DE102008031862A1 - Insert for piston of combustion engine, particularly diesel engines, has circulating fire land, circulating ring portion and circulating cooling duct, where piston head is provided with piston base having combustion recess - Google Patents

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Abstract

The insert (10) has a circulating fire land, a circulating ring portion and a circulating cooling duct (12). A piston head is provided with a piston base having a combustion recess. The circulating cooling duct is arranged at height of a ring portion. The insert is formed as one piece component, which has a circulating opened cooling duct and a ring carrier area (11) in direction of the piston base. An independent claim is included for a piston head with a ring carrier.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einlegeteil für einen Kolben eines Verbrennungsmotors, wobei der Kolben einen Kolbenkopf aufweist, der mit einem eine Verbrennungsmulde aufweisenden Kolbenboden, einem umlaufenden Feuersteg und einer umlaufenden Ringpartie sowie einem in Höhe der Ringpartie angeordneten umlaufenden Kühlkanal versehen ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen derartigen Kolben oder Kolbenkopf für einen Verbrennungsmotor.The The present invention relates to an insert for a Piston of an internal combustion engine, wherein the piston is a piston head having, with a combustion bowl having a piston head, a revolving flank and a circumferential ring section as well a arranged at the level of the ring section circumferential cooling channel provided is. The present invention further relates to such Piston or piston head for an internal combustion engine.

In modernen Verbrennungsmotoren sind die Kolben einer hohen thermischen und mechanischen Belastung ausgesetzt. Insbesondere Kolben für Dieselmotoren, die in der Regel aus einer Leichtmetalllegierung, bspw. einer Aluminiumlegierung gegossen sind, weisen mehrere hoch beanspruchte Bereiche auf. Dazu gehört insbesondere der Bereich der obersten Ringnut. Es ist bekannt, den Bereich der obersten Ringnut mittels eines gesonderten Ringträgers zu stabilisieren, der auch eine Kühlkanalstruktur aufweisen kann (vgl. DE 197 50 021 A1 ).In modern internal combustion engines, the pistons are exposed to high thermal and mechanical stress. In particular pistons for diesel engines, which are usually cast from a light metal alloy, for example. An aluminum alloy, have several highly stressed areas. This includes in particular the area of the uppermost annular groove. It is known to stabilize the region of the uppermost annular groove by means of a separate annular carrier, which may also have a cooling channel structure (cf. DE 197 50 021 A1 ).

Derartige Verstärkungen des Kolbens werden durch Eingießen von Einlegeteilen in den Kolben hergestellt. Problematisch ist hierbei, die Einlegeteile lagegenau und mit möglichst wenig Spiel in der Kolbengießform zu fixieren und zugleich einen Salzkern für den Kühlkanal möglichst lagegenau in der Kolbengießform anzuordnen und zu fixieren.such Reinforcements of the piston are made by pouring made of inserts in the piston. The problem here is the inserts are accurate and with as little play as possible to fix in the Kolbengießform and at the same time a salt core for the cooling channel as accurate as possible in the Kolbengießform to arrange and fix.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Einlegeteil bereitzustellen, das mit wenig Aufwand möglichst lagegenau in der Kolbengießform fixiert werden kann und einen im Betrieb hoch belasteten Bereich eines Kolbens bzw. Kolbenkopfes wirksam verstärkt.The Object of the present invention is thus an insert to provide that with the least possible effort accurately can be fixed in the Kolbengießform and an im Operation highly loaded area of a piston or piston head reinforced effectively.

Die Lösung besteht in einem Einlegeteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie in einem Kolbenkopf bzw. einem Kolben mit den Merkmalen des Patentan spruchs 11 bzw. 18. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Einlegeteil als einstückiges Bauteil ausgebildet ist, das einen umlaufenden, in axialer Richtung zum Kolbenboden offenen Kühlkanal sowie einen Ringträgerbereich aufweist. Der erfindungsgemäße Kolben bzw. Kolbenkopf zeichnet sich dadurch aus, dass er ein Einlegeteil enthält, welches als einstückiges Bauteil ausgebildet ist und einen umlaufenden Kühlkanal sowie einen Ringträger aufweist.The Solution consists in an insert with the characteristics of Patent claim 1 and in a piston head or a piston with the features of patent claim 11 or 18. According to the invention provided that the insert as a one-piece component is formed, a circumferential, in the axial direction to Piston bottom open cooling channel and a ring carrier area having. The piston or piston head according to the invention is characterized characterized by the fact that it contains an insert, which is formed as a one-piece component and a circumferential Cooling channel and a ring carrier has.

