DE1127181B

DE1127181B - Verfahren zum Erzeugen eines ringfoermigen Hohlraumes fuer das Kuehlmittel im Kopf von Leichtmetallkolben

Info

Publication number: DE1127181B
Application number: DESCH26506A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing F W Rabenau
Original assignee: Karl Schmidt GmbH
Current assignee: Karl Schmidt GmbH
Priority date: 1959-08-11
Filing date: 1959-08-11
Publication date: 1962-04-05

Description

Verfahren zum Erzeugen eines ringförmigen Hohlraumes für das Kühlmittel im Kopf von Leichtmetallkolben Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hohlraum für das Kühlmittel im Kopf von Leichtmetallkolben zu erzeugen, die aus einem Gußrohling durch Gesenkpressen hergestellt werden. Es handelt sich hierbei um einen ringförmigen, etwa im Bereich hinter den Nuten für die Dichtungsringe vorgesehenen Hohlraum.
Es ist bekannt, einen solchen Kühlhohlraum im Kopf gepreßter Kolben spangebend herauszuarbeiten, indem eine ringförmige Nut hergestellt wird, die nach dem äußeren Umfang des Kolbenkopfes hin offen ist. Sie muß nachträglich wieder verschlossen bzw. abgedeckt werden. Dies geschieht durch Abdeckbleche oder Abdeckringe, die angeschweißt oder aufgeschrumpft werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auf diesem Wege kein ausreichend dichter Verschluß erzielbar ist, der den auftretenden thermischen Wechselbelastungen standhält.
Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß beim Herstellen des Gußrohlings ein massiver, dünner Einlagering von gleicher Höhe wie der endgültige Kühlhohlraum mit eingegossen und nach dem Gesenkpressen der Spalt zwischen dem Einlagering und dem Kolbenwerkstoff mittels eines Fluidums aufgeweitet wird. Dieses wird zweckmäßig durch eine Bohrung des Bolzenauges eingeführt und der betreffende Bereich des Preßlings auf Temperaturen erwärmt, die unmittelbar unterhalb des Soliduspunktes der Kolbenlegierung liegen. Vorzugsweise wird der Kolbenpreßling an seinem Umfang im Bereich des Einlageringes spangebend ausgespart und die der Größe und Form des zu erzeugenden Hohlraumes angepaßte Aussparung beim Aufweiten des Spaltes umschlossen. Dazu wird ein Gesenk benutzt, das die Kolbenkopfform hat.
Damit der Spalt zwischen dem Einlagering und dem Kolbenwerkstoff mit Sicherheit vorhanden ist, kann die Ringoberfläche irgendwie präpariert sein.
Das Aufweiten des Spaltes wird vorteilhaft dadurch gefördert, daß für den Einlagering ein gasabsondernder Stoff verwendet oder zumindest die Oberfläche des Ringes mit einem solchen überzogen, z. B. angestrichen wird, so daß eine Lunker- oder Porenzone am Spalt entsteht.
Es ist an sich bekannt, in Gußrohlinge Stangen aus sprödem, nichtmetallischem Stoff durch Umgießen einzubringen. Diese Einlagen werden durch das Walzen der Rohlinge gestreckt und dadurch zerpulvert. Durch Aufweiten der so gebildeten Spalte mit Hilfe eines Fluidums entstehen unter Ausspülen des Pulvers Hohlräume, und es bilden sich rohrartige Körper, die zusammenhängend oder einzeln Verwendung finden. Demgegenüber liegt bei der erfindungsgemäßen Anwendung des an sich bekannten Aufweitens unter Zuhilfenahme einer Einlage diese in einem von der Verformung im wesentlichen ausgenommenen Bereich und bestimmt in diesem durch ihre Lage und Breite unmittelbar die Lage und Höhe des Hohlraumes. Die Einlage ist von vornherein dünn, und es ist unwichtig, ob sie entfernt wird oder nicht. Der Erfindung liegt die Erkenntnis einer Anwendungsmöglichkeit des an sich bekannten Aufweitens auf einem Sondergebiet, nämlich bei der Herstellung eines gesenkgepreßten Kolbens, in einer eigens hierauf abgestellten, besonderen Weise zugrunde.
