DE1019519B

DE1019519B - Leichtmetallkolben oder -zylinder mit z.B. zur Aufnahme einer Kuehlfluessigkeit bestimmten geschlossenen Ringkanaelen

Info

Publication number: DE1019519B
Application number: DEM31098A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Gundolf Brandauer; Dr-Ing Alfred Meier
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1956-07-14
Filing date: 1956-07-14
Publication date: 1957-11-14

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft Leichtmetallkolben oder -zylinder mit z. B. zum Durchleiten einer Kühlflüssigkeit bestimmten oder zur Wärmedämmung dienenden geschlossenen Ringkanälen, die durch Einstechen einer einseitig offenen Ringnut, Einlegen eines Verschlußringes in einen erweiterten Teil dieser Nut und durch Ausfüllen eines außerhalb des Verschlußringes frei gebliebenen Raumes der Nut mittels durch Auftragschweißung eingebrachtem Leichtmetall gebildet sind.

Bei der Herstellung solcher Kolben oder Zylinder hat man bisher Verschlußringe aus Leichtmetall mit rechteckigem Querschnitt benutzt und eine Verschweißung dieser Ringe mit dem Kolben bzw. Zylinderkörper angestrebt. Letztere wurde aber in der Praxis stets nur unvollkommen erreicht, und es waren daher im fertigen Kolben oder Zylinder an den nicht verschweißten Stellen Spalte vorhanden, von denen im Laufe der Zeit unter dem Einfluß der im Betrieb auftretenden Wechselspannungen Risse ausgingen, welche das betreffende Werkstück unbrauchbar machten.

Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß man einen Verschlußring mit rundem, z. B. kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt benutzt und das durch Auftragschwaißung eingebrachte Leichtmetall nur mit den außerhalb des Verschlußringes befindlichen Wandteilen der Nut, nicht aber auch mit dem Verschlußring verschweißen läßt. Man erhält dabei zwar ebenfalls einen Spalt zwischen dem Verschlußring und dem durch Schweißen aufgebrachten Leichtmetall, dieser hat aber eine definierte Form; er endet beiderseits in dem hinter dem Verschlußring gebildeten geschlossenen Ringkanal und weist infolge des runden Querschnittes des Verschlußringes weder Ecken noch Kanten auf, an denen sich Spannungsspitzen ausbilden könnten. Infolgedessen ist mit der Bildung von Rissen, welche von diesem Spalt ausgehen, nicht zu rechnen.

Das Verschweißen des aufzutragenden Leichtmetalls mit dem Verschlußring kann durch entsprechende Führung der Schweißflamme, durch die Verwendung eines Verschlußringes aus einem mit Leichtmetall schlecht verschweißbaren Werkstoff und insbesondere durch Aufbringen eines die Verschweißung verhindernden Überzuges, z. B. Graphit, leicht verhindert werden.

Besonders zweckmäßig ist es, die Verschluß ringe aus dünnwandigen Rohren derart zu bilden, daß man einen entsprechend langen Rohrabschnitt zur Kreisform biegt und seine aneinanderstoßenden Enden durch Überstreifen einer Hülse od. dgl. abdeckt. Dadurch wird einerseits verhindert, daß Leichtmetall beim Schweißen in die Rohrenden einfließt, und an-

Leichtmetallkolben oder -zylinder mit z. B.

zur Aufnahme einer Kühlflüssigkeit
bestimmten geschlossenen Ringkanälen

Anmelder:

Mahle Komm.-Ges.,
Stuttgart-Bad Cannstatt, Pragstr. 26/46

Dipl.-Phys. Gundolf Brandauer, Stuttgart-Untertürkheim, und Dr.-Ing. Alfred Meier, Stuttgart-Münster,

sind als Erfinder genannt worden

dererseits wird erreicht, daß der so gebildete Verschlußring, auch wenn er aus einem Werkstoff mit von dem des Leichtmetalls stark abweichenden Wärmedehnungsbeiwert besteht, den verschiedenen Formänderungen leicht folgen kann, welchen der aus Leichtmetall bestehende Kolben oder Zylinder im Betrieb unterliegt.

Selbstverständlich müssen die Verschlußringe nicht aus Rohren gebildet sein. Wo es auf das Gewicht nicht ankommt, kann man auch aus Vollprofilmaterial gebildete Verschluß ringe verwenden, und in vielen Fällen kann es auch erwünscht sein, Verschlußringe zu benutzen, die ein nach dem Ringkanal zu offenes, rinnenähnliches Profil aufweisen.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Hand zweier Ausführungsbeispiele erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 die Hälfte eines Kolbens mit einem in der Ringzone angeordneten ringförmigen Kanal im Längsschnitt quer zur Bolzenachse;

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch denselben Kolben parallel zur Bolzenachse;

Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie IH-III in Fig. 1, und

Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 zeigt im Längsschnitt ein Beispiel eines mit

einem Ringkanal ausgestatteten Leichtmetallzylinders.

