DE102011086411A1

DE102011086411A1 - Mold for a piston

Info

Publication number: DE102011086411A1
Application number: DE201110086411
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Issler
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2013-05-16
Also published as: CN103958091A; WO2013072151A1; JP2015504372A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gießform (1) für einen Kolben (8) einer Brennkraftmaschine sowie einen derartigen Kolben (8) und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kolbens (8). Die Gießform (1) weist zumindest zwei Stützen (3) auf, die einen Gießkern (2) der Gießform (1) fixieren, wobei ein Endabschnitt (5) zumindest einer der Stützen (3) in den Gießkern (2) eindringt und diesen somit fixiert. Erfindungswesentlich ist dabei, dass zumindest eine der Stützen (3) zumindest aus zwei Komponenten gebildet ist, nämlich aus einem Pinolenstift (4) und einem damit verbundenen Endabschnitt (5), wobei bei einem Entformen des Kolbens (8) der Pinolenstift (4) lös- oder entnehmbar ist, wogegen der Endabschnitt (5) im Kolben (8) eingegossen verbleibt und den Kühlkanal (11) an dieser Stelle verschließt.The present invention relates to a casting mold (1) for a piston (8) of an internal combustion engine and to such a piston (8) and to a method for producing such a piston (8). The casting mold (1) has at least two supports (3) which fix a casting core (2) of the casting mold (1), wherein an end portion (5) of at least one of the supports (3) penetrates into the casting core (2) and thus thus fixed. Essential to the invention is that at least one of the supports (3) is formed of at least two components, namely a Pinolenstift (4) and an associated end portion (5), wherein in a demolding of the piston (8) of the Pinolenstift (4) lös - Or is removable, whereas the end portion (5) remains embedded in the piston (8) and closes the cooling channel (11) at this point.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gießform für einen Kolben, vorzugsweise einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The present invention relates to a casting mold for a piston, preferably an internal combustion engine for a motor vehicle, having the features of the preamble of claim 1.

Ein Kolben ist Bestandteil einer Brennkraftmaschine und hinlänglich bekannt. Ein derartiger Kolben ist hubverstellbar in einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine angeordnet. Die aufgrund der im Brennraum stattfindenden Verbrennungen herrschenden Temperaturen stellen eine hohe Belastung für den Kolben dar, weshalb die Kolben häufig gekühlt werden. Hierzu weist der Kolben üblicherweise einen Kühlkanal auf, der in einem brennraumnahen Bereich im Kolben angeordnet ist bzw. verläuft. Die Herstellung von Kühlkanalkolben erfolgt üblicherweise mit Hilfe einer Gießform. Eine derartige gattungsgemäße Gießform ist beispielsweise aus der DE 19804168 A1 bekannt. Hierbei ist zur Bildung eines Kühlkanals ein lösbarer Gießkern vorgesehen, der von Stützen im Gießwerkzeug gehalten und nach der Herstellung des Kolbens, d.h. insbesondere nach dem Gießvorgang, entfernt wird. Dies erfolgt beispielsweise durch Ausspülen des Gießkerns bzw. durch Auflösen des Gießkerns mit Hilfe eines geeigneten Lösungsmittels. Die jeweiligen Stützen weisen gewöhnlich jeweils einen dem Gießkern zugewandten Endabschnitt auf, der in den Gießkern eindringt und den Gießkern somit an der Stütze fixiert. A piston is part of an internal combustion engine and well known. Such a piston is arranged adjustable in stroke in a crankcase of the internal combustion engine. The temperatures prevailing due to the combustion occurring in the combustion chamber are a high load on the piston, which is why the pistons are often cooled. For this purpose, the piston usually has a cooling channel which is arranged or extends in a region close to the combustion chamber in the piston. The production of cooling channel pistons usually takes place with the aid of a casting mold. Such a generic mold is for example from the DE 19804168 A1 known. Here, a releasable casting core is provided to form a cooling channel, which is held by supports in the casting tool and after the production of the piston, ie in particular after the casting process, is removed. This is done, for example, by rinsing the casting core or by dissolving the casting core with the aid of a suitable solvent. The respective supports usually each have an end portion facing the casting core, which penetrates into the casting core and thus fixes the casting core to the support.