Das erfindungsgemäße Einlegeteil zeichnet sich dadurch aus, dass es Strukturen aufweist, die im fertigen Kolben sowohl als Verstärkungen für einen hoch belasteten Bereich als auch als Kühlkanal dienen. Somit braucht nur noch ein einziges Einlegeteil in der Gießform angeordnet und lagegenau fixiert zu werden, um sowohl die oberste Ringnut wirksam zu verstärken als auch auf besonders einfache Weise einen Kühlkanal in den Kolben bzw. Kolbenkopf einzubringen. Das erfindungsgemäße Einlegeteil kann auf an sich bekannte Weise einfach und lagegenau in der Gießform für den Kolben bzw. Kolbenkopf angeordnet und befestigt werden, nämlich in der gleichen Weise, wie im Stand der Technik ein Ringträgerrohling in einer Gießform angeordnet und fixiert wird. Folglich wird der Aufwand zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kolbens bzw. Kolbenkopfes erheblich reduziert.The Insert according to the invention is characterized from that it has structures that are in the finished piston both as reinforcements for a heavily loaded area as well as serve as a cooling channel. Thus, only one needs single insert placed in the mold and accurate position to be fixed to effectively reinforce both the uppermost annular groove as well as a particularly simple way a cooling channel in to introduce the piston or piston head. The invention Insert can be easily and accurately positioned in a known per se in the mold for the piston or piston head be arranged and fixed, namely in the same way, as in the prior art, a ring carrier blank in one Mold is arranged and fixed. Consequently, the Effort for the preparation of the invention Piston or piston head significantly reduced.

Da das erfindungsgemäße Einlegeteil mit einem Kühlkanal versehen ist, ist kein gesonderter Salzkern für die Gießform mehr erforderlich. Außerdem wird der Kühlkanal zwangsläufig mit der gleichen Lagegenauigkeit in der Gießform angeordnet wie das erfindungsgemäße Einlegeteil selbst. Das erfindungsgemäße Einlegeteil wird, wie oben beschrieben, über seine einem Ringträgerrohling entsprechende Struktur in der Gießform fixiert. Dies geschieht mit einer größeren Lagegenauigkeit als beim Einlegen eines Salzkerns, so dass der Kühlkanal im fertigen Kolben bzw. Kolbenkopf eine größere Lagegenauigkeit aufweist als es im Stand der Technik bisher möglich ist. Im Übrigen kann der Kühlkanal im erfindungsgemäßen Einlegeteil besonders nahe an der obersten Ringnut positioniert werden, wodurch sich automatisch ein besonders geringer Abstand auch zum Muldenrand und zum Muldengrund ergibt. Auf diese Weise wird eine bessere Kühlwirkung sowohl im Bereich der thermisch besonders stark belasteten obersten Ringnut als auch im Bereich der Verbrennungsmulde erzielt.There the insert according to the invention with a cooling channel is provided, is not a separate salt core for the mold more required. In addition, the cooling channel inevitably with the same positional accuracy in the mold arranged as the insert according to the invention itself. The insert according to the invention becomes, as described above, via its one ring carrier blank corresponding structure fixed in the mold. this happens with a greater positional accuracy than when inserting a salt core, leaving the cooling channel in the finished piston or piston head has a greater positional accuracy as previously possible in the art. Furthermore can the cooling channel in the invention Insertion positioned particularly close to the top annular groove which automatically creates a particularly small distance also results to the trough edge and the trough bottom. In this way will have a better cooling effect both in the area of thermal particularly heavily loaded uppermost annular groove as well as in the area scored the combustion bowl.

Das erfindungsgemäße Einlegeteil weist einen in axialer Richtung zum Kolbenboden offenen Kühlkanal auf. Daher kann das erfindungsgemäße Einlegeteil sowohl als Gießteil als auch als Drehteil ausgebildet sein. Das erfindungsgemäße Einlegeteil kann aber auch ohne Kühlkanal gegossen werden; in diesem Fall wird der offene Kühlkanal während einer Nachbearbeitung des Einlegeteils eingebracht.The Insert according to the invention has an axial Direction to the piston crown open cooling channel. Therefore, can the insert according to the invention both as a casting be designed as a rotary part. The invention Insert can also be cast without cooling channel; In this case, the open cooling channel is during a post-processing of the insert introduced.

Zusammenfassend ergeben sich also zahlreiche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik: Erhebliche Vereinfachung des Gießverfahrens für den erfindungsgemäßen Kolben und zugleich effektive Verstärkung der obersten Ringnut, Minimierung der Lagetoleranz für den Kühlkanal, optimierte Positionierung des Kühlkanals und damit gute Kühlung der obersten Ringnut und der Verbrennungsmulde.In summary So there are many advantages over the stand the technique: Substantial simplification of the casting process for the piston according to the invention and at the same time effective reinforcement of the uppermost annular groove, minimizing the Position tolerance for the cooling channel, optimized positioning the cooling channel and thus good cooling of the top Ring groove and the combustion bowl.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.advantageous Further developments emerge from the subclaims.

Der Kühlkanal des erfindungsgemäßen Einlegeteils wird vor dem Einbringen in die Gießform für den Kolben bzw. den Kolbenkopf zweckmäßigerweise mit einer abdeckenden Abdeckung abgedeckt, die bspw. durch Schweißen, Kleben, Löten oder Formschluss mit dem erfindungsgemäßen Einlegeteil verbunden sein kann.The cooling channel of the insert according to the invention is zweckmäßigerwei before introduction into the mold for the piston or the piston head covered with a covering cover, which may be connected, for example, by welding, gluing, soldering or positive engagement with the insert according to the invention.

Das erfindungsgemäße Einlegeteil kann in einer bevorzugten Ausführungsform eine zusätzliche Struktur aufweisen, nämlich einen Rohling für eine zumindest teilweise Muldengrundverstärkung, wodurch die thermische und mechanische Beständigkeit der Verbrennungsmulde verbessert wird. In vergleichbarer Weise kann eine zusätzliche Struktur für eine Muldenrandverstärkung vorgesehen sein.The Insert according to the invention can in a preferred Embodiment have an additional structure, namely a blank for one at least partially Muldengrundverstärkung, causing the thermal and mechanical Resistance of the combustion bowl is improved. In Similarly, an additional structure for a Muldenrandverstärkung be provided.

Das erfindungsgemäße Einlegeteil kann ferner Strukturen zur formschlüssigen Verbindung mit dem Kolben bzw. Kolbenkopf aufweisen, welche die kraftschlüssige Verbindung zwischen Einlegeteil und Kolben ergänzen.The The insert according to the invention can also have structures for positive connection with the piston or piston head having the frictional connection between Insert insert and piston.

Das erfindungsgemäße Einlegeteil kann aus einem beliebigen Werkstoff bestehen. Geeignet sind bspw. faserverstärkte Werkstoffe und insbesondere Werkstoffe, wie sie zur Herstellung der an sich bekannten Ringträger verwendet werden. Dazu gehört vor allem eine als NiResist bekannte Form des austenitischen Gusseisens. In diesem Fall ist es zweckmäßig, das erfindungsgemäße Einlegeteil vor dem Eingießen in den Kolben bzw. Kolbenkopf einem an sich bekannten Alfinierungsverfahren zu unterziehen.The Insert according to the invention can be made of any Material exist. Suitable are, for example, fiber-reinforced Materials and in particular materials, as used in the manufacture the ring carriers known per se are used. To belongs above all a form known as NiResist austenitic Cast iron. In this case, it is appropriate the insert according to the invention before pouring in the piston or piston head a known Alfinierungsverfahren to undergo.

Das erfindungsgemäße Einlegeteil ist bspw. als Gießteil oder Drehteil ausgebildet. Der erfindungsgemäße Kolben bzw. Kolbenkopf ist bspw. aus einer Aluminiumlegierung gegossen und in dieser Form für alle Motoren, insbesondere jedoch für Dieselmotoren geeignet.The Insert according to the invention is, for example, as a casting or formed rotary part. The inventive Piston or piston head is, for example, cast from an aluminum alloy and in this form for all engines, but especially suitable for diesel engines.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung:embodiments The present invention will be described below with reference to the attached Drawings explained in more detail. In a schematic, not true to scale representation:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Einlegeteils im Schnitt; 1 a first embodiment of an insert according to the invention in section;

2 eine Teilansicht eines fertig bearbeiteten erfindungsgemäßen Kolbenkopfes mit einem Einlegeteil gemäß 1 im Schnitt; 2 a partial view of a finished piston head according to the invention with an insert according to 1 on average;

3a ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Einlegeteils in einer Draufsicht; 3a a further embodiment of an insert according to the invention in a plan view;

3b einen Schnitt entlang der Linie IIIb-IIIb in 3a; 3b a section along the line IIIb-IIIb in 3a ;

4 eine Teilansicht eines fertig bearbeiteten erfindungsgemäßen Kolbenkopfes mit einem Einlegeteil gemäß 3b im Schnitt; 4 a partial view of a finished piston head according to the invention with an insert according to 3b on average;

5a ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Einlegeteils in einer Draufsicht; 5a a further embodiment of an insert according to the invention in a plan view;

5b einen Schnitt entlang der Linie Vb-Vb in 5a; 5b a section along the line Vb-Vb in 5a ;

6 eine Teilansicht eines fertig bearbeiteten erfindungsgemäßen Kolbenkopfes mit einem Einlegeteil gemäß 5b im Schnitt. 6 a partial view of a finished piston head according to the invention with an insert according to 5b on average.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Einlegeteils 10. Das Einlegeteil 10 umfasst einen umlaufenden Ringträgerbereich 11 mit einem umlaufenden Steg 14, einem Muldenbereich 13 sowie einen umlaufenden Kühlkanal 12. Der Kühlkanal 12 ist nach oben, d. h. in axialer Richtung zum späteren Kolbenboden (siehe dazu 2), offen ausgebildet und mit einer ringförmigen Abdeckung 15 verschlossen. Die Abdeckung 15 besteht vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff, zweckmäßigerweise aus Stahlblech. Andere Werkstoffe sind selbstverständlich denkbar. 1 shows a first embodiment of an insert according to the invention 10 , The insert 10 comprises a circumferential ring carrier area 11 with a circumferential bridge 14 , a trough area 13 and a circumferential cooling channel 12 , The cooling channel 12 is upwards, ie in the axial direction to the later piston bottom (see 2 ), open and with an annular cover 15 locked. The cover 15 preferably consists of a metallic material, suitably made of sheet steel. Of course, other materials are conceivable.

Der Muldenbereich 13 kann, wie es in 1 strichpunktiert angedeutet ist, einen zusätzlichen Muldenbereich 13a aufweisen, der im späteren Kolbenkopf eine Muldenrandverstärkung bilden kann.The trough area 13 can, as it is in 1 dash-dotted lines, an additional trough area 13a have, which can form a Muldenrandverstärkung in the later piston head.

Das Einlegeteil 10 ist im Ausführungsbeispiel aus einem sog. NiResist-Werkstoff einstückig gegossen. Unter NiResist-Werkstoffen werden austenitische Gusseisenwerkstoffe, insbesondere solche mit Lamellen- oder Kugelgraphit verstanden. Der Kühlkanal 12 kann mittels einer geeigneten Gießform in das Einlegeteil 10 eingegossen und das fertig gegossene Einlegeteil 10 bei Bedarf in an sich bekannter Weise nachbearbeitet werden. Der Kühlkanal 12 kann aber auch durch spanende Nachbearbeitung des gegossenen Einlegeteils 10 eingebracht werden. Das Einlegeteil 10 kann aber auch aus einem Rohling durch spanende Bearbeitung hergestellt werden.The insert 10 is molded in one piece from a so-called NiResist material in the exemplary embodiment. NiResist materials are understood to mean austenitic cast iron materials, in particular those with lamellar or spheroidal graphite. The cooling channel 12 can by means of a suitable mold in the insert 10 poured in and the finished cast insert 10 be reworked if necessary in a conventional manner. The cooling channel 12 But it can also be machined by machining the cast insert 10 be introduced. The insert 10 but can also be made from a blank by machining.

Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des Einlegeteils 10 wird erfindungsgemäß in einen Kolben oder Kolbenkopf für einen Verbrennungsmotor eingegossen. Der Kolben bzw. Kolbenkopf kann bspw. aus einem Leichtmetallwerkstoff, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung bestehen. In diesem Fall wird das Einlegeteil 10 vor dem Vergießen in an sich bekannter Weise alfiniert, bspw. in eine Aluminium-Silizium-Schmelze getaucht, wodurch sich eine aus Eisenaluminiden bestehende sogenannte Alfin-Schicht auf der Oberfläche des Einlegeteils 10 bildet. Diese Alfin- Schicht dient als Bindeschicht zwischen dem Werkstoff des Kolbens bzw. Kolbenkopfes und dem Werkstoff des Einlegeteils 10.This in 1 illustrated embodiment of the insert 10 is poured according to the invention in a piston or piston head for an internal combustion engine. The piston or piston head can, for example, consist of a light metal material, in particular of an aluminum alloy. In this case, the insert part 10 alfiniert before casting in a conventional manner, for example, immersed in an aluminum-silicon melt, resulting in a consisting of iron aluminides so-called Alfin layer on the surface of the insert 10 forms. This Alfin- layer serves as a bonding layer between the material of the piston or piston head and the material of the insert 10 ,