Bei dem in den Fig. 1 bis 4 gezeichneten Kolben, der sowohl geschmiedet als auch gegossen sein kann, ist ein ringförmiger Kanal 1 im Bereich der Ringzone einerseits durch die Wandungen eines ringförmigen, nach dem Kolbenboden zu stufenförmig erweiterten und offenen Einschnittes (der auch ein-

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Claims

gegossen oder eingepreßt sein kann) und andererseits durch einen in diesen eingelegtenRingkorper 2 begrenzt. Dieser Ringkörper besteht aus einem dünnwandigen, zur Kreisform gebogenen Stahlrohr, dessen aneinanderstoßende Enden durch eine in den Fig. 1 und 4 siehtbare Muffe 2' überdeckt sind. In den oberhalb des Rohres 2 liegenden Teil des Einschnittes ist — wie bei 3 angedeutet — flüssiges Leichtmetall durch Auftragschweißung derart eingebracht, daß es mit den benachbarten Zonen des Kolbenkörpers, aber nicht mit dem Rohr 2 verschweißt. Der Ringkanal 1 ist also ausschließlich durch die aufgeschweißte Schicht 3 dicht abgeschlossen, während das ringförmige Rohr 2, dessen Funktion sich darin erschöpft, das aufzuschweißende Leichtmetall am Einfließen in den Kanal 1 zu hindern, zwar die Form der dichtenden Leichtmetallschicht 3 bestimmt, aber selbst nicht dichtet. Im übrigen ist bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel der, wie beschrieben, geschlossene Ring- kanal 1 durch zwei in entsprechende Bohrungen eingepreßte Stifte 4, deren Durchmesser etwas größer ist als die radiale Breite des Kanals 1, in zwei gleich große Segmente unterteilt. Selbstverständlich sind diese Stifte 4 vor dem Aufsetzen des Ringkörpers 2 eingesetzt worden. Dicht neben den Stiften 4 mündet in jedes der durch sie unterteilten Kanalsegmente eine in einer Radialebene liegende Abflußbohrung 5 ein und außerdem eine Zuflußbohrung 6. Letztere endet in ringsegmentförmigen Ölsammelkanälen 7 in den beiden Bölzennaben, zu denen öl in bekannter Weise über eine Bohrung im Pleuel und den hohlen, nicht dargestellten Kolbenbolzen gefördert werden kann. Der Kreislauf des Kühlmittels ist durch eingezeichnete Pfeile veranschaulicht. Wenn ein Ringkanal 1 lediglieh zur Dämmung des Wärmeflusses vom Kolbenboden zur Ringzone des Kolbens vorgesehen werden soll, erübrigt es sich natürlich, ihn mit Zu- und Abflüssen zu versehen. Bei dem in Fig. 5 gezeichneten Leichtmetallzylinder ist im Bereich des oberen Totpunktes ebenfalls ein Ringkanal 1 vorgesehen, dessen Abschluß, wie beschrieben, durch einen eingelegten Ringkörper 2 und eine durch Auftragschweißen eingebrachte Leichtmetallschicht 3 erreicht ist. Hier ist der Ringkörper 2 als rinnenartig gestaltetes Einlagestück mit einer gegen den Kanal 1 gerichteten öffnung dargestellt. Die Zu- und Ableitungen für das durch den Kanal 1 zu leitende Kühlmittel sind bei diesem Beispiel nicht dargestellt. Paten ta ν s ρ r C c 11 κ

1. Leichtmetallkolben oder -zylinder mit z. B. zur Aufnahme einer Kühlflüssigkeit bestimmten geschlossenen Ringkanälen, die durch Einstechen einer einseitig offenen Ringnut, durch Einlegen eines Verschluß ringes in einen erweiterten Teil dieser Nut und durch Ausfüllen eines außerhalb des Verschlußringes frei gebliebenen Raumes der Nut mittels durch Auftragschweißung eingebrachtem Leichtmetall gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußring (2) einen runden, z. B. kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt aufweist und daß das durch Auftragschweißung eingebrachte Leichtmetall nur mit den außerhalb des Verschluß ringes befindlichen Wandteilen der Nut, nicht aber auch mit dem Verschlußring verschweißt ist.

2. Leichtmetallkolben oder -zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußring aus einem mit Leichtmetall schlecht verschweißbaren Werkstoff, z. B. aus Stahl, besteht.

3. Leichtmetallkolben oder -zylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußring einen die Verschweißung mit dem Leichtmetall verhindernden Überzug, z. B. aus Graphit, aufweist.

4. Leichtmetallkolben oder -zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußring aus einem dünnwandigen Rohr gebildet ist.

5. Leichtmetallkolben oder -zylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußring nach dem Ringkanal gerichtete öffnungen, z. B. in Form von Bohrungen oder in Form eines durchgehenden Schlitzes, aufweist.

6. Leichtmetallkolben oder -zylinder nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinanderstoßenden Enden des zu einem Verschluß ring gebogenen Rohres durch eine übergestreifte Hülse (2') abgedeckt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen