DE102010051658A1 - Gusskolben mit Bolzenbohrungsschmierung und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

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Abstract

Ein Kolben weist einen einteiligen Kolbenkopf, vorzugsweise aus gegossenem Aluminium, mit einem Kühlölkanal auf, der von dem Kopf vollständig umgeben ist und sich innerhalb desselben befindet. Der Kolbenkopf weist eine Bolzenbohrung für einen Kolbenbolzen auf, die sich nicht mit dem Kühlölkanal schneidet. Die Bolzenbohrung ist dimensioniert, um einen im Wesentlichen gleichmäßigen Abstand zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kolbenkopf aufrechtzuerhalten. Der Kolbenkopf weist einen Durchgang auf, der sich von der Bolzenbohrung zu dem Kühlölkanal erstreckt, um zuzulassen, dass Kühlöl aus dem Kanal den Kolbenbolzen schmiert. Der Durchgang wird vorzugsweise gebohrt, nachdem der Kolbenkopf gegossen ist. Vorzugsweise weist die Bolzenbohrung keine Vertiefung an dem Durchgang auf. Ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens umfasst, dass der einteilige Kolbenkopf gegossen wird und ein Durchgang von der Bolzenbohrung zu dem Kühlölkanal gebohrt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen Kolben, der zur Schmierung einer Kolbenbolzenbohrung ausgebildet ist, und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Kolbenköpfe in Verbrennungs- und Dieselmotoren bewegen sich innerhalb der Motorzylinder zyklisch auf und ab, wobei sie sich sowohl durch Reibungswärme als auch Wärme von der Verbrennung im Inneren des Zylinders erwärmen. Kolbenköpfe weisen mitunter einen inneren Kühlkanal (d. h. einen Hohlraum in dem Kopf) auf, dem Kühlöl zugeführt wird, um den Kolbenkopf zu kühlen. Der Kolbenkopf ist mit einer Zylinderstange über einen Kolbenbolzen verbunden, der in einer Kolbenbolzenbohrung in dem Zylinderkopf verschachtelt ist. Der Kolbenbolzen rotiert teilweise innerhalb der Bolzenbohrung, wenn sich die Stange auf und ab bewegt. Die Bolzenbohrung ist manchmal beschichtet, um die Reibungswärme zu reduzieren.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein Kolben mit einem Kolbenbolzen ist mit einem einteiligen Kolbenkopf, vorzugsweise aus Aluminiumguss, versehen, der einen Kühlölkanal aufweist, welcher von dem Kopf vollständig umgeben ist und sich innerhalb desselben befindet. Der Kolbenkopf weist eine Bolzenbohrung für den Kolbenbolzen auf, die sich nicht mit dem Kühlölkanal schneidet. Die Bolzenbohrung ist dimensioniert, um einen im Wesentlichen gleichmäßigen Abstand (Zwischenraum) zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kolbenkopf aufrechtzuerhalten. Der Kolbenkopf weist einen Durchgang auf, der sich von der Bolzenbohrung zu dem Kühlölkanal erstreckt, um zuzulassen, dass Kühlöl aus dem Kanal den Kolbenbolzen schmiert. Der Durchgang wird vorzugsweise gebohrt, nachdem der Kolbenkopf gegossen ist. Die Bolzenbohrung ist im Wesentlichen zylindrisch und der Durchgang öffnet sich an dem im Wesentlichen gleichmäßigen Abstand zwischen dem Kolbenbolzen und der Kolbenbohrung. Die Bolzenbohrung weist vorzugsweise keine Vertiefung an dem Durchgang auf. Somit sind der Kühlölkanal, der Durchgang und der Zwischenraum dimensioniert, um Kühlöl in dem Kühlöldurchgang und dem Durchgang zu halten, wenn Kühlöl durch den Durchgang zu dem Zwischenraum strömt, um den Bolzen zu schmieren. Konstruktionen mit einer Vertiefung an dem Schnittpunkt der Bolzenbohrung und des Durchganges können zulassen, dass zu viel Öl aus dem Durchgang abläuft, was es schwierig macht, den Bolzen bei einer Motorinbetriebnahme entsprechend zu schmieren. Des Weiteren kann es der gebohrte Durchgang ermöglichen, dass der Kolbenkopf mit weniger Bearbeitungsschritten im Vergleich zu anderen Kolbenkopfkonstruktionen fertig gestellt wird, da es nicht erforderlich ist, einen ersten Durchgang von den Ölabstreifringen an dem Umfang des Kolbenkopfes zu bohren und dann einen weiteren Durchgang von der Bolzenbohrung zu bohren, der sich mit dem ersten Durchgang schneidet.
