DE102011106554A1

DE102011106554A1 - Piston for an internal combustion engine and method for its production

Info

Publication number: DE102011106554A1
Application number: DE201110106554
Authority: DE
Inventors: Hakan Kahraman
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2013-01-10
Also published as: WO2013004219A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben (10) für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenoberteil (11) und einem Kolbenunterteil (12), wobei das Kolbenoberteil (11) an seiner dem Kolbenunterteil (12) zugewandten Seite einen mit mindestens einem Halteelement versehenen axial angeordneten Bolzen (25) aufweist und wobei das Kolbenunterteil (12) an seiner dem Kolbenoberteil (11) zugewandten Seite ein Stützelement aufweist, an welchem sich das mindestens eine Halteelement abstützt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Halteelement (26) in Richtung des Kolbenunterteils (12) verjüngt ausgebildet ist und eine um den Bolzen (25) umlaufende Halteschulter (26a) aufweist, dass das Stützelement mindestens zwei in radialer Richtung elastisch ausgebildete Sperrelemente (28) aufweist, die sich auf der Halteschulter (26a) abstützen, und dass das Halteelement (26) gegenüber den mindestens zwei Sperrelementen (28) plastisch verformt ist, derart, dass Kolbenoberteil (11) und Kolbenunterteil (12) unter Vorspannung miteinander verriegelt sind. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kolbens (10).The present invention relates to a piston (10) for an internal combustion engine, having a piston upper part (11) and a piston lower part (12), wherein the piston upper part (11) on its side facing the piston lower part (12) has an axially arranged bolt provided with at least one retaining element (25) and wherein the lower piston part (12) on its side facing the piston upper part (11) has a support element on which the at least one retaining element is supported. According to the invention, provision is made for the retaining element (26) to be tapered in the direction of the piston lower part (12) and for a retaining shoulder (26a) encircling the bolt (25) to have at least two locking elements (28) which are elastically formed in the radial direction , which are supported on the retaining shoulder (26a), and that the holding element (26) against the at least two locking elements (28) is plastically deformed, such that the piston upper part (11) and lower piston part (12) are locked together under prestress. The present invention further relates to a method for producing such a piston (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenoberteil und einem Kolbenunterteil, wobei das Kolbenoberteil an seiner dem Kolbenunterteil zugewandten Seite einen mit mindestens einem Halteelement versehenen axial angeordneten Bolzen aufweist und wobei das Kolbenunterteil an seiner dem Kolbenoberteil zugewandten Seite ein Stützelement aufweist, an welchem sich das mindestens eine Halteelement abstützt. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kolbens.The present invention relates to a piston for an internal combustion engine, having a piston upper part and a piston lower part, wherein the piston upper part has on its side facing the piston lower part an axially arranged bolt provided with at least one retaining element and wherein the piston lower part has a support element on its side facing the piston upper part, at which the at least one retaining element is supported. The present invention further relates to a method of manufacturing such a piston.

Ein gattungsgemäßer Kolben ist in der WO 2006/060987 A1 offenbart. Dieser Kolben setzt sich zusammen aus einem Kolbenoberteil und einem Kolbenunterteil. Das Kolbenoberteil ist mittels eines Bajonettverschlusses mit dem Kolbenunterteil verbunden. Mit Hilfe einer am Kolbenunterteil angebrachten Auflage wird in montiertem Zustand eine dauerhafte Vorspannung auf das Kolbenoberteil ausgeübt.A generic piston is in the WO 2006/060987 A1 disclosed. This piston is composed of a piston upper part and a piston lower part. The upper piston part is connected by means of a bayonet lock with the lower piston part. With the help of a mounted on the piston base pad a permanent bias is exerted on the piston upper part in the assembled state.

Problematisch hierbei ist es, dass das Kolbenoberteil und das Kolbenunterteil lediglich über eine Verrastung miteinander verbunden sind. Es besteht die Gefahr, dass diese Verrastung sich aufgrund der hohen mechanischen Anforderungen im Motorbetrieb lösen kann.The problem here is that the upper piston part and the lower piston part are connected to each other only via a latch. There is a risk that this locking can be solved due to the high mechanical requirements in engine operation.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen gattungsgemäßen Kolben und ein Verfahren zu seiner Herstellung so weiterzuentwickeln, dass eine zuverlässig feste Verbindung von Kolbenoberteil und Kolbenunterteil gewährleistet ist.The object of the present invention is to develop a generic piston and a method for its production so that a reliable solid connection of piston upper part and lower piston part is ensured.

Die Lösung besteht darin, dass das Halteelement eine um den Bolzen umlaufende Halteschulter aufweist, dass das Stützelement mindestens zwei in radialer Richtung elastisch ausgebildete Sperrelemente aufweist, die sich auf der Halteschulter abstützen, und dass das Halteelement gegenüber den mindestens zwei Sperrelementen plastisch verformt ist, derart, dass Kolbenoberteil und Kolbenunterteil unter Vorspannung miteinander verriegelt sind.The solution consists in that the holding element has a retaining shoulder circulating around the bolt, that the support element has at least two elastically formed in the radial direction locking elements, which are supported on the retaining shoulder, and that the retaining element against the at least two locking elements is plastically deformed, such in that the upper part of the piston and the lower part of the piston are locked together under pretension.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor, wobei der Kolben mit ein Kolbenoberteil und ein Kolbenunterteil aufweist, wobei das Kolbenoberteil an seiner dem Kolbenunterteil zugewandten Seite einen mit mindestens einem Halteelement versehenen axial angeordneten Bolzen aufweist und wobei das Kolbenunterteil an seiner dem Kolbenoberteil zugewandten Seite ein Stützelement aufweist, an welchem sich das mindestens eine Halteelement abstützt, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: a) Bereitstellen eines Kolbenoberteils oder eines Rohlings hiervon, wobei das Halteelement vom Kolbenoberteil abgekehrt verjüngt ausgebildet sowie mit einer um den Bolzen umlaufenden Halteschulter versehen wird, b) Bereitstellen eines Kolbenunterteils oder eines Rohlings hiervon, wobei dass das Stützelement in Form mindestens zweier in radialer Richtung elastisch ausgebildeter Sperrelemente ausgebildet wird, die eine zentrale Öffnung begrenzen, c) Verbinden von Kolbenoberteil und Kolbenunterteil bzw. Verbinden ihrer Rohlinge, indem das Halteelement durch die zentrale Öffnung getrieben wird, derart, dass die Halteschulter des Halteelements die mindestens zwei Sperrelemente hintergreift, d) Plastisches Verformen des Halteelements, derart, dass die mindestens zwei Sperrelemente sich unter Vorspannung auf der Halteschulter des Halteelements abstützen, so dass eine Verriegelung zwischen Kolbenoberteil und Kolbenunterteil gebildet wird, e) ggf. Fertigbearbeiten zum erfindungsgemäßen Kolben.The present invention further provides a method for producing a piston for an internal combustion engine, the piston having a piston upper part and a piston lower part, wherein the piston upper part has on its side facing the piston lower part an axially arranged bolt provided with at least one retaining element and wherein the piston lower part on its side facing the piston upper part, a support element, on which the at least one holding element is supported, characterized by the following method steps: a) providing a piston upper part or a blank thereof, wherein the holding element facing away from the piston top tapered and formed with a circumferential around the bolt Holding shoulder is provided, b) providing a piston lower part or a blank thereof, wherein that the support member is formed in the form of at least two elastically formed in the radial direction locking elements, which has a z delimiting entrale opening, c) connecting the upper piston part and lower piston part or connecting their blanks by the holding member is driven through the central opening, such that the retaining shoulder of the retaining element engages behind the at least two locking elements, d) plastic deformation of the retaining element, such that the at least two locking elements are supported under prestress on the retaining shoulder of the retaining element, so that a lock is formed between piston upper part and piston lower part, e) if necessary finish machining for the piston according to the invention.

