DE102012224231A1

DE102012224231A1 - Method for producing a piston and associated piston

Info

Publication number: DE102012224231A1
Application number: DE102012224231.7A
Authority: DE
Inventors: Emmerich Ottliczky; Steffen Stork
Original assignee: KS Kolbenschmidt GmbH
Current assignee: KS Kolbenschmidt GmbH
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-06-26
Also published as: EP2934786A1; WO2014095332A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens (1) für eine Brennkraftmaschine, der in seinem Kolbenboden (2) einen Kühlkanal (3) aufweist, wobei sich dem Kolbenboden (2) ein Kolbenunterteil (4) mit Kolbennaben (5), Bolzenbohrungen (6) und Kolbenschäften (7) anschließt, wobei zunächst ein Kolbenrohling (1') mit einem im Bereich des Kolbenbodens (2) radial abstehenden und umlaufenden Kragen (9) und mit einem Anlagebereich (11) für den Kragen (9) im Übergangsbereich (10) zwischen dem Kolbenboden (2) und dem Kolbenunterteil (4) hergestellt wird, wobei der Kragen (9) anschließend derart umgeformt wird, bis dessen äußere radial umlaufende Kante (12) nahezu oder vollständig zur Anlage mit dem Anlagebereich (11) kommt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass kurz vor dem oder nach dem Anliegen zumindest ein Bereich des Kolbenrohlings (1') derart plastisch verformt wird, dass der Kragen (9) und der Anlagebereich (11) bedingt lösbar oder unlösbar miteinander verbunden sind, so dass sich ein vollständig geschlossener Kühlkanal (3) bildet. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kühlkanalkolben (1).The invention relates to a method for producing a cooling channel piston (1) for an internal combustion engine which has a cooling channel (3) in its piston head (2), a piston base (4) with piston bosses (5), pin bores ( 6) and piston shafts (7) are connected, initially with a piston blank (1 ') with a radially protruding and circumferential collar (9) in the area of the piston head (2) and with a contact area (11) for the collar (9) in the transition area ( 10) is produced between the piston head (2) and the piston lower part (4), the collar (9) then being reshaped in such a way that its outer radially circumferential edge (12) almost or completely comes into contact with the contact area (11). According to the invention it is provided that shortly before or after the contact, at least one area of the piston blank (1 ') is plastically deformed in such a way that the collar (9) and the contact area (11) are conditionally detachable or non-detachable, so that a forms completely closed cooling channel (3). The invention also relates to a cooling duct piston (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens für eine Brennkraftmaschine, der in seinem Kolbenboden einen Kühlkanal aufweist, wobei sich dem Kolbenboden ein Kolbenunterteil mit Kolbennaben, Bolzenbohrungen und Kolbenschäften anschließt, wobei zunächst ein Kolbenrohling mit einem im Bereich des Kolbenbodens radial abstehenden und umlaufenden Kragen und mit einem Anlagebereich für den Kragen im Übergangsbereich zwischen dem Kolbenboden und dem Kolbenunterteil hergestellt wird, wobei der Kragen anschließend derart umgeformt wird, bis dessen äußere radial umlaufende Kante nahezu oder vollständig zur Anlage mit dem Anlagebereich kommt. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kühlkanalkolben.The invention relates to a method for producing a cooling channel piston for an internal combustion engine having a cooling channel in its piston head, wherein the piston crown a piston base with piston bosses, bolt holes and Kolbenschäften connects, initially a piston blank with a radially projecting in the region of the piston crown and circumferential collar and is produced with a contact area for the collar in the transition region between the piston head and the piston lower part, wherein the collar is then deformed in such a way until its outer radial circumferential edge comes almost or completely to bear against the contact area. Furthermore, the invention relates to a cooling channel piston.