Das so vorbereitete Einlegeteil 10 wird in die Gießform des herzustellenden Kolbens bzw. Kolbenkopfes eingesetzt und lagegenau gehalten, wobei der umlaufende Steg 14 als Auflagemittel dient. Diese Maßnahmen sind an sich bekannt, da konventionelle Ringträgerrohlinge auf dieselbe Weise in einer Kolbengießform gehalten sind. Nun wird das Einlegeteil 10 mit dem Kolbenwerkstoff umgossen, so dass ein Rohling 16 erhalten wird. Die Konturen des resultierenden Rohlings 16 im Bereich des späteren Kolbenkopfs sind in 2 strichpunktiert angedeutet.The prepared insert 10 is used in the mold of the piston or piston head to be produced and held in a precise position, wherein the circumferential ridge 14 serves as a support means. These measures are known per se, since conventional ring carrier blanks are held in the same way in a Kolbengießform. Now the insert will be 10 cast around with the piston material, leaving a blank 16 is obtained. The contours of the resulting blank 16 in the area of the later piston head are in 2 indicated by dash-dotted lines.

Der Rohling 16 wird nun zum fertigen Kolben bzw. Kolbenkopf nachbearbeitet. Dabei wird gleichzeitig das Einlegeteil 10 mit bearbeitet, um die endgültigen Strukturen des Kolbens bzw. Kolbenkopfes zu erzeugen. 2 zeigt ausschnittsweise ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbenkopfs 21. Der Kolbenkopf 21 ist mit einem eine Verbrennungsmulde 23 aufweisenden Kolbenboden 22, einem umlaufenden Feuersteg 24 und einer umlaufenden Ringpartie (nicht dargestellt) versehen.The blank 16 is now reworked to the finished piston or piston head. At the same time the insert part 10 machined to produce the final structures of the piston or piston head. 2 shows a detail of an embodiment of a piston head according to the invention 21 , The piston head 21 is one with a combustion recess 23 having piston crown 22 , a circulating flint 24 and a circumferential ring portion (not shown) provided.

Das Einlegeteil 10 wird derart nachbearbeitet, dass der Ringträgerbereich 11 in 1 nun einen an sich bekannten Ringträger 25 bildet, der in der obersten Ringnut der Ringpartie angeordnet ist. In Höhe der Ringpartie und eng benachbart zur Verbrennungsmulde 23 ist ferner der umlaufende Kühlkanal 12 angeordnet. Der Muldenbereich 13 des in 1 dargestellten Einlegeteils 10 wurde so nachbearbeitet, dass eine teilweise Muldengrundverstärkung 28 resultiert. Ferner kann bei geeigneter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Einlegeteils 10 mit einem zusätzlichen Muldenbereich 13a eine umlaufende Muldenrandverstärkung resultieren.The insert 10 is post-processed such that the ring carrier area 11 in 1 now a known ring bearer 25 forms, which is arranged in the uppermost annular groove of the ring section. At the level of the ring section and closely adjacent to the combustion recess 23 is also the circumferential cooling channel 12 arranged. The trough area 13 of in 1 illustrated insert 10 was reworked so that a partial trough base reinforcement 28 results. Furthermore, in a suitable embodiment of the insert according to the invention 10 with an additional trough area 13a a circumferential trough edge reinforcement result.

Nicht dargestellt ist, dass beim Gießen des erfindungsgemäßen Kolbenkopfes 21 verschiedene Werkstoffe zum Einsatz kommen können, bspw. eine Leichtmetalllegierung unterhalb des Einlegeteils 10 und ein thermisch und/oder mechanisch besonders beständiger Werkstoff oberhalb des Einlegeteils 10, bspw. eine faserverstärkte oder hochfeste Leichtmetalllegierung. Dies bietet sich besonders dann an, wenn das Einlegeteil 10 keinen zusätzlichen Muldenbereich 13a aufweist und somit keine Muldenrandverstärkung vorgesehen ist.It is not shown that during casting of the piston head according to the invention 21 Different materials can be used, for example. A light metal alloy below the insert 10 and a thermally and / or mechanically particularly resistant material above the insert 10 , For example, a fiber-reinforced or high-strength light metal alloy. This is particularly useful when the insert 10 no additional trough area 13a has and thus no Muldenrandverstärkung is provided.