  • Bei einer Ausführungsform weist der Kolbenkopf einen Vorsprung auf, der die Bolzenbohrung entgegengesetzt zu dem Kühlölkanal teilweise definiert. Der Durchgang ist durch den Vorsprung gebohrt, sodass der Durchgang einen Abschnitt, der sich durch den Vorsprung hindurch erstreckt, und einen Abschnitt aufweist, der eine Verbindung mit dem Kühlölkanal herstellt.
  • Bei einer anderen Ausführungsform ist die Bolzenbohrung eine erste Bolzenbohrung und der Durchgang ist ein erster gebohrter Durchgang. Der Kolbenkopf weist eine vertiefte Öffnung und eine zweite Bolzenbohrung auf, die mit der ersten Bolzenbohrung koaxial und von der ersten Bolzenbohrung durch die vertiefte Öffnung beabstandet ist. Der Kolbenkopf weist einen zweiten gebohrten Durchgang auf, der sich von der zweiten Bolzenbohrung zu dem Kühlölkanal erstreckt, um zuzulassen, dass Kühlöl aus dem Kanal den Kolbenbolzen schmiert. Die zweite Bolzenbohrung ist auch durch das Nichtvorhandensein irgendeiner Vertiefung an dem zweiten gebohrten Durchgang gekennzeichnet.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbenkopfes für einen Benzinmotor umfasst, dass ein Salzkern in einem Werkzeughohlraum für einen Kolbenkopf angeordnet wird. Es wird ein einteiliger Kolbenkopf mit einer Kolbenbolzenbohrung gegossen, indem der Werkzeughohlraum mit einer Aluminiumlegierung gefüllt wird. Der Salzkern wird entfernt, um einen Kühlölkanal in dem Kolbenkopf herzustellen. Es wird ein Durchgang von der Kolbenbolzenbohrung zu dem Kühlölkanal gebohrt, sodass Öl von dem Kühlölkanal zu der Bolzenbohrung fließen wird. Der Salzkern gestattet es, den Durchgang als ein Teil zu gießen, wobei zusätzliche Montage- und Schweißschritte vermieden werden, die mit mehrteiligen Stahlkolbenköpfen typischerweise erforderlich sind.
  • Die oben stehenden Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der besten Arten, die Erfindung auszuführen, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ohne weiteres verständlich.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform eines Kolbenkopfes;
  • 2 ist eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform eines Kolbenkopfes;
  • 3 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Werkzeuganordnung und eines Salzkerns, die bei der Herstellung des Kolbenkopfes von 1 verwendet werden; und
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung der Kolbenköpfe der 1 und 2 veranschaulicht.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugsziffern in den verschiedenen Darstellungen durchweg gleiche Komponenten bezeichnen, zeigt 1 einen Kolben 10, der einen einteiligen Kolbenkopf 12 umfasst, welcher zur Bewegung mit einer Kolbenstange 14 durch einen Kolbenbolzen 16 verbunden ist. Zur besseren Darstellung des Kolbenkopfes 12 sind die Kolbenstange 14 und der Kolbenbolzen 16 gestrichelt gezeigt. Der Kolbenbolzen 16 ist allgemein zylindrisch mit einer Mittelachse A. Die Kolbenstange 14 und der Kolbenbolzen 16 sind durch ein beliebiges bekanntes Mittel verbunden.
  • Der Kolbenkopf 12 ist ein einteiliger Aluminiumlegierungsguss. Die im Wesentlichen zylindrische erste und zweite Kolbenbolzenbohrung 18A, 18B sind in den Kopf 12 gegossen und können maschinell zu einer glatten Innenfläche 20 gearbeitet sein. Die Kolbenbohrungen 18A, 18B sind axial miteinander um die Mittelachse A herum ausgerichtet, welche die Mittelachse sowohl des Bolzens 16 als auch der Bohrungen 18A, 18B ist. Der Kolbenbolzen 16 und die Bolzenbohrungen 18A, 18B sind dimensioniert, um einen im Wesentlichen gleichmäßigen Abstand 22 zwischen dem Bolzen 16 und der Fläche 20 der Bohrungen 18A, 18B aufrechtzuerhalten. Die Kolbenbohrungen 18A, 18B sind durch eine vertiefte Öffnung 23, die in den Kopf 12 gegossen ist, voneinander beabstandet. Die vertiefte Öffnung 23 ist der Bereich, wo die Stange 14 eine Verbindung mit dem Bolzen 16 herstellt.
  • Ein allgemein ringförmiger Kühlölkanal 24 ist innerhalb des Kopfes 12 eingeschlossen, wobei er in der Darstellung von 1 oberhalb der Bohrungen 18A, 18B liegt und sich nicht mit den Bohrungen 18A, 18B schneidet. Der Kühlölkanal 20 weist einen Einlass und einen Auslass auf, die in 1 nicht gezeigt, in 3 jedoch zu sehen sind und positioniert sind, um Kühlöl aufzunehmen, das aus einer Düse innerhalb der vertieften Öffnung 23 versprüht wird. Somit füllt Kühlöl zumindest teilweise den Kühlölkanal 24, und es fließt dort hindurch, um den umgebenden Aluminiumguss zu kühlen. Der Kühlölkanal 24 ist vorzugsweise gemäß dem Verfahren von 4 mittels eines Salzkerns gebildet.
  • Vor dem Einsetzen des Bolzens 16 und der Stange 14 werden von einem Bohrer, der zu der Bohrposition durch einen offenen unteren Abschnitt 28 der vertieften Öffnung 23 Zugang hat, ein erster gebohrter Durchgang 26A und ein zweiter gebohrter Durchgang 26B von der jeweiligen Bolzenbohrung 18A, 18B zu dem Kühlölkanal 24 gebohrt. Der Eintritt der gebohrten Durchgänge 26A, 26B an den Bolzenbohrungen 18A, 18B befindet sich an der allgemein zylindrischen Innenfläche 20 in demselben Abstand 22 von dem Bolzen 16 ohne jegliche zusätzliche Vertiefung in den Bolzenbohrungen 18A, 18B an den Durchgängen 26A, 26B. Die Durchgänge 26A, 26B und der Zwischenraum 22 sind dimensioniert, um sicherzustellen, dass etwas Kühlöl in den Durchgängen 26A, 26B bleibt, das um den Zwischenraum herum verteilt werden soll, wenn sich der Bolzen 16 bewegt, sodass der Bolzen 16 während des Betriebes und bei einer Motorinbetriebnahme geschmiert wird, im Gegensatz zu Konstruktionen mit einer zusätzlichen Vertiefung an den Durchgängen 26A, 26B, die bewirkt, dass sich Öl sofort aus den Durchgängen 26A, 26 verteilt.