Der erfindungsgemäße Kolben zeichnet sich dadurch aus, dass auch unter den hohen mechanischen Anforderungen im Motorbetrieb eine ausreichende Vorspannung und damit eine ausreichende Flächenpressung zwischen dem Kolbenoberteil und dem Kolbenunterteil gewährleistet sind. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass durch die plastische Verformung des Halteelements eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Halteelement des Kolbenoberteils und dem Stützelement des Kolbenunterteils hergestellt wird, so dass das Stützelement keine wesentliche Auslenkung in Richtung des Kolbenoberteils erfährt. Das bedeutet, dass die Vorspannung und damit die Flächenpressung im Bereich der Auflageflächen von Kolbenoberteil und Kolbenunterteil maßgenau und zuverlässig eingestellt werden können und auch im Motorbetrieb im Wesentlichen konstant bleiben. Insbesondere über die Auslegung der Stichmaße der Auflageflächen von Kolbenoberteil und Kolbenunterteil kann die Vorspannung gezielt bemessen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ferner sehr einfach und kostengünstig zu realisieren.The piston according to the invention is characterized in that even under the high mechanical requirements in engine operation sufficient preload and thus a sufficient surface pressure between the piston upper part and the piston lower part are ensured. This object is achieved in that a positive connection between the holding element of the piston upper part and the support member of the piston lower part is made by the plastic deformation of the holding element, so that the support element undergoes no significant deflection in the direction of the piston upper part. This means that the preload and thus the surface pressure in the area of the bearing surfaces of piston upper part and piston lower part can be adjusted accurately and reliably and remain substantially constant even during engine operation. In particular, the interpretation of the pitch dimensions of the bearing surfaces of the piston upper part and piston lower part, the bias voltage can be targeted. The inventive method is also very easy and inexpensive to implement.

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

Das Halteelement wird zweckmäßigerweise gegenüber den mindestens zwei Sperrelementen verstemmt, d. h. radial und axial auseinandergetrieben, um auf einfache Weise eine besonders zuverlässige Verriegelung unter Einhaltung einer konstanten Vorspannung zu erzielen.The holding element is expediently caulked against the at least two blocking elements, d. H. radially and axially split apart in order to achieve a particularly reliable locking while maintaining a constant bias in a simple manner.

Die mindestens zwei Sperrelemente weisen vorzugsweise jeweils einen elastisch ausgebildeten Wandteil auf, an dessen freiem Ende eine Sperrnase vorgesehen ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders feste Verbindung zwischen Halteelement und Stützelement, wobei eine Auslenkung des Stützelements in Richtung des Kolbenoberteils besonders zuverlässig vermieden wird.The at least two locking elements preferably each have an elastically formed wall part, at the free end of a locking lug is provided. This embodiment allows a particularly strong connection between the holding element and support element, wherein a deflection of the support member in the direction of the piston upper part is particularly reliably avoided.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Kolbenunterteil einen äußeren umlaufenden Falz auf, der in eine im Kolbenoberteil ausgebildete äußere umlaufende Ausnehmung eingreift. Diese Ausgestaltung stellt eine zusätzliche Zentrierung zwischen Kolbenoberteil und Kolbenunterteil dar.In a particularly preferred embodiment, the lower piston part has an outer circumferential fold, which engages in an outer circumferential recess formed in the piston upper part. This embodiment represents an additional centering between piston upper part and piston lower part.

Besonders bevorzugt wird das Kolbenunterteil vor dem Verbinden mit dem Kolbenoberteil erwärmt. Dann können in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der äußere umlaufende Falz des Kolbenunterteils und die äußere umlaufende Ausnehmung des Kolbenoberteils so bemessen sein, dass das Kolbenunterteil im Zuge seiner Abkühlung auf das Kolbenoberteil aufgeschrumpft wird, so dass eine zusätzliche kraftschlüssige Verbindung zwischen Kolbenoberteil und Kolbenunterteil hergestellt ist.Particularly preferably, the lower piston part is heated before connecting to the upper piston part. Then, in a further advantageous embodiment of the invention, the outer circumferential fold of the piston lower part and the outer circumferential recess of the piston upper part be dimensioned so that the lower piston part is shrunk in the course of its cooling on the piston upper part, so that produced an additional frictional connection between piston upper part and piston lower part is.

Das Kolbenoberteil und das Kolbenunterteil bilden vorzugsweise einen äußeren umlaufenden Kühlkanal. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die mindestens zwei Sperrelemente an einem inneren Bodenelement angeordnet, derart, dass das Kolbenoberteil und das Kolbenunterteil einen inneren Kühlraum bilden.The piston upper part and the piston lower part preferably form an outer circumferential cooling channel. In a further preferred embodiment, the at least two blocking elements are arranged on an inner bottom element, such that the upper piston part and the lower piston part form an inner cooling space.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es insbesondere, das Kolbenoberteil und/oder das Kolbenunterteil als Fertigteile herzustellen, vorzugsweise zu schmieden, so dass eine spanabhebende Fertigbearbeitung nach dem Verbinden von Kolbenoberteil und Kolbenunterteil vermieden wird.The inventive method makes it possible in particular to produce the piston upper part and / or the lower piston part as finished parts, preferably to forge, so that a machining finishing after connecting piston upper part and lower piston part is avoided.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung:An embodiment of the invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. In a schematic, not to scale representation:

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens im Schnitt; 1 an embodiment of a piston according to the invention in section;

2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in 1. 2 a section along the line II-II in 1 ,

Die 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens 10. Der erfindungsgemäße Kolben 10 setzt sich zusammen aus einem Kolbenoberteil 11 und einem Kolbenunterteil 12, die im Ausführungsbeispiel aus einem Stahlwerkstoff geschmiedet sind. Das Kolbenoberteil 11 weist eine Verbrennungsmulde 13 und eine Seitenwand mit einem umlaufenden Feuersteg 14 und einer umlaufenden Ringpartie 15 mit Ringnuten zur Aufnahme von Kolbenringen (nicht dargestellt) auf. Das Kolbenunterteil 12 weist einen Kolbenschaft 16 mit Naben 17 zur Aufnahme eines Kolbenbolzens (nicht dargestellt) in Nabenbohrungen 18 auf. Das Kolbenoberteil 11 und das Kolbenunterteil 12 bilden einen umlaufenden äußeren Kühlkanal 19.The 1 and 2 show an embodiment of a piston according to the invention 10 , The piston according to the invention 10 consists of a piston upper part 11 and a piston bottom 12 , which are forged in the embodiment of a steel material. The piston upper part 11 has a combustion bowl 13 and a side wall with a revolving fireproof 14 and a circumferential ring section 15 with annular grooves for receiving piston rings (not shown). The piston lower part 12 has a piston stem 16 with hubs 17 for receiving a piston pin (not shown) in hub bores 18 on. The piston upper part 11 and the piston lower part 12 form a circumferential outer cooling channel 19 ,

Das Kolbenoberteil 11 weist ein umlaufendes inneres Auflageelement 21 mit einer Auflagefläche 21a auf, während das Kolbenunterteil 12 ein hierzu korrespondierendes inneres Auflageelement 22 mit einer Auflagefläche 22a aufweist. Im zusammengebauten Zustand sind das Kolbenoberteil 11 und das Kolbenunterteil 12 so zueinander ausgerichtet, dass die umlaufenden inneren Auflageelemente 21, 22 von Kolbenoberteil 11 und Kolbenunterteil 12 mit ihren Auflageflächen 21a, 22a aufeinander liegen.The piston upper part 11 has a circumferential inner support element 21 with a support surface 21a on while the piston bottom 12 a corresponding thereto inner support element 22 with a support surface 22a having. When assembled, the piston upper part 11 and the piston lower part 12 aligned with each other so that the circumferential inner support elements 21 . 22 from piston top 11 and piston base 12 with their contact surfaces 21a . 22a lie on one another.

Das Kolbenoberteil 11 weist ferner in der Seitenwand unterhalb der Ringpartie 15 eine äußere umlaufende Ausnehmung 23 auf, während das Kolbenunterteil 12 einen hierzu korrespondierenden äußeren umlaufenden Falz 24 aufweist. Im zusammengebauten Zustand greifen der Falz 24 und die Ausnehmung 23 ineinander ein.The piston upper part 11 also has in the side wall below the ring part 15 an outer circumferential recess 23 on while the piston bottom 12 a corresponding outer circumferential fold 24 having. When assembled, the fold 24 and the recess 23 into each other.

Die Ringpartie 15 sowie das innere Auflageelement 21 des Kolbenoberteils 11 einerseits und das innere Auflageelement 22 des Kolbenunterteils 12 andererseits bilden und begrenzen den umlaufenden äußeren Kühlkanal 19 des Kolbens 10, wobei im Ausführungsbeispiel das Kolbenunterteil 12 im Wesentlichen den Boden 19a des Kühlkanals 19 bildet.The ring part 15 as well as the inner support element 21 of the piston top 11 on the one hand and the inner support element 22 of the piston lower part 12 on the other hand form and limit the peripheral outer cooling channel 19 of the piston 10 , wherein in the embodiment, the piston lower part 12 essentially the floor 19a of the cooling channel 19 forms.

An der dem Kolbenunterteil 12 zugewandten Unterseite des Kolbenoberteils 11 ist im Ausführungsbeispiel mittig in der Kolbenlängsachse M ein Bolzen 25 angeformt, der an seinem freien Ende mit einem Halteelement 26 versehen ist. Eine umlaufende Halteschulter 26a ist in dem Bereich ausgebildet, in dem der Bolzen 25 in das Halteelement 26 übergeht.At the bottom of the piston 12 facing bottom of the piston upper part 11 is in the embodiment in the middle of the piston longitudinal axis M a bolt 25 molded, which at its free end with a holding element 26 is provided. A circumferential shoulder 26a is formed in the area where the bolt 25 in the holding element 26 passes.

Das Kolbenunterteil 12 ist an seiner dem Kolbenoberteil 11 zugewandten Oberseite mit einem umlaufenden Bodenelement 27 versehen. Wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, sind am Bodenelement 27 im Ausführungsbeispiel zwei Sperrelemente 28 angeformt. Jedes Sperrelement 28 weist einen im Ausführungsbeispiel im Wesentlichen axial verlaufenden, in radialer Richtung elastischen Wandten 29 auf, an den eine im Wesentlichen radial nach innen verlaufende starre Sperrnase 31 angeformt ist. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Sperrelemente 28 vorgesehen sein. Die Sperrnasen 31 begrenzen eine zentrale Öffnung 32 (vgl. 2).The piston lower part 12 is at his the piston top 11 facing top with a revolving floor element 27 Mistake. In particular 2 it can be seen on the bottom element 27 in the exemplary embodiment, two locking elements 28 formed. Each blocking element 28 has a in the embodiment substantially axially extending, elastic in the radial direction Wandten 29 on, to a substantially radially inwardly extending rigid locking lug 31 is formed. Of course, more than two locking elements 28 be provided. The locking lugs 31 limit a central opening 32 (see. 2 ).

Im zusammengebauten Zustand ragt der Bolzen 25 durch die zentrale Öffnung 32, so dass das Halteelement 26 unterhalb der Sperrnasen 31 zu liegen kommt. Die Sperrnasen 31 stützen sich auf der umlaufenden Halteschulter 26a des Halteelements 26 ab, und das Halteelement 26 ist gegenüber den Sperrelementen 28 plastisch verformt, im Ausführungsbeispiel verstemmt, derart dass das Kolbenoberteil 11 und das Kolbenunterteil 12 durch die resultierende Verriegelung fest miteinander verbunden sind, wobei sie sich auf ihren korrespondierenden Auflageflächen 21a, 22a gegeneinander abstützen.When assembled, the bolt protrudes 25 through the central opening 32 so that the retaining element 26 below the locking lugs 31 to come to rest. The locking lugs 31 rely on the circumferential stop shoulder 26a of the holding element 26 from, and the holding element 26 is opposite the blocking elements 28 plastically deformed, caulked in the embodiment, such that the upper piston part 11 and the piston lower part 12 are firmly connected to each other by the resulting locking, wherein they are on their corresponding bearing surfaces 21a . 22a support each other.