Aus der DE 10 2004 031 513 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens für eine Brennkraftmaschine und ein Kühlkanalkolben bekannt. Diese gattungsbildende Schrift offenbart den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und Patentanspruchs 11. Gemäß der DE 10 2004 031 513 A1 weist der Kühlkanalkolben in seinem Kolbenboden einen Kühlkanal auf, wobei sich dem Kolbenboden ein Kolbenunterteil mit Kolbennaben, Bolzenbohrungen und Kolbenschäften anschließt. Zur Herstellung des Kühlkanalkolbens wird zunächst ein Kolbenrohling mit einem im Bereich des Kolbenbodens radial abstehenden und umlaufenden Kragen hergestellt, wobei der Kragen anschließend umgeformt wird, wobei in einem Übergangsbereich zwischen dem Kolbenboden und dem Kolbenunterteil ein Anlagebereich für den Kragen geformt wird und der Kragen derart umgeformt wird, bis dessen äußere radial umlaufende Kante sehr nah oder vollständig zur Anlage an den Anlagebereich kommt, um einen geschlossenen Kühlkanal zu bilden. Zur Herstellung eines dichten Kühlkanals kann zwischen Kragen und Anlagebereich ein Formschluss ausgebildet sein, indem die Stirnseite des Kragens mit einer Nut versehen ist, die beim Umformen des Kragens über eine entsprechend geformte Wulst im Anlagebereich gedrückt wird (oder umgekehrt). Insbesondere zur Steigerung der Festigkeit und auch zur Verbesserung der Dichtheit wird jedoch der Kragen im Anlagebereich mit dem Kolbenrohling unlösbar verbunden, insbesondere durch ein Löt-, Schweiß-, Klebe- oder ein sonstiges Verfahren.From the DE 10 2004 031 513 A1 For example, a method of manufacturing a cooling passage piston for an internal combustion engine and a cooling passage piston is known. This generic document discloses the preamble of claim 1 and claim 11. According to the DE 10 2004 031 513 A1 the cooling channel piston has a cooling channel in its piston bottom, wherein the piston bottom is followed by a piston lower part with piston hubs, bolt holes and piston shanks. To produce the cooling channel piston, a piston blank is first produced with a collar protruding radially in the region of the piston crown, the collar subsequently being shaped, wherein a contact region for the collar is formed in a transition region between the piston crown and the piston base and the collar is shaped in this way is until its outer radial circumferential edge comes very close or completely to the investment area to form a closed cooling channel. To produce a sealed cooling channel, a positive connection can be formed between the collar and the abutment region by providing the end face of the collar with a groove which is pressed over a correspondingly shaped bead in the abutment region during forming of the collar (or vice versa). In particular, to increase the strength and also to improve the tightness, however, the collar is inextricably connected in the contact area with the piston blank, in particular by a soldering, welding, gluing or other method.

Nachteilig bei einem solchen Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens ist, dass neben dem Umformen des Kragens zur Steigerung der Festigkeit und auch zur Verbesserung der Dichtheit des Kühlkanals ein Fügeverfahren in Form eines Löt-, Schweiß- oder Klebeverfahrens verwendet werden muss. Dadurch entstehen hohe Produktionskosten und ein zusätzlicher Fertigungsschritt. Weiterhin nachteilig ist, dass die Schweiß- und Lötprozesse insbesondere bei schwer beziehungsweise nicht schweißbaren Stählen sehr komplex sind. Ferner ist das Löt-, Schweiß- oder Klebeverfahren aufwendig und zeitintensiv.A disadvantage of such a method for producing a cooling channel piston is that in addition to the forming of the collar to increase the strength and also to improve the tightness of the cooling channel, a joining method in the form of a soldering, welding or gluing process must be used. This results in high production costs and an additional manufacturing step. Another disadvantage is that the welding and soldering processes are very complex, especially in difficult or impossible to weld steels. Furthermore, the soldering, welding or bonding process is complicated and time-consuming.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Kolben mit Kühlkanal herzustellen, der einfach und kostengünstig herstellbar ist. Ferner liegt die Aufgabe darin, oben genannte Nachteile zu vermeiden.The object of the invention is to produce a piston with a cooling channel, which is simple and inexpensive to produce. Furthermore, the object is to avoid the above-mentioned disadvantages.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass kurz vor dem oder nach dem Anliegen zumindest ein Bereich des Kolbenrohlings derart plastisch verformt wird, dass der Kragen und der Anlagebereich bedingt lösbar oder unlösbar miteinander verbunden sind, so dass sich ein vollständig geschlossener Kühlkanal bildet.The object is achieved in that shortly before or after the concerns at least a portion of the piston blank is plastically deformed such that the collar and the contact area are conditionally releasably or permanently connected to each other, so that forms a completely closed cooling channel.

Vorteilhaft ist, dass der Kühlkanalkolben einfach, schnell und kostengünstig herstellbar ist, da zusätzliche fügende Fertigungsverfahren wie beispielsweise Schweißen, Löten oder Kleben nicht im Rahmen der Herstellung notwendig sind. Des Weiteren lässt sich vorteilhaft mittels der plastischen Verformung ein dichter Kühlkanal herstellen.It is advantageous that the cooling channel piston is simple, quick and inexpensive to produce, since additional mating manufacturing processes such as welding, soldering or gluing are not necessary in the context of production. Furthermore, it is advantageous to produce a dense cooling channel by means of the plastic deformation.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Kühlkanalkolbens wird der Kragen umgeformt bis dessen äußere radial umlaufende Kante nahezu oder vollständig zur Anlage mit dem Anlagebereich kommt. Unter einem nahezu zur Anlagen kommen wird dabei verstanden, dass die Kante einen Abstand zum Anlagebereich aufweist. Beim vollständig zur Anlage kommen berührt zumindest die Oberfläche der Kante den Anlagebereich.In the method according to the invention for the production of the cooling channel piston, the collar is reshaped until its outer, radially encircling edge comes almost or completely into abutment with the abutment region. Under a nearly come to the plants is understood that the edge has a distance from the investment area. When fully come to rest, at least the surface of the edge touches the abutment area.