  • Die Konstruktion des Kolbens 10 ist auch Konstruktionen überlegen, die Kühlöl von dem Bereich der Dichtringkanäle 30 an der Außenfläche des Kopfes 12 zu den Kolbenbohrungen bereitstellen. Solche Konstruktionen erfordern zwei gebohrte Durchgänge für jede Kolbenbohrung, einen ersten gebohrten Durchgang von dem Dichtringkanal 30 nach innen bis genau über der Bohrung zwischen dem Kühlölkanal und der Bohrung, und dann einen weiteren gebohrten Durchgang von der Bohrung nach oben, der sich mit dem ersten Durchgang schneidet. Solche Konstruktionen weisen aufgrund der zwei separaten gebohrten Durchgänge, die erforderlich sind, nicht nur einen zusätzlichen Bearbeitungsschritt auf, sondern der Zylinderkopf muss zwischen dem Kühlölkanal und den Bohrungen ausreichend dick sein, um strukturell einwandfrei zu bleiben, um zuzulassen, dass an dieser Stelle ein Durchgang gebohrt wird. Somit erfordern solche Konstruktionen größere und schwerere Köpfe, was die Kraftstoffökonomie und den Unterbringungsraum reduziert.
  • Darüber hinaus ist der Kolben 10 Kolbenkonstruktionen überlegen, die einen mehrteiligen Kopf erfordern, um den Kühlölkanal zu bilden, wobei ein Abschnitt des Kanals durch ein erstes Teil gebildet ist und ein zweites Teil an das erste Teil geschweißt ist, um den Kanal zu umschließen. Der mittels eines Salzkerns gebildete Kühlölkanal 24 ermöglicht eine präzise konstruierte Kanalform in einem einteiligen Kopf 12.
  • Unter Bezugnahme auf 2 ist eine weitere Ausführungsform eines Kolbens 110 mit einem einteiligen Aluminiumlegierungsgusskopf 112 gezeigt. Der Kolbenkopf 112 weist einen Kühlölkanal 124 auf, der gemäß dem Verfahren von 4 vorzugsweise mittels eines Salzkerns gebildet wird. Des Weiteren weist der Kolbenkopf 112 eine Kolbenbolzenbohrung 118 auf, die in den Kopf 112 gegossen ist. Die Kolbenbolzenbohrung 118 ist allgemein zylindrisch mit einer maschinell bearbeiteten Innenfläche 120. Ein allgemein zylindrischer Kolbenbolzen 116 ist in der Bohrung angeordnet und an einer Kolbenstange (nicht gezeigt) für eine Hubbewegung in einem Zylinder eines Benzinmotors angebracht. Der Kolbenbolzen 116 und die Bohrung 118 sind ausgebildet, um einen im Wesentlichen gleichmäßigen Abstand 122 aufrechtzuerhalten. Der Kopf 112 weist eine Vorsprung 132 auf, der einen unteren Abschnitt der Bolzenbohrung 118 bildet. Es wird ein Durchgang 118 gebohrt, indem ein Bohrer unter dem Vorsprung 132 positioniert und bis zu dem Kühlölkanal 124 durchgebohrt wird. Somit verläuft ein Abschnitt 118A des Durchganges 118 durch den Vorsprung 132 hindurch. Durch Positionieren des Durchgangs, wie gezeigt ist, wird das Bohren einfacher gemacht. Im Vergleich mit Konstruktionen, die Öl von dem Dichtringkanal 130 der Bolzenbohrung zuführen, wird ein Bearbeitungsschritt vermieden, da diese zwei gebohrten Durchgänge erfordern, einen ersten gebohrter Durchgang nach innen von dem Dichtringkanal 130 zu dem Kühlölkanal und dann einen weiteren gebohrten Durchgang von der Bolzenbohrung nach oben, der sich mit dem ersten Durchgang schneidet. Außerdem muss der Zylinderkopf 12 von solchen Konstruktionen an der Stelle der gebohrten Durchgänge nicht so dick sein. Darüber hinaus ist der Kolben 110 Kolbenkonstruktionen überlegen, die einen mehrteiligen Kopf erfordern, um den Kühlölkanal zu bilden, wobei ein Abschnitt des Kanals durch einen ersten Teil und einen zweiten Teil, der an den ersten Teil geschweißt ist, um den Kanal zu umschließen, gebildet ist. Der mittels eines Salzkerns gebildete Kühlölkanal 124 ermöglicht eine präzise konstruierte Kanalform in einem einteiligen Kopf 112.
