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.Method for creating an annular cavity for the coolant
in the head of light metal pistons The invention is based on the object of a cavity
for generating the coolant in the head of light metal pistons, which are made from a cast blank
be manufactured by die pressing. It is a ring-shaped,
approximately in the area behind the grooves for the sealing rings provided cavity.
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.It is known to have such a cooling cavity in the head of pressed pistons
to be machined by making an annular groove that follows
the outer periphery of the piston head is open. It has to be closed again afterwards
or covered. This is done by means of cover plates or cover rings that are welded on
or shrunk on. However, it has been shown that in this way no
Sufficiently tight closure can be achieved to withstand the alternating thermal loads that occur
withstands.
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.The method according to the invention consists in that when manufacturing
of the cast blank a solid, thin insert ring of the same height as the final one
The cooling cavity is cast in and, after the die pressing, the gap between the insert ring
and the piston material is expanded by means of a fluid. This becomes appropriate
inserted through a hole in the bolt eye and the relevant area of the compact
heated to temperatures immediately below the solidus point of the piston alloy
lie. Preferably, the piston molding is on its periphery in the area of the insert ring
cut out and adapted to the size and shape of the cavity to be generated
Enclosed recess when widening the gap. A die is used for this,
that has the shape of a piston head.
Damit der Spalt zwischen dem Einlagering und dem Kolbenwerkstoff mit
Sicherheit vorhanden ist, kann die Ringoberfläche irgendwie präpariert sein.So that the gap between the insert ring and the piston material with
If there is security, the ring surface can be prepared somehow.
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.The widening of the gap is advantageously promoted in that
a gas-emitting substance is used for the insert ring, or at least the surface
of the ring covered with such, z. B. is painted so that a cavity
or pore zone arises at the gap.
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.It is known per se to use rods made of brittle, non-metallic material in cast blanks
Bringing in substance by pouring around it. These deposits are made by rolling the blanks
stretched and thereby pulverized. By widening the gaps so formed with the help of
of a fluid, cavities are created and the powder is flushed out
tubular bodies that are used together or individually. In contrast
is subject to the per se known widening in the application according to the invention
With the aid of an insert this in a substantially exempted from the deformation
Area and in this area directly determines the position and width through its position and width
Height of the cavity. The insert is thin from the start, and it doesn't matter
whether it is removed or not. The invention is based on the knowledge of a possible application
the widening known per se in a special field, namely during manufacture
of a die-pressed piston, in a special one specially placed on it
Way.
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.The process is explained using the drawings. It shows, respectively
in longitudinal section, FIG. 1 the cast piston blank, FIG. 2 the one from the blank
according to Figure 1 produced compact, Fig. 3 the compact ready for expanding the
Gap and FIG. 4 shows the compact after the gap has been widened. The blank a will
in cylindrical shape, e.g. B. in the so-called strand or bag casting or in one
open, water-cooled mold, cast. In the given moment it becomes a ring
b (insert ring) made of metallic or non-metallic material, for example from
Light metal or glass, pressed into the melt and removed from the flowing in
Including melt. The insert ring .b has the same height as the final one
Cooling cavity behind the grooves for the sealing rings.
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.The cast blank a, the z. B. from a eutectic Al-Si piston alloy
consists; is heated to 450 to 500 ° C and deformed in the die to form the piston pressed part c.
Thereafter
the cast ring b is drilled from the bolt eye. The hole e is
later not closed, but serves as an inlet or outlet channel for the cooling liquid.
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.Through the. Bore e = oil is pumped, the -the gap between the
Inlay ring b and the piston material expands, so that a cavity g is formed.
The expansion takes place after on the circumference of the piston head at the level of the insert ring
b a recess d has been provided. The recess corresponds to the size and
Shape of the cavity g. In addition, before expanding, either-the head of the piston
or just the area of the recess d is heated to about 500 to 520 ° C, which
can be done electrically. It is also necessary to use the piston
to push a steel ring f at the level of the recess d, so that the expansion is limited
and the recess d is removed again: If an insert ring is used, off
brittle material, it is shattered during die forging and can pass through
the hydraulic fluid is flushed out; if it is made of malleable metal, so can
he remain in the expanded cavity.