Die äußere radial umlaufende Kante kann vollständig umlaufend sein, als ein bestimmter Abschnitt oder mit mehreren Abschnitten, die einen Abstand zueinander aufweisen, umlaufend sein.The outer radial circumferential edge may be completely circumferential, as a certain portion or with a plurality of portions having a distance from each other, be circumferential.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Kühlkanalkolbens wird kurz vor dem oder nach dem Anliegen zumindest ein Bereich des Kühlkanalkolbens plastisch verformt. Unter einer plastischen Verformung kurz vor dem Anliegen ist zu verstehen, dass ergänzend zur Umformung des Kragens zumindest ein Bereich des Kolbenrohlings gleichzeitig auch plastisch verformt wird. Im Gegensatz dazu wird unter einer plastischen Verformung nach dem Anliegen zumindest eines Bereichs des Kolbenrohlings verstanden, dass zuerst der Kragen umgeformt wird und anschließend zumindest ein Bereich des Kolbenrohlings plastisch verformt wird.According to the inventive method for producing the cooling channel piston at least a portion of the cooling channel piston is plastically deformed shortly before or after the concern. A plastic deformation shortly before the abutment means that, in addition to the deformation of the collar, at least one area of the piston blank is simultaneously also plastically deformed. In contrast, a plastic deformation according to the concern of at least one region of the piston blank is understood to mean that first the collar is reshaped and subsequently at least a portion of the piston blank is plastically deformed.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kragen und der Anlagebereich bedingt lösbar oder unlösbar miteinander verbunden sind. Unter einer bedingten Lösbarkeit ist gemäß der Erfindung zu verstehen, dass der Kragen und der Anlagebereich unter Aufwand mit gegebenenfalls auftretender Beschädigung von Kragen und Anlagebereich wieder lösbar sind. Unter einer unlösbaren Verbindung von Kragen und Anlagebereich ist erfindungsgemäß zu verstehen, dass Kragen und Anlagebereich nur durch vollständige Zerstörung von Kragen und Anlagebereich voneinander lösbar sind.According to the invention, it is provided that the collar and the abutment region are connected to one another in a conditionally releasable or non-detachable manner. Under a conditional solubility is to be understood according to the invention that the collar and the contact area under effort with possibly occurring Damage to the collar and contact area can be released again. Under a non-detachable connection of the collar and investment area is to be understood according to the invention that collar and contact area can be solved only by complete destruction of collar and contact area from each other.

Der Kragen, insbesondere die äußere radial umlaufende Kante des Kragens, wird bevorzugt plastisch verformt. Dabei wird der Kragen bevorzugt mittels eines Umformwerkzeugs warm und/oder kalt plastisch verformt.The collar, in particular the outer radial circumferential edge of the collar, is preferably plastically deformed. In this case, the collar is preferably plastically deformed by means of a forming tool warm and / or cold.

Alternativ oder ergänzend wird bevorzugt ein Bereich des Übergangsbereichs plastisch verformt. Bei der plastischen Verformung eines Bereichs des Übergangsbereichs kann der den Anlagebereich aufweisende Übergangsbereich mit dem Anlagebereich zusammen oder ohne den Anlagebereich verformt werden, so dass einmal der Anlagebereich zusammen mit dem Übergangsbereich und einmal nur der Übergangsbereich ohne Anlagebereich plastisch verformt wird.Alternatively or additionally, a region of the transition region is preferably plastically deformed. In the case of the plastic deformation of a region of the transition region, the transition region having the abutment region can be deformed together with the abutment region or without the abutment region, so that once the abutment region is plastically deformed together with the transition region and once only the transition region without abutment region.

Alternativ oder ergänzend wird bevorzugt der Anlagebereich plastisch verformt. Der Anlagebereich ist Teil des Übergangsbereichs.Alternatively or additionally, the contact area is preferably plastically deformed. The investment area is part of the transition area.