  • Unter Bezugnahme auf 3 ist eine Werkzeuganordnung 200 gezeigt, die zum Gießen des einteiligen Kolbenkopfes 12 von 1 verwendet werden kann. Eine im Wesentlichen ähnliche Werkzeuganordnung mit verschieden geformten Werkzeugen würde auf dieselbe Weise verwendet werden, wie mit Bezug auf die Werkzeuganordnung 200 und den Kopf 12 beschrieben ist, um den einteiligen Kopf 112 zu gießen. Die Werkzeuganordnung 200 umfasst ein oberes Werkzeug 202 und ein unteres Werkzeug 204, die ausgebildet sind, um einen Werkzeughohlraum 206 zu bilden, wenn die Werkzeuge 202, 204 geschlossen sind, wie gezeigt. Ein Abschnitt 205 des unteren Werkzeuges 204 erstreckt sich in die und aus der Ebene des Zeichnungsblattes und wird die Bolzenbohrung 18A, 18B bilden, wenn der Kolbenkopf 12 gegossen ist. Die Werkzeuge 202, 204 können jeweils mehr als ein Teil aufweisen, die zusammengesetzt werden, um die Form zu bilden, die erforderlich ist, um den Gusskolbenkopf 12 zu ergeben. Fachleute werden ohne weiteres die verschiedenen Möglichkeiten erkennen, um Werkzeuge zu konstruieren, um die Form des Kolbenkopfes 12 vorzusehen.
  • Es werden Stifte 208 an dem unteren Werkzeug 204 befestigt. Ein Salzkern 210 wird in dem Hohlraum 206 angeordnet, indem der Salzkern 210 auf den Stiften 208 positioniert wird, sodass sie innerhalb des Hohlraumes 206 effektiv aufgehängt sind. Dann werden die Werkzeuge 202, 204 geschlossen und eine Aluminiumlegierung wird durch einen Einlass 212 eingegossen, um den einteiligen Kolbenkopf 12 von 1 zu gießen. Dann werden die Werkzeuge 202, 204 geöffnet und der Gusskopf 12 wird aus den Werkzeugen 202, 204 entfernt. Dann wird der Salzkern 210 entfernt, indem Wasser durch Öffnungen gesprüht wird, die gebildet werden, wenn die Aluminiumlegierung um die Stifte 208 herum gegossen wird, und der Kopf 12 wird aus der Werkzeuganordnung 200 entfernt, wobei die Stifte 208 in der Werkzeuganordnung 200 bleiben. Das Wasser dient dazu, den Salzkern 210 aufzulösen, um den Kühlölkanal 24 an dessen Stelle zu hinterlassen.
  • Unter Bezugnahme auf 4 ist ein Verfahren 300 zur Herstellung des einteiligen Kolbenkopfes 12 von 1 unter Verwendung der Werkzeuganordnung 200 von 3 gezeigt. Das Verfahren 300 trifft gleichermaßen für die Herstellung des Kolbenkopfes 112 zu. Das Verfahren 300 beginnt mit Schritt 302, wobei der Salzkern 210 in dem Werkzeughohlraum 206 angeordnet wird. Das Verfahren 300 schreitet dann zu Schritt 304 weiter, wobei der einteilige Kolbenkopf 12 mit den Bolzenbohrungen 18A, 18B gegossen wird. Als Nächstes wird in Schritt 306 der Salzkern 210 entfernt, um den Kühlölkanal 24 herzustellen.