Die inneren umlaufenden Auflageelemente 21, 22 von Kolbenoberteil 11 und Kolbenunterteil 12, die Unterseite des Kolbenoberteils 11, der Bolzen 25 sowie das Bodenelement 27 und die Sperrelemente 28 bilden und begrenzen einen inneren Kühlraum 33. Die inneren umlaufenden Auflageelemente 21, 22 können in an sich bekannter Weise mit Überlaufkanälen für ein Kühlmittel versehen sein, welche den umlaufenden äußeren Kühlkanal 19 mit dem inneren Kühlraum 33 verbinden (nicht dargestellt). Die gegebenenfalls gebildeten Zwischenräume zwischen den Sperrelementen 28 können als Ablauföffnungen für das Kühlmittel dienen. Das Kühlmittel wird, wie es üblich und dem Fachmann bekannt ist, von außen dem umlaufenden äußeren Kühlkanal 19 zugeführt. Über die Überlaufkanäle wird das Kühlmittel vom umlaufenden äußeren Kühlkanal 19 in den inneren Kühlraum 33 transportiert und von dort in Richtung auf das Kurbelgehäuse abgeführt.The inner circumferential support elements 21 . 22 from piston top 11 and piston base 12 , the bottom of the piston top 11 , the bolt 25 as well as the floor element 27 and the blocking elements 28 form and confine an inner fridge 33 , The inner circumferential support elements 21 . 22 can be provided in a conventional manner with overflow channels for a coolant, which the peripheral outer cooling channel 19 with the inner fridge 33 connect (not shown). The optionally formed spaces between the blocking elements 28 can serve as drainage holes for the coolant. The coolant is, as is conventional and known in the art, from the outside of the circumferential outer cooling channel 19 fed. About the overflow channels, the coolant from the outer circumferential cooling channel 19 in the inner fridge 33 transported and discharged from there in the direction of the crankcase.

Das Kolbenoberteil 11 und das Kolbenunterteil 12 sind erfindungsgemäß unter Vorspannung miteinander verbunden. Diese Vorspannung wird durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren erzeugt. Hierfür können ein Kolbenoberteil 11 und ein Kolbenunterteil 12 vorzugsweise als geschmiedete Fertigteile verwendet werden, so dass auf eine spanabhebende Fertigbearbeitung nach dem Verbinden von Kolbenoberteil 11 und Kolbenunterteil 12 verzichtet werden kann. Selbstverständlich können aber auch Rohlinge verwendet werden. Das Kolbenoberteil 11 bzw. sein Rohling weist hierbei ein Halteelement auf, welches in vom Kolbenoberteil 11 abgekehrter Richtung verjüngt, bspw. kegelstumpfförmig verjüngt, ausgebildet ist. Dann werden das Kolbenoberteil 11 und das Kolbenunterteil 12 miteinander verbunden, indem das Halteelement 26, gegebenenfalls unter Krafteinwirkung durch die zentrale Öffnung 32 getrieben wird, bis die umlaufende Halteschulter 26a des Halteelements 26 die Sperrnasen 31 hintergreift. Anschließend wird das Halteelement 26 gegenüber den Sperrelementen 28 plastisch verformt, im Ausführungsbeispiel verstemmt, d. h. in radialer und axialer Richtung auseinandergetrieben. Zu diesem Zweck weist das Halteelement 26 vor der Montage einen Spalt oder eine Ausnehmung (nicht dargestellt) auf, wo in an sich bekannter Weise ein Stemmwerkzeug eingreifen kann. Im Ergebnis wird das Halteelement 26 in Form zweier Backen 34 gegenüber den Sperrelementen 28 verformt, so dass das Kolbenoberteil 11 und das Kolbenunterteil 12 fest miteinander verbunden sind und eine Vorspannung entsteht. Die Sperrnasen 31 stützen sich unter dieser Vorspannung auf der umlaufenden Halteschulter 26a des Halteelements 26 ab. Das Kolbenoberteil 11 und das Kolbenunterteil 12 werden fest gegeneinander gezogen, so dass die Auflageflächen 21a, 22a einerseits sowie die Ausnehmung 23 und der Falz 24 andererseits fest gegeneinander gepresst werden. Im Ergebnis wird eine unter Vorspannung stehende Verriegelung zwischen Kolbenoberteil 11 und Kolbenunterteil 12 erhalten.The piston upper part 11 and the piston lower part 12 are interconnected according to the invention under bias. This bias voltage is generated by the manufacturing method according to the invention. For this purpose, a piston upper part 11 and a piston bottom 12 preferably be used as a forged finished parts, so that on a machining finishing after connecting piston upper part 11 and piston base 12 can be waived. Of course, but also blanks can be used. The piston upper part 11 or his blank in this case has a holding element, which in from the piston upper part 11 tapered direction tapers, for example, frustoconically tapered, is formed. Then the piston upper part 11 and the piston lower part 12 connected together by the retaining element 26 , optionally under the action of force through the central opening 32 is driven until the circumferential stop shoulder 26a of the holding element 26 the locking lugs 31 engages behind. Subsequently, the holding element 26 opposite the locking elements 28 plastically deformed, caulked in the embodiment, ie, driven apart in the radial and axial directions. For this purpose, the holding element 26 before mounting on a gap or a recess (not shown), where in a conventional manner a Stemmwerkzeug can intervene. As a result, the retaining element 26 in the form of two cheeks 34 opposite the locking elements 28 deformed, leaving the piston upper part 11 and the piston lower part 12 are firmly connected to each other and creates a bias. The locking lugs 31 support themselves under this bias on the circumferential retaining shoulder 26a of the holding element 26 from. The piston upper part 11 and the piston lower part 12 are pulled firmly against each other, so that the bearing surfaces 21a . 22a on the one hand and the recess 23 and the fold 24 on the other hand firmly pressed against each other. The result is a biased locking between piston top 11 and piston base 12 receive.