Weitere derartige Gießkerne bzw. entsprechende Verfahren zur Herstellung des Kolbens sind zum Beispiel aus der DE 101 31 725 B4 sowie aus der DE 10 2007 044 105 A1 bekannt. Other such cores or corresponding methods for producing the piston are known for example from DE 101 31 725 B4 as well as from the DE 10 2007 044 105 A1 known.

Nachteilig dabei ist, dass der jeweilige Endabschnitt einen Zulauf bzw. Ablauf des Kühlkanals für ein den Kühlkanal durchströmendes Kühlmittel ausbildet. Folglich entspricht die Anzahl der Stützen der Anzahl der Zuläufe bzw. Abläufe des Kühlkanals. Dabei ist es aus hydraulischen bzw. thermodynamischen Gründen günstig und wünschenswert, die Anzahl der Öffnungen des Kühlkanals möglichst gering zu halten, damit das Kühlmittel den Kühlkanal besser und länger durchströmt. Deshalb wird die Ausführung mit einem einzelnen Zulauf und einem einzelnen Ablauf bevorzugt, womit eine Anzahl von zwei solchen Stützen einhergeht. Andererseits gewährleisten zwei derartige Stützen nicht immer eine ausreichende bzw. befriedigende Halterung und/oder Lagefixierung des Gießkerns. The disadvantage here is that the respective end portion forms an inlet or outlet of the cooling channel for a coolant flowing through the cooling channel. Consequently, the number of columns corresponds to the number of feeds or drains of the cooling channel. It is favorable for hydraulic or thermodynamic reasons and desirable to keep the number of openings of the cooling channel as low as possible, so that the coolant flows through the cooling channel better and longer. Therefore, the single feed and single drain design is preferred, which involves a number of two such supports. On the other hand, two such supports do not always ensure sufficient or satisfactory retention and / or positional fixation of the casting core.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Gießform für einen Kolben einer Brennkraftmaschine sowie für ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kolbens einer Brennkraftmaschine, eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine verbesserte Halterung bzw. Fixierung eines Gießkerns in der Gießform auszeichnet. The present invention addresses the problem of providing a mold for a piston of an internal combustion engine and a method for producing such a piston of an internal combustion engine, an improved embodiment, which is characterized in particular by an improved support or fixation of a casting core in the mold ,

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zumindest eine Stütze einer Gießform für einen Kolben derart auszubilden, dass ein einem Gießkern der Gießform zugewandter Endabschnitt der Stütze bei einem nach einem Gießvorgang durchgeführten Entformen im Kolben verbleibt und einen durch den Gießkern ausgebildeten Kühlkanal des Kolbens nach außen fluidisch abdichtet. Hierdurch ist es insbesondere möglich, mehrere Stützen zur Halterung bzw. Fixierung des Gießkerns vorzusehen, wobei eine beliebige Anzahl derartiger Stützen, vorzugsweise jedoch zwei, beim Entformen einen Zulauf bzw. einen Ablauf des Kühlkanals ausbilden, während eine beliebige Anzahl anderer Stützen lediglich der Halterung bzw. Fixierung des Gießkerns dienen. Letztere Stützen weisen dabei jeweils einen Endabschnitt der besagten Art auf, sodass diese Endabschnitte den Kühlkanal fluidisch nach außen abdichten. Das Entformen bedeutet hier insbesondere, dass die Gießform auf beliebige Weise aus dem fertig gegossenen Kolben gelöst wird. Beispielsweise kann die Gießform aus dem Kolben herausgezogen, herausgeschlagen sowie herausgespült werden.The present invention is based on the general idea of forming at least one support of a casting mold for a piston in such a way that an end section of the support facing a casting core of the casting remains in the piston during demoulding carried out after a casting operation and a cooling channel of the piston formed by the casting core follows fluidically seals on the outside. This makes it possible, in particular, to provide a plurality of supports for holding or fixing the casting core, wherein any number of such supports, but preferably two, form an inlet or a drain of the cooling channel during demoulding, while any number of other supports only support or Fixation of the casting core serve. The latter supports each have an end portion of the said type, so that these end portions seal the cooling channel fluidly to the outside. The demoulding means here in particular that the mold is released in any way from the finished cast piston. For example, the mold can be pulled out of the piston, knocked out and flushed out.

Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Gießform zumindest zwei den Gießkern tragende Stützen auf, wobei zumindest eine der Stützen einen solchen und dem Gießkern zugewandten Endabschnitt aufweist, der in den Gießkern eindringt und diesen somit an der Stütze fixiert. Zumindest eine der Stützen ist ferner zweiteilig ausgebildet. Die zweiteilig ausgebildete Stütze weist einen Pinolenstift und den damit verbunden Endabschnitt auf. Beim Entformen, d.h. beim Lösen bzw. Trennen der Gießform vom fertig gegossenen Kolben, verbleibt der Endabschnitt im Kolben eingegossen, wo hingegen der Pinolenstift aus dem Kolben entnehmbar ist. Der im Kolben verbleibende Endabschnitt verschließt folglich den Kühlkanal an der Stelle, an der der Endabschnitt in den Gießkern eindringt bzw. den Gießkern kontaktiert. Verschließen bedeutet hierbei, dass der Endabschnitt den Kühlkanal an dieser Stelle fluidisch nach außen abdichtet. Es ist auch vorstellbar den Endabschnitt und den zugehörigen Pinolenstift derart auszubilden, dass auch der Pinolenstift gänzlich oder teilweise im Kolben verbleibt. Ebenfalls denkbar ist, dass der Endabschnitt und der Pinolenstift einstückig ausgeführt sind und mit einer als Sollbruchstelle fungierenden lokalen Querschnittsreduzierung ausgestattet sind, an der bei der Entfernung des gegossenen Kolbens der Pinolenstift definiert abreißt.According to the idea of the invention, the casting mold has at least two supports supporting the casting core, wherein at least one of the supports has such an end portion facing the casting core which penetrates into the casting core and thus fixes it to the support. At least one of the supports is further formed in two parts. The two-part support has a Pinolenstift and the end portion connected thereto. When demoulding, i. when releasing or separating the mold from the finished cast piston, the end portion remains embedded in the piston, where, however, the Pinolenstift is removed from the piston. The remaining end portion in the piston thus closes the cooling passage at the point where the end portion penetrates into the casting core or contacts the casting core. Closure here means that the end portion seals the cooling channel at this point fluidly to the outside. It is also conceivable that the end portion and the associated Pinolenstift form such that the Pinolenstift remains wholly or partially in the piston. It is also conceivable that the end portion and the Pinolenstift are made in one piece and are equipped with a function as a predetermined breaking point local cross-sectional reduction, at the defined tear in the removal of the cast piston Pinolenstift.

Der Kühlkanal des Kolbens wird in der Regel dadurch ausgebildet, dass der lösbare Gießkern nach dem Gießvorgang aus dem Kolben gelöst wird. Dies kann beispielsweise durch ein Spülen des Gießkerns, etwa mit Hilfe von Wasser, bzw. durch das Auflösen des Gießkerns, zum Beispiel mit Hilfe eines geeigneten Lösungsmittels, erfolgen. Der Kühlkanal ist also als ein Hohlraum im Kolben ausgebildet, wobei Ausführungsformen bevorzugt sind, bei denen der Gießkern und somit der Kühlkanal ringförmig bzw. im Wesentlichen ringförmig ausgebildet sind. Zudem werden Ausführungsformen bevorzugt, bei denen der Gießkern bzw. der Kühlkanal in einem Bereich der Gießform bzw. des Kolbens angeordnet sind, der bei in einer zugehörigen Brennkraftmaschine montiertem Zustand des Kolbens einem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandt bzw. benachbart ist. The cooling channel of the piston is generally formed by releasing the releasable casting core from the piston after the casting process. This can be done, for example, by rinsing the casting core, for example with the aid of water, or by dissolving the casting core, for example with the aid of a suitable solvent. The cooling channel is thus formed as a cavity in the piston, wherein embodiments are preferred in which the casting core and thus the cooling channel are annular or substantially annular. In addition, embodiments are preferred in which the casting core or the cooling channel are arranged in a region of the casting mold or of the piston which, when the piston is mounted in an associated internal combustion engine, faces or is adjacent to a combustion chamber of the internal combustion engine.