  • In Schritt 308 werden die Durchgänge 26A, 26B von den jeweiligen Bolzenbohrungen 18A, 18B zu dem Kühlölkanal 24 gebohrt. Das Bohren wird unter einem geeigneten Winkel von den Bohrungen 18A, 18B weg durchgeführt, sodass nur ein Bohrschritt für jeden Durchgang 26A, 26B erforderlich ist. Es gibt keine Vertiefungen in den Bolzenbohrungen 18A, 18B, wo sich die gebohrten Durchgänge 26A, 26B mit den Bolzenbohrungen 18A, 18B schneiden. In Schritt 310 wird die Fläche 20 der Bolzenbohrungen 18A, 18B maschinell bearbeitet, sodass ein im Wesentlichen gleichmäßiger Abstand 22 um den Bolzen 16 herum in den Bohrungen 18A, 18B bereitgestellt wird. Die Konfiguration der Durchgänge 26A, 26B und der Bohrungen 18A, 18B ohne Vertiefungen wird sicherstellen, dass bei einer Motorinbetriebnahme etwas Kühlöl zum Schmieren des Bolzens 16 in den Durchgängen 26A, 26B bleibt.
  • Während die besten Arten, die Erfindung auszuführen, im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute auf dem Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen erkennen, um die Erfindung innerhalb des Umfanges der beiliegenden Ansprüche praktisch umzusetzen.

Claims (10)

  1. Kolben mit einem Kolbenbolzen, welcher umfasst: einen einteiligen Kolbenkopf, der einen Kühlölkanal aufweist, der von dem Kopf vollständig umgeben ist und sich innerhalb desselben befindet; wobei der Kolbenkopf eine Bolzenbohrung für den Kolbenbolzen aufweist, die sich nicht mit dem Kühlölkanal schneidet; wobei die Bolzenbohrung dimensioniert ist, um einen im Wesentlichen gleichmäßigen Abstand zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kolbenkopf aufrechtzuerhalten; und wobei der Kolbenkopf einen Durchgang aufweist, der sich von der Bolzenbohrung zu dem Kühlölkanal erstreckt, um zuzulassen, dass Kühlöl aus dem Kanal den Kolbenbolzen schmiert.
  2. Kolben nach Anspruch 1, wobei der Kolbenkopf einen Vorsprung aufweist, der die Bolzenbohrung entgegengesetzt zu dem Kühlölkanal teilweise definiert; und wobei sich ein Abschnitt des Durchganges durch den Vorsprung hindurch erstreckt.
  3. Kolben nach Anspruch 1, wobei die Bolzenbohrung eine erste Bolzenbohrung ist und der Durchgang ein erster gebohrter Durchgang ist; wobei der Kolbenkopf eine vertiefte Öffnung und eine zweite Bolzenbohrung aufweist, die mit der ersten Bolzenbohrung koaxial ist und von der ersten Bolzenbohrung durch die vertiefte Öffnung beabstandet ist; wobei der Kolbenkopf einen zweiten gebohrten Durchgang aufweist, der sich von der zweiten Bolzenbohrung zu dem Kühlölkanal erstreckt, um zuzulassen, dass Kühlöl aus dem Kanal den Kolbenbolzen schmiert.
  4. Kolben nach Anspruch 1, wobei der Kolben einen Dichtkanal aufweist, der den einteiligen Kopf umschreibt und mit der Bohrung und dem Durchgang nicht in Fluidverbindung steht.
  5. Kolben nach Anspruch 1, wobei der Kolbenkopf ein Aluminiumguss ist und der Kühlölkanal mittels eines Salzkerns gebildet ist.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Kolbenkopfes für einen Benzinmotor, welches umfasst, dass: ein Salzkern in einem Werkzeughohlraum für einen Kolbenkopf angeordnet wird; ein einteiliger Kolbenkopf mit einer Gusskolbenbolzenbohrung gegossen wird, indem der Werkzeughohlraum mit einer Aluminiumlegierung gefüllt wird; der Salzkern entfernt wird, um einen Kühlölkanal in dem Kolbenkopf herzustellen; und ein Durchgang von der Kolbenbolzenbohrung zu dem Kühlölkanal gebohrt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, welches ferner umfasst, dass: die Fläche der Kolbenbolzenbohrung in dem Kolbenkopf maschinell zu einem im Wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser gearbeitet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Bohren durch einen Vorsprung des Kolbenkopfes um die Kolbenbolzenbohrung herum erfolgt und sich durch die Kolbenbolzenbohrung hindurch erstreckt.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Anordnen eines Salzkernes umfasst, dass der Salzkern an Pflöcken angeordnet wird, die innerhalb des Werkzeughohlraumes angebracht sind.