Die 3a, 3b und 4 zeigen jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Einlegeteils 110 sowie eines erfindungsgemäßen Kolbenkopfes 121. Dabei wurden Strukturen, die mit den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 und 2 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der einzige Unterschied besteht in der Gestaltung des Ringträgerbereichs 111 des Einlegeteils 110. Der Ringträgerbereich 111 ist mit gleichmäßig über seinen Umfang verteilten Strukturen 129 in Form von sich axial erstreckenden Durchbrüchen versehen. Aus 4 ist ersichtlich, dass beim Eingießen des Einlegeteils 110 in den Kolbenkopf 121 diese Durchbrüche mit dem Werkstoff des Kolbenkopfes 121 durchsetzt werden, woraus eine zusätzliche formschlüssige Verbindung zwischen dem Einlegeteil 110 und dem Kolbenkopf 121 resultiert. Der Ringträger 125 ist somit teilweise aus dem Werkstoff des Kolbenkopfes 121 gebildet.The 3a . 3b and 4 each show a further embodiment of an insert according to the invention 110 and a piston head according to the invention 121 , In this case, structures were compared with the embodiments according to the 1 and 2 match, provided with the same reference numerals. The only difference is in the design of the ring carrier area 111 of the insert 110 , The ring carrier area 111 is with structures evenly distributed around its circumference 129 provided in the form of axially extending apertures. Out 4 it can be seen that when pouring the insert 110 in the piston head 121 these breakthroughs with the material of the piston head 121 be penetrated, resulting in an additional positive connection between the insert 110 and the piston head 121 results. The ring bearer 125 is thus partially made of the material of the piston head 121 educated.

Die 5a, 5b und 6 zeigen jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Einlegeteils 210 sowie eines erfindungsgemäßen Kolbenkopfes 221. Dabei wurden Strukturen, die mit den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 4 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der einzige Unterschied besteht in der Gestaltung des Ringträgerbereichs 211 des Einlegeteils 210. Der Ringträgerbereich 211 ist mit gleichmäßig über seinen Umfang verteilten Strukturen 231 in Form von radialen Ausnehmungen versehen. Aus 6 ist ersichtlich, dass beim Eingießen des Einlegeteils 210 in den Kolbenkopf 221 diese Ausnehmungen mit dem Werkstoff des Kolbenkopfes 221 ausgegossen werden, woraus eine zusätzliche formschlüssige Verbindung zwischen dem Einlegeteil 210 und dem Kolbenkopf 221 resultiert. Der Ringträger 225 ist somit teilweise aus dem Werkstoff des Kolbenkopfes 221 gebildet.The 5a . 5b and 6 each show a further embodiment of an insert according to the invention 210 and a piston head according to the invention 221 , In this case, structures were compared with the embodiments according to the 1 to 4 match, provided with the same reference numerals. The only difference is in the design of the ring carrier area 211 of the insert 210 , The ring carrier area 211 is with structures evenly distributed around its circumference 231 provided in the form of radial recesses. Out 6 it can be seen that when pouring the insert 210 in the piston head 221 these recesses with the material of the piston head 221 be poured, resulting in an additional positive connection between the insert 210 and the piston head 221 results. The ring bearer 225 is thus partially made of the material of the piston head 221 educated.

Selbstverständlich können auch andere Strukturen zur formschlüssigen Verbindung zwischen Einlegeteil und Kolbenkopf vorgesehen sein (nicht dargestellt). Der Muldenbereich des Einlegeteils und/oder der Ringträgerbereich können entlang ihrer Außenflächen mit Hinterschnitten oder Vorsprüngen versehen sein. In vergleichbarer Weise kann der Muldenbereich in seinem unteren inneren Bereich einen umlaufenden Vorsprung oder Hinterschnitt aufweisen. Diese Strukturen können eingegossen oder durch spanende Nachbearbeitung in das Einlegeteil eingebracht sein und bewirken ebenfalls eine zusätzliche formschlüssige Verbindung des Einlegeteils mit dem Kolbenkopf.Of course Other structures can also be form-fitting Connection between insert and piston head be provided (not shown). The trough area of the insert and / or the ring carrier area can be along with their outer surfaces Be provided undercuts or protrusions. In a comparable way The trough area in its lower inner area a circumferential Have projection or undercut. These structures can cast or introduced by machining in the insert be and cause an additional positive Connection of the insert with the piston head.

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Claims (25)

Einlegeteil (10, 110, 210) für einen Kolben eines Verbrennungsmotors, wobei der Kolben einen Kolbenkopf (21, 121, 221) aufweist, der mit einem eine Verbrennungsmulde (23) aufweisenden Kolbenboden (22), einem umlaufenden Feuersteg (24) und einer umlaufenden Ringpartie sowie einem in Höhe der Ringpartie angeordneten umlaufenden Kühlkanal (12) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (10, 110, 210) als einstückiges Bauteil ausgebildet ist, das einen umlaufenden, in Richtung des Kolbenbodens (22) offenen Kühlkanal (12) und einen Ringträgerbereich (11, 111, 211) aufweist.Insert ( 10 . 110 . 210 ) for a piston of an internal combustion engine, wherein the piston is a piston head ( 21 . 121 . 221 ) having a combustion recess ( 23 ) having piston head ( 22 ), a revolving flank ( 24 ) and an encircling ring section as well as a circumferential cooling channel ( 12 ), characterized in that the insert part ( 10 . 110 . 210 ) is formed as an integral component, the one circumferential, in the direction of the piston crown ( 22 ) open cooling channel ( 12 ) and a ring carrier region ( 11 . 111 . 211 ) having. Einlegeteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (12) mit einer Abdeckung (15) versehen ist.Insert according to claim 1, characterized in that the cooling channel ( 12 ) with a cover ( 15 ) is provided. Einlegeteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (15) mittels Schweißen, Kleben, Löten oder Formschluss mit dem Einlegeteil (10, 110, 210) verbunden ist.Insert according to claim 2, characterized in that the cover ( 15 ) by welding, gluing, soldering or positive engagement with the insert ( 10 . 110 . 210 ) connected is. Einlegeteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Muldenbereich (13) für eine zumindest teilweise Muldengrundverstärkung (28) aufweist.Insert according to one of the preceding claims, characterized in that it has a trough area ( 13 ) for an at least partially trough base reinforcement ( 28 ) having. Einlegeteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es einen zusätzlichen Muldenbereich (13a) für eine Muldenrandverstärkung aufweist.Insert according to claim 1 or 2, characterized in that it has an additional trough area ( 13a ) for a bowl edge reinforcement. Einlegeteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Strukturen (129, 231) zur formschlüssigen Verbindung mit dem Kolben aufweist.Insert according to one of the preceding claims, characterized in that it has structures ( 129 . 231 ) for positive connection with the piston. Einlegeteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem faserverstärkten Werkstoff besteht.Insert according to one of the preceding claims, characterized in that it consists of a fiber-reinforced Material exists. Einlegeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es aus austenitischem Gusseisen besteht.Insert according to one of claims 1 to 7, characterized in that it is made of austenitic cast iron consists. Einlegeteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es einem Alfinierungsverfahren unterzogen ist.Insert according to claim 9, characterized that it is subjected to an alfination process. Einlegeteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Gießteil oder zumindest teilweise als Drehteil ausgebildet ist.Insert according to one of the preceding claims, characterized in that it as casting or at least is partially formed as a rotating part. Kolbenkopf (21, 121, 221) eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor, wobei der Kolbenkopf (21, 121, 221) mit einem eine Verbrennungsmulde (23) aufweisenden Kolbenboden (22), einem umlaufenden Feuersteg (24) und einer umlaufenden Ringpartie sowie einem in Höhe der Ringpartie angeordneten umlaufenden Kühlkanal (12) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenkopf (21, 121, 221) ein Einlegeteil (10, 110, 210) enthält, welches als einstückiges Bauteil ausgebildet ist und einen umlaufenden Kühlkanal (12) sowie einen Ringträger (25, 125, 225) aufweist.Piston head ( 21 . 121 . 221 ) of a piston for an internal combustion engine, wherein the piston head ( 21 . 121 . 221 ) with a combustion chamber ( 23 ) having piston head ( 22 ), a revolving flank ( 24 ) and an encircling ring section as well as a circumferential cooling channel ( 12 ), characterized in that the piston head ( 21 . 121 . 221 ) an insert ( 10 . 110 . 210 ), which is formed as a one-piece component and a circumferential cooling channel ( 12 ) as well as a ring carrier ( 25 . 125 . 225 ) having. Kolbenkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (12) in Richtung des Kolbenbodens (22) mit einer Abdeckung (15) versehen ist.Piston head according to claim 11, characterized in that the cooling channel ( 12 ) in the direction of the piston crown ( 22 ) with a cover ( 15 ) is provided. Kolbenkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (15) mittels Schweißen, Kleben oder Löten mit dem Einlegeteil (10, 110, 210) verbunden ist.Piston head according to claim 12, characterized in that the cover ( 15 ) by welding, gluing or soldering with the insert ( 10 . 110 . 210 ) connected is. Kolbenkopf nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (10, 110, 210) eine zumindest teilweise Muldengrundverstärkung (28) bildet.Piston head according to one of claims 11 to 13, characterized in that the insert part ( 10 . 110 . 210 ) an at least partially trough base reinforcement ( 28 ). Kolbenkopf nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (10, 110, 210) eine Muldenrandverstärkung bildet.Piston head according to one of claims 11 to 14, characterized in that the insert part ( 10 . 110 . 210 ) forms a trough edge reinforcement. Kolbenkopf nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenkopf (121, 211) und das Einlegeteil (110, 210) formschlüssig miteinander verbunden sind.Piston head according to one of claims 11 to 15, characterized in that the piston head ( 121 . 211 ) and the insert ( 110 . 210 ) are positively connected with each other. Kolbenkopf nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer Leichtmetalllegierung gegossen ist.Piston head according to one of claims 11 to 16, characterized in that it consists of a light metal alloy is poured. Kolben für einen Verbrennungsmotor, wobei der Kolben einen Kolbenkopf (21, 121, 221) aufweist, der mit einem eine Verbrennungsmulde (23) aufweisenden Kolbenboden (22), einem umlaufenden Feuersteg (24) und einer umlaufenden Ringpartie sowie einem in Höhe der Ringpartie angeordneten umlaufenden Kühlkanal (12) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben ein Einlegeteil (10, 110, 210) enthält, welches als einstückiges Bauteil ausgebildet ist und einen umlaufenden Kühlkanal (12) sowie einen Ringträger (25, 125, 225) aufweist.Piston for an internal combustion engine, the piston having a piston head ( 21 . 121 . 221 ) having a combustion recess ( 23 ) having piston head ( 22 ), a revolving flank ( 24 ) and an encircling ring section as well as a circumferential cooling channel ( 12 ), characterized in that the piston is an insert ( 10 . 110 . 210 ), which is designed as a one-piece component and a circumferential cooling channel ( 12 ) as well as a ring carrier ( 25 . 125 . 225 ) having. Kolben nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (12) in Richtung des Kolbenbodens (22) mit einer Abdeckung (15) versehen ist.Piston according to claim 18, characterized in that the cooling channel ( 12 ) in the direction of the piston crown ( 22 ) with a cover ( 15 ) is provided. Kolben nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (15) mittels Schweißen, Kleben, Löten oder Formschluss mit dem Einlegeteil (10, 110) verbunden ist.Piston according to claim 19, characterized in that the cover ( 15 ) by welding, gluing, soldering or positive engagement with the insert ( 10 . 110 ) connected is. Kolben nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (10, 110, 210) eine zumindest teilweise Muldengrundverstärkung (28) bildet.Piston according to one of claims 18 to 20, characterized in that the insert part ( 10 . 110 . 210 ) an at least partially trough base reinforcement ( 28 ). Kolben nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (10, 110, 210) eine Muldenrandverstärkung bildet.Piston according to one of claims 18 to 21, characterized in that the insert part ( 10 . 110 . 210 ) forms a trough edge reinforcement. Kolben nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben und das Einlegeteil (110, 210) formschlüssig miteinander verbunden sind.Piston according to one of claims 18 to 22, characterized in that the piston and the insert ( 110 . 210 ) are positively connected with each other. Kolben nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer Leichtmetalllegierung gegossen ist.Piston according to one of claims 18 to 23, characterized in that it consists of a light metal alloy is poured. Kolben nach einem der Ansprüche 18 bis 24, nämlich aus einer Aluminiumlegierung gegossener Kolben für Dieselmotoren.Piston according to one of claims 18 to 24, namely cast from an aluminum alloy piston for diesel engines.
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