Bevorzugt weist die Gießform wenigstens zwei Stützen auf, die derart ausgebildet sind, dass sie beim Entformen gänzlich vom Kolben entnehmbar sind bzw. derart vom Kolben entnehmbar sind, dass sie den Zulauf bzw. den Ablauf des Kühlkanals ausbilden. Insbesondere sind diese Stützen also derart ausgebildet, dass der Pinolenstift und der zugehörige Endabschnitt gemeinsam aus dem Kolben entnehmbar sind oder kein Endabschnitt vorhanden ist. Der Pinolenstift und der zugehörige Endabschnitt sind beispielsweise einstückig bzw. monolithisch ausgebildet. Zudem weist die Gießform eine oder mehrere andere Stützen auf, die derart ausgebildet sind, dass der Endabschnitt beim Entformen im Kolben verbleibt und der zugehörige Pinolenstift aus dem Kolben entnehmbar ist. Bevorzugt sind insbesondere Ausführungsformen, bei denen die Stützen ringförmig in der Gießform angeordnet sind und den Gießkern somit gleichmäßig fixieren. Die den Zulauf bzw. den Ablauf ausbildenden Stützen sind zudem vorzugsweise einander benachbart angeordnet, sodass ein den Kühlkanal durchströmendes Kühlmittel, insbesondere Öl, einen maximalen Strömungspfad innerhalb des Kühlkanals aufweist. Somit ist es insbesondere möglich, den Kolben effektiv und gleichmäßig zu kühlen.Preferably, the mold has at least two supports, which are designed such that they are completely removed from the piston during removal from the mold or can be removed from the piston such that they form the inlet or the outlet of the cooling channel. In particular, these supports are thus designed such that the Pinolenstift and the associated end portion can be removed together from the piston or no end portion is present. The Pinolenstift and the associated end portion are formed, for example, in one piece or monolithic. In addition, the mold has one or more other supports, which are designed such that the end portion remains during demolding in the piston and the associated Pinolenstift is removed from the piston. In particular, embodiments are preferred in which the supports are arranged annularly in the casting mold and thus fix the casting core uniformly. The supports forming the inlet or the outlet are furthermore preferably arranged adjacent to each other so that a coolant, in particular oil, flowing through the cooling channel has a maximum flow path within the cooling channel. Thus, it is possible in particular to cool the piston effectively and uniformly.

Das Eindringen des jeweiligen Endabschnitts in den Gießkern kann beispielsweise durch einen zugehörigen Vorsprung des jeweiligen Endabschnitts realisiert sein, wobei der Vorsprung nadelartig bzw. nadelförmig ausgebildet sein kann und in den Gießkern eindringt. Der Endabschnitt fungiert also als ein teilweise in den Kühlkanal eindringender Stöpsel, womit der Kühlkanal an dieser Stelle nach außen verschlossen bzw. fluidisch abgedichtet ist. Hierbei können sowohl die beim Entformen im Kolben verbleibenden Endabschnitte als auch die Endabschnitte der den Zulauf bzw. Ablauf ausbildenden Stützen einen derartigen Vorsprung aufweisen. Die den Zulauf bzw. Ablauf ausbildenden Stützen sind jedoch aus dem Kolben herausnehmbar. Auch bei diesen Stützen kann der Endabschnitt im Kolben verbleiben, den Kühlkanal dabei an der entsprechenden Stelle jedoch nicht fluidisch nach außen abdichten. The penetration of the respective end section into the casting core can be realized for example by an associated projection of the respective end section, wherein the projection can be needle-like or needle-shaped and penetrates into the casting core. The end portion thus acts as a partially penetrating into the cooling channel plug, whereby the cooling channel is sealed at this point to the outside or fluidly sealed. In this case, both the end portions remaining in the piston during demolding and the end portions of the supports forming the inlet or outlet can have such a projection. However, the feed or drain forming pillars are removable from the piston. Even with these supports, the end portion may remain in the piston, but the cooling channel at the appropriate location not fluidly seal to the outside.

Der beim Entformen im Kolben verbleibende Endabschnitt ist zweckmäßig vom zugehörigen Pinolenstift trennbar. Der Endabschnitt weist dabei vorzugsweise ein Sackloch auf, in dem der Pinolenstift eingesteckt ist. Das heißt, dass der Endabschnitt den zugehörigen Pinolenstift gänzlich oder teilweise umschließen kann, wobei die Verbindung zwischen dem Endabschnitt und dem zugehörigen Pinolenstift lösbar realisiert ist. Insbesondere sind auch Ausführungsformen vorstellbar, bei denen ein derartiger Endabschnitt und der zugehörige Pinolenstift miteinander verschraubbar sind. Eine weitere zweckmäßige Ausbildung besteht in einem einstückigen Pinolenstift mit angeformtem Endabschnitt, wobei der Übergang zwischen beiden Elementen mit einem reduzierten Querschnitt, der als Sollbruchstelle dient, ausgeführt wird.The remaining in demolding in the piston end portion is expedient from the associated Pinolenstift separable. The end portion preferably has a blind hole in which the Pinolenstift is inserted. This means that the end portion can completely or partially enclose the associated Pinolenstift, the connection between the end portion and the associated Pinolenstift is realized detachably. In particular, embodiments are conceivable in which such an end portion and the associated Pinolenstift are screwed together. A further advantageous embodiment consists in a one-piece Pinolenstift with molded end portion, wherein the transition between the two elements with a reduced cross-section, which serves as a predetermined breaking point is performed.

Zweckmäßig kann der Endabschnitt aus Stahl oder insbesondere Kupfer ausgebildet bzw. hergestellt sein. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn als Gießmaterial für den Gießvorgang Aluminium verwendet wird. Dementsprechend kann auch der Pinolenstift aus Stahl bzw. Kupfer hergestellt sein. Der Pinolenstift kann jedoch auch als Sandstift oder Salzstift ausgebildet sein, sodass er beim Entformen aus dem Kolben entnehmbar ist bzw. nach dem Gießvorgang aus dem Kolben, insbesondere mit Hilfe von Wasser, aus dem Kolben ausspülbar ist oder mit Hilfe eines geeigneten Lösungsmittels aus dem Kolben lösbar ist. Conveniently, the end portion of steel or copper in particular be formed or manufactured. This is particularly advantageous when aluminum is used as the casting material for the casting process. Accordingly, the Pinolenstift can be made of steel or copper. However, the Pinolenstift can also be designed as a sand pen or salt pin so that it can be removed from the piston during demolding or after the casting process from the piston, in particular with the aid of water, from the piston is rinsed or with the aid of a suitable solvent from the piston is solvable.

Der im Kolben verbleibende Endabschnitt kann im Allgemeinen eine beliebige Größe und/oder Form aufweisen, sofern er den Kühlkanal an der zugehörigen Stelle nach außen verschließt und somit abdichtet. Insbesondere kann der Endabschnitt eine zylindrische gebauchte Form aufweisen. Das heißt, dass der Endabschnitt beim Entformen durch eine formschlüssige Verbindung mit dem Kolben im Kolben verbleibt, während der zugehörige Pinolenstift auf dem Kolben entnehmbar ist.The end portion remaining in the piston may generally be of any size and / or shape, provided that it closes the cooling passage at the associated location to the outside and thus seals. In particular, the end portion may have a cylindrical bulged shape. This means that the end portion remains during demolding by a positive connection with the piston in the piston, while the associated Pinolenstift is removable on the piston.

Der den Kühlkanal ausbildende Gießkern kann aus einem beliebigen Material bzw. Werkstoff hergestellt sein, sofern er sich nach dem Gießvorgang aus dem Kolben herauslösen lässt. Bevorzugt ist der Gießkern als Salzkern ausgebildet. Auch sind Ausführungsformen denkbar, bei denen der Gießkern als Sandkern ausgebildet ist. The casting core forming the cooling channel may be made of any material or material, provided that it can be released from the piston after the casting process. Preferably, the casting core is formed as a salt core. Also, embodiments are conceivable in which the casting core is formed as a sand core.

Der Kolben wird vorzugsweise durch ein im nachfolgenden beschriebenes Verfahren hergestellt. Hierbei wird der lösliche Gießkern auf Stützen der Gießform angeordnet bzw. aufgeständert und fixiert. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die nadelförmigen bzw. nadelartigen Vorsprünge von zugehörigen Endabschnitten der jeweiligen Stützen in den Gießkern eindringen. The piston is preferably produced by a method described below. Here, the soluble casting core is placed on supports of the mold or raised and fixed. This can be done, for example, that the needle-like protrusions of respective end portions of the respective pillars penetrate into the casting core.

