piston for a hydrostatic axial and radial pistonmachine and method for constructing such a piston
DE3125560A1 (en) "INSULATION FOR PARTS OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE EXPOSED TO HIGH THERMAL LOADS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF"
DE19612500A1 (en) Process for the production of cylinder heads for internal combustion engines
DE10140642A1 (en) Cylinder block and process for its manufacture
DE102004056519B4 (en) Method for producing a piston for an internal combustion engine
DE3418405C2 (en)
DE3801847A1 (en) METHOD FOR PRODUCING PISTON FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES AND PISTON, IN PARTICULAR MANUFACTURED BY THIS METHOD
WO2010003398A1 (en) Inlay part for a piston of an internal combustion engine, and piston or piston head provided with the inlay part
DE20107462U1 (en) Wheel cast rim
WO2009000420A1 (en) Piston for an internal combustion engine, and method for producing it
DE102006045729A1 (en) Internal combustion engine's piston for racing motor, has piston head partially consists of fiber-reinforced connection body provided with two partial bodies, which together form circulating coolant duct and/or annular groove
DE10129046B4 (en) Piston for an internal combustion engine with a sprue
DE102008031864A1 (en) Insert for piston of internal combustion engine i.e. diesel engine, has supporting and cavity base parts that are arranged radially at distance from each other and connected with one another by covers, such that cooling channel is formed
DE102005006879B4 (en) Pistons for working or power machines
EP3926158B1 (en) Method for producing a piston
EP1498197A1 (en) Casting process for reciprocating-piston combustion engine block
DE102008031862A1 (en) Insert for piston of combustion engine, particularly diesel engines, has circulating fire land, circulating ring portion and circulating cooling duct, where piston head is provided with piston base having combustion recess
EP1704319A1 (en) Cylinder crankcase comprising a cylinder liner
EP1954424A1 (en) One-part steel piston as a precision-casting variant with a core for the precision-casting production of a cooling channel

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20130926

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee