DE1138301B

DE1138301B - Einlagering fuer einen durch Gesenkpressen herzustellenden Leichtmetallkolben fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1138301B
Application number: DESCH27572A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Wil Rabenau
Original assignee: Karl Schmidt GmbH
Current assignee: Karl Schmidt GmbH
Priority date: 1960-03-11
Filing date: 1960-03-11
Publication date: 1962-10-18
Also published as: GB906855A

Description

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BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER

auslegeschrift: 18. OKTOBER 1962

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einlagering, der in einem Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen eingegossen wird. Der Ring befindet sich im Kolbenkopf hinter den Kolbenringnuten oder auch noch oberhalb derselben und dient zur Erzeugung eines Hohlraumes für das Kühlmittel. Der Leichtmetallkolben wird aus einem Gußrohling durch Umformen mittels Gesenkpressen hergestellt.

Bei gesenkgepreßten Kolben ist es bekannt, den Hohlraum von außen spangebend herauszuarbeiten und nachträglich ein Abdeckstück anzuschweißen oder aufzuschrumpfen. Diese Maßnahmen liefern jedoch keine sichere Abdichtung, weil das Abdeckstück unter der Einwirkung der thermischen Wechselbelastung entweder reißen oder locker werden kann.

Ein nicht vorbekannter Vorschlag geht dahin, einen massiven Ringkörper dort mit einzugießen, wo der Hohlraum entstehen soll. Dieser Einlagering hat die Höhe des Hohlraumes, aber nur eine geringe Wanddicke und besteht aus einem Werkstoff, der mit dem des Gußstückes nicht verschweißt. Der Gußrohling wird dann gesenkgepreßt. Danach wird der Einlagering von außen angebohrt und der Preßling erwärmt. Der Hohlraum wird hierauf durch Auf weiten des Spaltes zwischen dem Einlagering und dem Werkstoff des Preßlings mittels einer unter Druck stehenden Flüssigkeit oder eines Gases erzeugt. Der Einlagering braucht nicht entfernt zu werden. Die Durchführung eines solchen Aufweitverfahrens erfordert jedoch das Anschließen besonderer Zu- und Ableitungsmittel nebst Vorrichtungen, wie Pumpenaggregate und Meßinstrumente. Daraus erwachsen hohe Herstellungskosten des Kolbens.

Weiterhin ist es z. B. für das Herstellen von Gasturbinenschaufeln bekannt, in einen Rohling eine massive Einlage einzugießen, die eine sich anschließende Warmverformung mitmacht. Der Füllstoff wird dann durch Ätzen entfernt. Das Herausätzen einer massiven Einlage in Form eines in sich geschlossenen Ringes vom Querschnitt eines Kühlmittelhohlraumes wäre jedoch mit einem nicht tragbaren Zeit- und Stoffaufwand verbunden.

Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, als Einlagering einen hohlen Ring zu wählen, der hinsichtlich seines Querschnittes dem herzustellenden Ringhohlraum angepaßt ist. Die erforderliche Oberfläche des ringförmigen Kühlmittelraumes ist auf einfache Weise durch Herausätzen des metallischen Werkstoffes des Hohlringes, z. B. durch Salpetersäure, zu erreichen. Der Ätzflüssigkeit ist die Möglichkeit gegeben, durch den Ringraum zu fließen und Einlagering für einen durch Gesenkpressen herzustellenden Leichtmetallkolben

für Brennkraftmaschinen

Anmelder:
Karl Schmidt G.m.b.H.,

Neckarsulm (Württ.),
Christian-Schmidt-Str. 10

Dipl.-Ing. Friedrich Wilhelm Rabenau,

Neckarsulm (Württ.),
ist als Erfinder genannt worden

dort umzulaufen, so daß allseitig der Werkstoff des Hohlringes entfernt werden kann.

Damit beim Eingießen des Einlageringes dessen Lage in axialer Richtung genau eingehalten wird, sind die Abmessungen des Ringes so zu wählen, daß die Querschnittfläche seiner Wandung sich zu seinem gesamten Flächenquerschnitt wie das spezifische Gewicht des Kolbenwerkstoffes zu dem spezifischen Gewicht des Ringes verhält. Das Gewicht des Einlageringes soll, mit anderen Worten, gleich dem Gewicht eines Vollringes von gleichem Gesamtquerschnitt aus dem Kolbenwerkstoff sein. Wird beispielsweise der Einlagering aus Eisen gefertigt, so muß das vorerwähnte Querschnittsverhältnis sich wie 2,7 zu 7,9 verhalten. Der Hohlring kann auch z. B. aus Kupfer bestehen.

Um das atmosphärische Gleichgewicht des luftdicht abgeschlossenen Hohlringes bei der Schmelztemperatur des Kolbenwerkstoffes herzustellen, soll erst bei dieser der eingeschlossene Luftinhalt den Raumdruck ergeben. Durch die Herstellung des atmosphärischen Gleichgewichtes soll ein Überdruck im Hohlraum des Ringes und ein Aufreißen des letzteren beim Umgießen verhindert werden.

Die im Ringkörper befindliche Luft läßt sich durch Anbringen einer kleinen Bohrung und Erwärmen des Ringes bis oberhalb des Schmelzpunktes des Kolbenwerkstoffes entfernen.

Die Erwärmungstemperatur kann beispielsweise 700° C betragen. Zur Überprüfung des atmosphärischen Gleichgewichtes wird ein verdampfender Stoff,

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wie z.B. Paraffin, in den Ring eingebracht. Bei der Erwärmung wird der sich bildende Dampf und dessen Pfeifton wahrnehmbar, der bis zum Eintreten des Gleichgewichtszustandes anhält. Alsdann wird die Öffnung des Hohlringes verschlossen.

Es besteht weiterhin die Möglichkeit, zur Vermeidung einer Deformation des Einlageringes während des Gesenkpreßvorgangs den Hohlraum mit Kolophonium oder Zink oder einem anderen leicht schmelzbaren Stoff auszufüllen, dessen Schmelzpunkt unter dem des Aluminiums liegt. Nachdem der Preßvorgang beendet worden ist, wird der Hohlraum des Ringes von außen angebohrt und der Kolben auf die Schmelztemperatur des im Hohlraum eingebrachten Stoffes erwärmt, so daß dieser ausfließen kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einlagering, der in einen durch Gesenkpressen zu einem Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen umzuformenden Gußrohling zum Erzeugen eines ringförmigen Hohlraumes für das Kühlmittel im Kolbenkopfteil an der gewünschten Stelle hinter den späteren Nuten für die Dichtungsringe mit eingegossen wird, dadurch ge kennzeichnet, daß er ein dem Querschnitt des Ringhohlraumes angepaßter hohler Ring aus wegätzbarem Stoff ist.

2. Einlagering nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Gewicht einem massiven Ring von gleichem Gesamtquerschnitt aus dem Kolbenwerkstoff entspricht.

3. Einlagering nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sein eingeschlossener Luftinhalt erst bei der Schmelztemperatur des Kolbenwerkstoffes den Raumdruck ergibt.

4. Einlagering nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Stoff, dessen Schmelzpunkt unter 500° C liegt, ausgefüllt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1 056 908.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1127181.