Anschließend wird die Gießform geschlossen. Das heißt die Gießform kann Wände aufweisen, welche die Gießform nach außen abschließen und somit einen Hohlraum bilden, in dem die Stützen und der Gießkern angeordnet sind. Die geschlossene Gießform wird anschließend mit einem Gussmaterial gefüllt. Danach wird die Gießform vom fertig gegossenen Kolben getrennt. Die Trennung der Gießform vom Kolben erfolgt beim sogenannten Entformen. Für das Entfernen des Gießkerns werden zunächst die Pinolenstifte entfernt, wobei der Endabschnitt zumindest einer der Stützen im Kolben verbleibt und den Kühlkanal an dieser Stelle verschließt. Die Ausbildung des Kühlkanals erfolgt dadurch, dass der Gießkern aufgelöst wird. Subsequently, the mold is closed. That is, the mold may have walls which close the mold to the outside and thus form a cavity in which the supports and the casting core are arranged. The closed mold is then filled with a casting material. Thereafter, the mold is separated from the finished cast piston. The separation of the mold from the piston takes place during so-called demoulding. For the removal of the casting core, first the pinole pins are removed, wherein the end portion of at least one of the supports remains in the piston and closes the cooling channel at this point. The formation of the cooling channel takes place in that the casting core is dissolved.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematischIt show, each schematically

1 eine Ansicht einer Gießform, 1 a view of a mold,

2 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Kolben mit noch eingestecktem Pinolenstift, 2 a section through a piston according to the invention with still inserted pinole pin,

3 eine einstückige Stütze mit Pinolenstift mit definiertem Sollbruchquerschnitt und Endabschnitt. 3 a one-piece support with Pinolenstift defined breaking radius and end portion.

Die 1 zeigt eine Gießform 1, die einen, einen Kühlkanal 11 bildenden Gießkern 2 sowie drei Stützen 3 aufweist. Die jeweilige Stütze 3 dient der Halterung bzw. Fixierung des Gießkerns 2. Hierzu weist zumindest eine Stütze 3 einen Pinolenstift 4 und einen dem Gießkern 2 zugewandten Endabschnitt 5 auf. Der jeweilige Endabschnitt 5 weist einen nadelartig ausgebildeten Vorsprung 6 auf, der in den Gießkern 2 eindringt und diesen somit fixiert. Die Stützen 3 sind dabei auf einer Ausformung 7 der Gießform 1 angeordnet.The 1 shows a mold 1 one, a cooling channel 11 forming casting core 2 as well as three supports 3 having. The respective support 3 serves to hold or fix the casting core 2 , For this purpose, at least one support 3 a quill pen 4 and one to the casting core 2 facing end portion 5 on. The respective end section 5 has a needle-like projection 6 up in the casting core 2 penetrates and thus fixed. The pillars 3 are doing a molding 7 the mold 1 arranged.

Zwei der Stützen 3 sind derart ausgebildet, dass sie nach einem Gießvorgang gänzlich aus dem fertig gegossenen Kolben 8 entnehmbar sind. Diese Stützen 3 bilden folglich einen Zulauf 9 bzw. Ablauf 10 für den mit Hilfe des Gießkerns 2 ausgebildeten Kühlkanal 11 im Kolben 8. Two of the supports 3 are designed such that they completely after a casting process from the finished cast piston 8th are removable. These props 3 thus make a feed nine or expiration 10 for with the help of the casting core 2 trained cooling channel 11 in the piston 8th ,

Die 2 zeigt einen Schnitt durch den fertig gegossenen Kolben 8, wobei ein Pinolenstift 4 darstellungsbedingt weiterhin im Kolben 8 angeordnet ist, während die restlichen Stützen 3 beim Entformen komplett aus dem Kolben 8 entnommen worden sind. Diese entnommenen Stützen 3 bilden, wie bereits erwähnt, den Zulauf 9 bzw. Ablauf 10 des Kühlkanals 11. Der Endabschnitt 5 der im Kolben 8 angeordneten Stütze 3 weist ein Sackloch 12 auf, in dem der Pinolenstift 4 der Stütze 3 eingesteckt ist. Der Endabschnitt 5 weist zudem eine zylindrisch gebauchte Form auf, sodass er beim Gießvorgang vom Gussmaterial umgossen wird und nach dem Gießvorgang durch Formschluss mit dem Kolben 8 verbunden ist. Der gezeigte Endabschnitt 5 weist im in der 2 dargestellten Schnitt eine sechseckige Querschnittsform auf, auf deren dem Kühlkanal 11 bzw. dem Gießkern 2 zugewandten Seite der Vorsprung 6 angeordnet ist, der in eine Bohrung am Gießkern 2 eingesetzt ist. Auf der vom Kühlkanal 11 abgewandten Seite des Endabschnitts 5 ist der zugehörige Pinolenstift 4 in das Sackloch 12 eingesteckt. The 2 shows a section through the finished cast piston 8th , being a quill pen 4 due to the presentation still in the piston 8th is arranged while the remaining supports 3 when removing completely from the piston 8th have been taken. These removed columns 3 form, as already mentioned, the inlet nine or expiration 10 of the cooling channel 11 , The end section 5 the one in the piston 8th arranged support 3 has a blind hole 12 on, in which the Pinolenstift 4 the prop 3 is plugged in. The end section 5 also has a cylindrically bulged shape so that it is encapsulated by the casting material during the casting process and after the casting process by positive engagement with the piston 8th connected is. The end section shown 5 points in the 2 section shown on a hexagonal cross-sectional shape, on whose the cooling channel 11 or the casting core 2 facing side of the projection 6 is arranged, in a hole in the casting core 2 is used. On the from the cooling channel 11 opposite side of the end portion 5 is the associated Pinolenstift 4 in the blind hole 12 plugged in.

Somit ist es möglich den Pinolenstift 4 aus dem Kolben 8 zu entnehmen, während der Endabschnitt 5 im Kolben 8 verbleibt. Dies kann beispielsweise durch das Herausziehen des zugehörigen Pinolenstifts 4 erfolgen. Dementsprechend verschließt der Endabschnitt 5 den Kühlkanal 11 an dieser Stelle, sodass ein durch den Kühlkanal 11 strömendes Kühlmittel, beispielsweise Öl, an dieser Stelle nicht aus dem Kühlkanal 11 abfließen kann. Der Gießkern 2 ist in der in 2 gezeigten Darstellung im Kolben 8 bzw. im Bereich des Kühlkanals 11 zu sehen. Um den Gießkern 2 aus dem Kolben 8 zu lösen, wird beispielsweise Wasser oder ein geeignetes Lösungsmittel eingesetzt. Dem entsprechend ist der Gießkern 2 als Salzkern 13 bzw. als Sandkern 14 ausgebildet. Thus it is possible the Pinolenstift 4 from the piston 8th during the end section 5 in the piston 8th remains. This can, for example, by pulling out the associated Pinolenstifts 4 respectively. Accordingly, the end portion closes 5 the cooling channel 11 at this point, allowing a through the cooling channel 11 flowing coolant, such as oil, at this point not from the cooling channel 11 can drain away. The casting core 2 is in the in 2 shown representation in the piston 8th or in the area of the cooling channel 11 to see. To the casting core 2 from the piston 8th To solve, for example, water or a suitable solvent is used. Accordingly, the casting core 2 as a salt core 13 or as a sand core 14 educated.

3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine einteilige Stütze 3. Der Endabschnitt 5 wird in eine Bohrung am Gießkern 2 für den Kühlkanal 11 eingesetzt. Eine Verdickung 15, die auch mit einem sechseckigen Querschnitt ausgeführt sein kann, sorgt wiederum dafür, dass im fertigen Zustand am Kolben 8 an der Stelle der Stütze 3 am Kühlkanal 11 keine Öffnung nach außen entsteht. Die Verdickung 15 entspricht dabei dem Endabschnitt 5. Der Querschnitt des Pinolenstifts 4 weist eine in der Art einer Sollbruchstelle ausgebildete Querschnittsreduzierung 16 auf, so dass er beim Aufbringen einer Zugkraft am Pinolenstift 4 an der Stelle 16 definiert bricht und sich somit der Pinolenstift 4 vom Kolben 8 trennen lässt. 3 shows a further embodiment, a one-piece support 3 , The end section 5 gets into a hole in the casting core 2 for the cooling channel 11 used. A thickening 15 , which can also be designed with a hexagonal cross section, in turn ensures that in the finished state on the piston 8th in the place of the support 3 at the cooling channel 11 no opening to the outside arises. The thickening 15 corresponds to the end section 5 , The cross section of the Pinolenstifts 4 has a trained in the manner of a predetermined breaking point Cross-section reduction 16 so that when applying a pulling force on the pinole pin 4 at the point 16 defines breaks and thus the Pinolenstift 4 from the piston 8th can be separated.

Der Kolben 8 ist vorzugsweise aus Aluminium hergestellt. Der Pinolenstift 4 bzw. der Endabschnitt 5 können also aus einem Material, welches eine höhere Schmelztemperatur als Aluminium aufweist, beispielsweise Stahl oder Kupfer, hergestellt sein.The piston 8th is preferably made of aluminum. The quill pen 4 or the end section 5 can therefore be made of a material which has a higher melting temperature than aluminum, for example steel or copper.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19804168 A1 [0002]
DE 10131725 B4 [0003]
DE 102007044105 A1 [0003]

Claims

Casting mold ( 1 ) for a piston ( 8th ) of an internal combustion engine, preferably of a motor vehicle, with a detachable casting core ( 2 ) to form a cooling channel ( 11 ) and with at least two inserted therein, the casting core ( 2 ) supporting columns ( 3 ), wherein at least one such support ( 3 ) one the casting core ( 2 ) facing end portion which in the casting core ( 2 ) and thereby fixed to the support, characterized in that at least one of the supports ( 3 ) is formed from at least two components, namely from a Pinolenstift ( 4 ) and an associated end section ( 5 ), wherein in a demolding of the piston ( 8th ) the Pinolenstift ( 4 ) is removable or removable, whereas the end section ( 5 . 15 ) in the piston ( 8th ) remains poured and the cooling channel ( 11 ) closes at this point.

Casting mold according to claim 1, characterized in that the end portion ( 5 ) a needle-like projection ( 6 ), which in the casting core ( 2 ) penetrates.

Casting mold according to claim 2 or 3, characterized in that the end portion ( 8th ) a blind hole ( 12 ) into which the pinole pin ( 4 ) is inserted.

Casting mold according to one of claims 1 to 3, characterized in that the end portion ( 5 ) has a cylindrically bulged shape.

Casting mold according to one of claims 1 to 4, characterized in that - the end section ( 5 ) is formed of steel or copper, and / or - that the Pinolenstift ( 4 ) made of steel, copper or as a sand or salt pin is formed.

Casting mold according to one of claims 1 to 5, characterized in that the soluble casting core ( 2 ) supporting prop ( 3 ) is integrally formed, one the end portion ( 5 ) forming local thickening ( 15 ) and a local cross-sectional reduction ( 16 ) in the area of the Pinolenstifts ( 4 ) on the casting core ( 2 ) facing away from.

Casting mold according to claim 6, characterized in that the support ( 3 ) is made of steel or copper.

Casting mold according to one of claims 1 to 7, characterized in that the casting mold ( 1 ) at least three such supports ( 3 ), wherein at least two supports ( 3 ) are designed such that they are used to form an inlet / outlet ( nine . 10 ) of the cooling channel ( 11 ) during removal of the piston ( 8th ) are separable from this.

Casting mold according to one of claims 1 to 8, characterized in that the casting core ( 2 ) as a salt core ( 13 or as sand core ( 14 ) is trained.

Method for producing a piston ( 8th ) of an internal combustion engine, preferably of a motor vehicle, with a casting mold ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein - a soluble casting core ( 2 ) on supports ( 3 ) of the casting mold ( 1 ) is raised and fixed, - the casting mold ( 1 ) is closed, - a casting material in the mold ( 1 ), - the casting mold ( 1 ) of the finished cast piston ( 8th ) is separated, - after removal of the piston ( 8th ) at least one Pinolenstift ( 4 ), whereas at least one end section ( 5 . 15 ) in the piston ( 8th ) remains poured and the cooling channel ( 11 ) closes at this point, - the soluble casting core ( 2 ) dissolved, in particular flushed out is.

Method according to claim 10, characterized in that the piston ( 8th ) is cast from aluminum.

Piston ( 8th ) for an internal combustion engine, preferably a motor vehicle, according to a method according to claim 10 or 11 and / or with the aid of a casting mold ( 1 ) is produced according to one of claims 1 to 9.