Das Verfahren ist an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt, jeweils im Längsschnitt, Fig.1 den gegossenen Kolbenrohling, Fig. 2 den aus dem Rohling nach Fig.1 hergestellten Preßling, Fig. 3 den Preßling fertig zum Aufweiten des Spaltes und Fig. 4 den Preßling nach dem Aufweiten des Spaltes. Der Rohling a wird in zylindrischer Form, z. B. im sogenannten Strang- oder Tütenguß oder auch in einer offenen, wassergekühlten Kokille, gegossen. Im gegebenen Augenblick wird ein Ring b (Einlagering) aus metallischem oder nichtmetallischem Stoff, beispielsweise aus Leichtmetall oder Glas, in die Schmelze eingedrückt und von der weiter nachfließenden Schmelze eingeschlossen. Der Einlagering .b hat die gleiche Höhe wie der endgültige Kühlhohlraum hinter den Nuten für die Dichtungsringe.
Der Gußrohling a, der z. B. aus einer eutektischen Al-Si-Kolbenlegierung besteht; wird auf 450 bis 500° C erwärmt und im Gesenk zum Kolbenpreßling c verformt. Danach wird vom Bolzenauge h her der eingegossene Ring b angebohrt. Die Bohrung e wird später nicht verschlossen, sondern dient als Zu- bzw. Abflußkanal für die Kühlflüssigkeit.
Durch die. Bohrung e= wird Öl gepumpt, das -den Spalt zwischen dem Einlagering b und dem Kolbenwerkstoff aufweitet, so daß ein Hohlraum g entsteht. Das Aufweiten erfolgt, nachdem am Umfang des Kolbenkopfes in Höhe des Einlageringes b eine Aussparung d vorgesehen worden ist. Die Aussparung entspricht der Größe und Form des Hohlraumes g. Außerdem wird vor dem Aufweiten entweder-der Kopf des Kolbens oder auch nur der Bereich der -Aussparung d auf etwa 500 bis 520° C erwärmt, was auf elektrischem Wege erfolgen kann. Weiterhin ist es erforderlich, um den Kolben in Höhe der Aussparung d einen Stahlring f zu schieben, so daß das Aufweiten begrenzt und die Aussparung d wieder beseitigt wird: Bei Verwendung eines Einlageringes aus sprödem Stoff wird dieser während des Gesenkschmiedens zertrümmert und kann durch die Druckflüssigkeit ausgespült werden; besteht er aus bildsamem Metall, so kann er im aufgeweiteten Hohlraum verbleiben.

Claims

PATENTANSPRÜCH.E-: 1. Verfahren zum Erzeugen eines ringförmigen Hohlraumes für das Kühlmittel hinter den Nuten für die Dichtungsringe im Kopf von durch Gesenkpressen aus Gußrohlingen hergestellten Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß ein massiver, dünnwandiger Einlagering (b) von gleicher Höhe wie der endgültige Kühlhohlraum in den Rohling (a) eingegossen und nach dem Gesenkpressen der Spalt zwischen dem Einlagering und Kolbenwerkstoff mittels eines Fluidums aufgeweitet wird.
2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Aufweiten des Spaltes im erhitzten Preßling ein Einlagering (b) aus einem gasabsondernden Stoff oder ein mit einem solchen Stoff überzogener Einlagering verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Umfang des Preßlings eine Aussparung (d) eingearbeitet wird, die der Größe und Form des zu erzeugenden Hohlraumes (g) angepaßt ist und während des Aufweitens umschlossen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1056 908; USA.-Patentschrift Nr: 2 628 417; »Aluminium«, April 1943, S. 170; »Metal Industry«; 20. September 1957, S. 241/242.