  10. Verfahren zur Herstellung eine Kolbenkopfes für einen Benzinmotor, welches umfasst, dass: ein einteiliger Kolbenkopf gegossen wird, der eine erste und eine zweite axial ausgerichtete Gusskolbenbolzenbohrung aufweist, die durch eine vertiefte Öffnung dazwischen beabstandet sind; wobei der Kolbenkopf einen mittels eines Salzkerns gebildeten Kühlölkanal aufweist, der sich nicht mit den Kolbenbolzenbohrungen schneidet; und ein erster Durchgang und ein zweiter Durchgang von der ersten Kolbenbolzenbohrung bzw. der zweiten Kolbenbolzenbohrung zu dem Kühlölkanal gebohrt wird, indem der Zugang zu den Bolzenbohrungen an der vertieften Öffnung erfolgt; wobei das Bohren an im Wesentlichen zylindrischen Abschnitten der Bohrungen erfolgt, um so einen im Wesentlichen gleichmäßigen Abstand um einen Kolbenbolzen herum herzustellen, der sich axial durch die Bohrungen hindurch erstreckt.
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US12/625,602 2009-11-25

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CN (1) CN102155325B (de)
DE (1) DE102010051658A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011086411A1 (de) * 2011-11-15 2013-05-16 Mahle International Gmbh Gießform für einen Kolben

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8863647B2 (en) * 2011-05-04 2014-10-21 GM Global Technology Operations LLC Oil gallery piston with improved thermal conductivity
DE102011076455A1 (de) * 2011-05-25 2012-11-29 Mahle International Gmbh Gießkern zur Bildung eines Kühlkanals in einem Kolben
DE102011106655A1 (de) * 2011-07-05 2013-01-10 Mahle International Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor
WO2014047123A1 (en) * 2012-09-18 2014-03-27 Federal-Mogul Corporation Steel piston with counter-bore design
JP6254368B2 (ja) * 2013-06-03 2017-12-27 マーレエンジンコンポーネンツジャパン株式会社 内燃機関用ピストンおよびそのピン穴の加工方法
US10487772B2 (en) * 2014-12-02 2019-11-26 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Piston for internal combustion engine, and production method and production device for piston for internal combustion engine
US10584659B2 (en) * 2015-03-23 2020-03-10 Tenneco Inc Robust, lightweight, low compression height piston and method of construction thereof
US10036346B2 (en) 2015-09-10 2018-07-31 Ford Global Technologies, Llc Lubrication circuit and method of forming

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0972215A (ja) * 1995-09-04 1997-03-18 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関のピストン冷却装置
JPH09126050A (ja) * 1996-08-27 1997-05-13 Unisia Jecs Corp 内燃機関用ピストンの製造方法
US6513477B1 (en) * 2001-09-19 2003-02-04 Federal-Mogul World Wide, Inc. Closed gallery piston having pin bore lubrication
KR20040040919A (ko) * 2002-11-08 2004-05-13 현대자동차주식회사 디젤엔진용 갤러리 쿨링 피스톤
CN1943915A (zh) * 2005-10-08 2007-04-11 山东滨州渤海活塞股份有限公司 以液态挤压铸造工艺铸造带有内冷通道的活塞毛坯的方法
CN201050413Y (zh) * 2007-05-26 2008-04-23 潍柴动力股份有限公司 一种发动机活塞

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011086411A1 (de) * 2011-11-15 2013-05-16 Mahle International Gmbh Gießform für einen Kolben

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Publication number Publication date
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