Zusätzlich kann das Kolbenunterteil 12 vor dem Verbinden mit dem Kolbenoberteil 11 erwärmt werden, so dass der Werkstoff sich ausdehnt, die Elastizität der Wandteile 29 vergrößert und die von den Sperrelementen 28 begrenzte zentrale Öffnung 32 aufgeweitet wird. Nach dem Verbinden von Kolbenoberteil 11 und Kolbenunterteil 12 wird das Kolbenunterteil 12 wieder abgekühlt. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erlaubt es, die äußere umlaufende Ausnehmung 23 und den äußeren umlaufenden Falz 24 einerseits und/oder den Bolzen 25 und die Sperrelemente 28 derart zu bemessen, dass das Kolbenunterteil 12 nach dem Abkühlen auf das Kolbenoberteil 11 aufgeschrumpft ist. Damit wird zwischen dem Kolbenoberteil 11 und dem Kolbenunterteil 12 eine zusätzliche kraftschlüssige Verbindung erhalten.In addition, the piston lower part 12 before connecting to the piston upper part 11 are heated so that the material expands, the elasticity of the wall parts 29 enlarged and that of the blocking elements 28 limited central opening 32 is widened. After connecting piston upper part 11 and piston base 12 becomes the piston lower part 12 cooled down again. This embodiment of the method according to the invention allows the outer peripheral recess 23 and the outer circumferential fold 24 on the one hand and / or the bolt 25 and the blocking elements 28 such that the piston lower part 12 after cooling on the piston top 11 has shrunk. This is between the piston upper part 11 and the piston bottom 12 received an additional positive connection.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2006/060987 A1 [0002]

Claims

Piston ( 10 ) for an internal combustion engine, with a piston upper part ( 11 ) and a piston lower part ( 12 ), wherein the piston upper part ( 11 ) at its the piston lower part ( 12 ) facing side provided with at least one retaining element axially arranged bolt ( 25 ) and wherein the piston lower part ( 12 ) at its the piston upper part ( 11 ) facing side has a support element on which the at least one holding element is supported, characterized in that the holding element ( 26 ) one around the bolt ( 25 ) circumferential retaining shoulder ( 26a ), that the support element at least two elastically formed in the radial direction locking elements ( 28 ), which are located on the retaining shoulder ( 26a ), and that the retaining element ( 26 ) with respect to the at least two blocking elements ( 28 ) is plastically deformed, such that piston upper part ( 11 ) and piston lower part ( 12 ) are locked together under bias.

Piston according to claim 1, characterized in that the retaining element ( 26 ) with respect to the at least two blocking elements ( 28 ) is caulked.

Piston according to claim 1, characterized in that the at least two locking elements ( 28 ) each have an elastically formed wall part ( 29 ), at the free end of a locking nose ( 31 ) is provided.

Piston according to claim 1, characterized in that the piston lower part ( 12 ) an outer circumferential fold ( 24 ), which in one in the piston upper part ( 11 ) formed outer circumferential recess ( 23 ) intervenes.

Piston according to claim 1, characterized in that the piston lower part ( 12 ) on the piston upper part ( 11 ) has shrunk.

Piston according to claim 1, characterized in that the piston upper part ( 11 ) and the piston lower part ( 12 ) an outer circumferential cooling channel ( 19 ) form.

Piston according to claim 1, characterized in that the at least two locking elements ( 28 ) on an inner floor element ( 27 ) are arranged such that the piston upper part ( 11 ) and the piston lower part ( 12 ) an internal cold room ( 33 ) form.

Method for producing a piston ( 10 ) for an internal combustion engine, wherein the piston ( 10 ) a piston upper part ( 11 ) and a piston lower part ( 12 ), wherein the piston upper part ( 11 ) at its the piston lower part ( 12 ) facing side provided with at least one retaining element axially arranged bolt ( 25 ) and wherein the piston lower part ( 12 ) at its the piston upper part ( 11 ) has a supporting element on which the at least one retaining element is supported, characterized by the following method steps: a) providing a piston upper part ( 11 ) or a blank thereof, wherein the retaining element ( 26 ) from the piston upper part ( 11 ) turned away tapered trained and with a to the bolt ( 25 ) circumferential retaining shoulder ( 26a ), b) providing a piston lower part ( 12 ) or a blank thereof, wherein that the support element in the form of at least two elastically formed in the radial direction locking elements ( 28 ), which has a central opening ( 32 ), c) connecting piston upper part ( 11 ) and piston lower part ( 12 ) or connecting their blanks by the holding element ( 26 ) through the central opening ( 32 ) is driven, such that the retaining shoulder ( 26a ) of the retaining element ( 26 ) the at least two blocking elements ( 28 ) engages behind, d) plastic deformation of the retaining element ( 26 ) with respect to the at least two blocking elements ( 28 ), such that the at least two blocking elements ( 28 ) under pretension on the retaining shoulder ( 26a ) of the retaining element ( 26 ), so that a lock between piston upper part ( 11 ) and piston lower part ( 12 ) is formed, e) if necessary finishing to the piston ( 10 ).

A method according to claim 8, characterized in that in step d) the retaining element ( 26 ) is caulked.

A method according to claim 8, characterized in that after step b) the piston lower part ( 12 ) is heated.

A method according to claim 8, characterized in that in step a) an outer circumferential recess ( 23 ) in the piston upper part ( 11 ) is introduced, that in step b) an outer circumferential fold ( 24 ) in the piston lower part ( 12 ) is introduced, such that after step d) the outer circumferential recess ( 23 ) and the outer circumferential fold ( 24 ) mesh.

A method according to claim 11, characterized in that after step b) the piston lower part ( 12 ) is heated and that the outer circumferential recess ( 23 ) and the outer circumferential fold ( 24 ) are dimensioned such that the piston lower part ( 12 ) during cooling on the piston upper part ( 11 ) is shrunk.

Method according to claim 10, characterized in that the bolt ( 25 ) and the retaining element ( 26 ) of the piston upper part ( 11 ) as well as the at least two blocking elements ( 28 ) of the piston lower part ( 12 ) are dimensioned so that the piston lower part ( 12 ) during cooling on the piston upper part ( 11 ) is shrunk.

A method according to claim 8, characterized in that in step a) and / or step b) the piston upper part ( 11 ) or the piston lower part ( 12 ) manufactured as finished parts, preferably forged.