DE29823552U1 - Kolben für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Kolbenfur Brennkraftmaschinen
Beschreibung

Die Neuerung betrifft einen Kolben fur Brennkraftmaschinen mit einem im Kolbenkopf, in Höhe der obersten Ringnut ringförmig umlaufenden Kühlkanal, der durch Verwendung eines Schmelzkerns in einer Gußform gebildet ist, sowie einen eingegossenen Ringträger in der Ringnut aufweist.

Hochbelastete Motoren von Brennkraftmaschinen werden oftmals vom Schmieröl des Motors gekühlt, indem über verschiedene Kanäle und Bohrungen das Öl in den Bereich der Innenseite des Kolbenkopfes geleitet wird. Die Ringnut für den obersten Kolbenring ist der höchsten Temperaturbelastung ausgesetzt und wird deshalb bei Dieselmotoren mit einem Ringträger als Armierung ausgestattet. Die Armierung besteht aus einem abriebfesten Metall.

Aus der DE 44 38 703 Al ist ein gegossener Leichtmetallkolben für Verbrennungskraftmaschinen zu entnehmen, bei dem im Kolbenkopf ein Metallrohr als Kühlkanal eingegossen wurde. Der Ringträger ist ebenfalls eingegossen.

Zum Eingießen beider Bauteile werden diese üblicherweise vorher temperiert. Der Ringträger wird darüberhinaus vorher in eine Aluminiumlegierung getaucht, um so eine innige Verbindung mit dem Gießmetall zu erzeugen. Damit während des Eingießens das Metallrohr nicht seine Lage verändert, müssen Haltestifte verwendet werden, die das Rohr positioniert halten. Der Ringträger wird über separate Vorrichtungen gehalten.

Haltestifte haben den Nachteil, daß in der Großserienherstellung die Stifte nach mehreren Produktionszyklen ihre Lage verändern, was ein Plazieren des Metallrohres erschwert.

Um das Problem zu beseitigen, wurden auch schon Kühlkanäle mit Schmelzkernen aus Salz hergestellt, die ohne Haltestifte in der Gießform gehalten werden. Die DE 196 49 363 Al offenbart ein Verfahren, bei dem der Schmelzkern im Hohlraum der Gießform eingeklemmt wird. Zu diesem Zweck ist der Schmelzkern so ausgebildet, daß er radial nach außen ragt und so gleichzeitig eine Nut für den später in einem separaten Arbeitsgang einzubringenden Ringträger bildet. Auf diese Weise ist es nicht möglich, den Ringträger gleichzeitig mit einzugießen.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolben für Brennkraftmaschinen zu schaffen, bei dem Kühlkanal und Ringträger in einem Arbeitsgang hergestellt sind und gleichzeitig die Kühlwirkung des Kühlkanals verbessert wird.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem neuen Kolben besteht die Möglichkeit Schmelzkern und Ringträger in der gleichen Ebene anzuordnen. Die Folge ist eine bessere Wärmeabfuhr durch den Kühlkanal. Darüber hinaus wirken die in den Kühlkanal ragenden Stege sich positiv auf die Wärmeabfuhr aus, da sie von Öl umspült werden. Die zwischen Ringträger und Schmelzkern erzeugte Verbindung ist als verschraubbare Verbindung ausgelegt und kann somit mit einer geeigneten Vorrichtung in einfacher Weise automatisiert werden.

Die Neuerung ist abhand eine Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden nährer erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Ansicht eines neuerungsgemäßen Kolbens in der Gußform Fig. 2 Draufsicht auf einen Ringträger mit Schmelzkern.

Fig. 3 Schnitt HI-III aus Fig. 2

In der Figur 1 ist ein bevorzugtes Ausftihrungsbeispiel eines Kolbens 1 für Verbrennungskraftmaschinen dargestellt. Der in der Gußform dargestellte Kolben 1 ist nach dem Entformen erst ein Rohling, der noch weiter bearbeitet werden muß. Alle fur die Funktion des Kolbens notwendingen weiteren Bearbeitungsschritte werden im folgenden nicht näher erläutert. Es wird lediglich die Herstellung des Kühlkanals und der Ringnut beschrieben.

Der Kolben 1 (strich-punktiert dargestellt) wird in einer Gußform 7, bestehend aus mehreren Formteilen 2, 2', 2", aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Vor dem Gießen werden der dargestellte Schmelzkern 3 und der Ringträger 4 aufgewärmt. Der Ringträger 4 ist so konstruiert, daß er mit dem Schmelzkern, der zum Beispiel aus Salz gebildet sein kann, lösbar verbindbar ist. Zu diesem Zweck sind am Innenumfang drei Befestigungselemente in Form von Stegen 5 vorgesehen, die in Ausnehmungen 6 des Schmelzkerns 3 eindrehbar sind. Der aus einer Gußeisenlegierung oder einer Aluminiumlegierung bestehende Ringträger 4 muß vor dem Eingießen in eine Aluminiumschmelze getaucht werden, um eine gute Verbindung zum Gießmaterial zu erzeugen Der so vollständig mit einer Alu-Schicht umhüllte Ringträger 4 wird in die

Gußform 7 gebracht und arretiert. Dies kann zum Beispiel durch entsprechende Maßnahmen an den Formteilen 2, 2" der Gießform geschehen. Erst nach dem Einbringen des Ringträgers 4 erfolgt die Verbindung des Schmelzkerns 3 mit dem Ringträger 4, indem der Schmelzkern 3 mit seinen Ausnehmungen 6 gut in die Stege aufgesetzt und eingedreht wird.

Auf diese Weise ist der Schmelzkern 3 mit dem Ringträger 4 verbunden, ohne daß zusätzliche Haltestifte nötig sind. Nach dem Gußvorgang und anschließendem Entfernen des Schmelzkerns 3 ist ein Kühlkanal geschaffen, in welchen die Stege 5 des Ringträgers 4 hineinragen und so vom Öl des Motors umspült werden, wodurch die Wärmeabfuhr verbessert wird.

Claims (4)

1. Kolben für Brennkraftmaschinen mit einem im Kolbenkopf, in Höhe der obersten Ringnut, ringförmig umlaufenden Kühlkanal, der durch Verwendung eines Schmelzkerns in einer Gußform gebildet ist, sowie einen eingegossenen Ringträger in der Ringnut aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringträger (4) eine Mehrzahl von Befestigungselementen, die als radial nach innen weisende Stege (5) ausgebildet sind, aufweist und die Befestigungselemente zusammen mit dem Ringträger (4) und dem Schmelzkern (3) eingegossen sind, wodurch die Stege (5) sich radial in den Kühlkanal erstrecken.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei um jeweils 120° versetzt angeordnete Stege (5) vorgesehen sind.

3. Kolben nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (5) einstückig mit dem Ringträger (4) verbunden sind.

4. Kolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (5) sich etwa in der Mitte des Kühlkanals erstrecken.