Die plastische Verformung wird bevorzugt mittels Krafteinwirkung, insbesondere mittels Druckkraft, erzeugt. Indem der Kolbenrohling mittels Krafteinwirkung im bevorzugten Bereich plastisch verformt wird, lässt sich der Kühlkanal vollständig verschließen, so dass dieser nach der plastischen Verformung dicht ist. Die Krafteinwirkung auf den Kolbenrohling kann beispielsweise mittels eines Werkzeugs erzeugt werden. Dabei ist es möglich, dass die Kraft in einem beliebigen Winkel zur Mittelachse des Kolbenrohlings aufgebracht wird, wobei bei einer Kraftaufbringung auf den Kolbenboden die Kraft vorzugsweise senkrecht zur Kolbenbodenoberfläche, das heißt parallel zur Mittelachse, als Druckkraft auf den Kolbenrohling aufgebracht wird und bei einer Kraftaufbringung auf das Kolbenunterteil vorzugsweise senkrecht oder mit einem steilen Winkel zur Mittelachse als Druckkraft auf den Kolbenrohling aufgebracht wird.The plastic deformation is preferably generated by the action of force, in particular by means of compressive force. By the piston blank is plastically deformed by force in the preferred range, the cooling channel can be completely closed, so that it is sealed after the plastic deformation. The force acting on the piston blank can be generated for example by means of a tool. It is possible that the force is applied at any angle to the central axis of the piston blank, wherein at a force application to the piston crown, the force is preferably applied perpendicular to the piston crown surface, that is parallel to the central axis, as a compressive force on the piston blank and a force application is applied to the piston lower part preferably perpendicular or at a steep angle to the central axis as a compressive force on the piston blank.

Die plastische Verformung wird bevorzugt mittels Umformen, insbesondere Kaltumformung mit Kaltfließpressen, erzeugt. Alternativ oder ergänzend ist auch eine Warmumformung mit Warmfließpressen möglich.The plastic deformation is preferably produced by means of forming, in particular cold forming with cold extrusion presses. Alternatively or additionally, hot forming with hot extrusion presses is also possible.

Mittels des Umformens wird bevorzugt Werkstoff in den Anlagebereich gepresst. Dadurch ist es möglich, dass der Kragen und der Anlagebereich mittels des Umformens so miteinander verbunden werden, dass mittels des eingepressten Werkstoffs beide miteinander bedingt lösbar oder unlösbar verbunden sind.By means of the forming material is preferably pressed into the contact area. This makes it possible for the collar and the abutment region to be connected to one another by means of the forming so that both are releasably or non-releasably connected to one another by means of the pressed-in material.

Mittels des Umformens werden bevorzugt ein Bereich des Kragens, insbesondere die äußere radial umlaufende Kante des Kragens, und/oder ein Bereich des Übergangsbereichs gestaucht. Durch das Stauchen kommt es zu einer Werkstoffverdichtung, die für eine hohe Festigkeit der Verbindung zwischen Kragen und Anlagebereichs sorgt. Ferner wird dadurch eine hohe Temperaturfestigkeit und somit eine gute Betriebssicherheit während des Betriebes des Kühlkanalkolbens in einer Brennkraftmaschine gewährleistet.By means of the forming, preferably a region of the collar, in particular the outer radially encircling edge of the collar, and / or a region of the transition region are compressed. The upsetting results in a material compaction, which ensures a high strength of the connection between collar and abutment area. Furthermore, this ensures a high temperature resistance and thus a good reliability during operation of the cooling channel piston in an internal combustion engine.

Der Kragen wird bevorzugt an seiner äußeren radial umlaufenden Kante mit einer Stufe vorzugsweise einer konischen Stufe, einer Feder, einer Nut, einer Schräge und/oder einem Hinterschnitt hergestellt. Der Übergangsbereich wird bevorzugt mit einer Stufe, vorzugsweise einer konischen Stufe, einer Nut, einer Feder, einer Schräge und/oder einer Nase hergestellt.The collar is preferably made at its outer radial peripheral edge with a step preferably a conical step, a spring, a groove, a slope and / or an undercut. The transition region is preferably made with a step, preferably a conical step, a groove, a spring, a bevel and / or a nose.

Mittels der jeweiligen geometrischen Ausgestaltung von Kragen und Übergangsbereich lassen sich der Kragen und der Anlagebereich mittels des plastischen Verformens durch ihre geometrische Ausgestaltung besonders gut miteinander verbinden. Bevorzugt ist dabei der Anlagebereich als Negativform des Kragens gestaltet.By means of the respective geometric configuration of the collar and transition region, the collar and the abutment region can be combined particularly well with one another by means of the plastic deformation by virtue of their geometric configuration. Preferably, the contact area is designed as a negative shape of the collar.

Unter einer Stufe ist dabei zu verstehen, dass die Form des Kragens und/oder des Übergangsbereichs nach Art einer Treppenstufe ausgebildet sind Bei einer konischen Stufe ist dabei die Oberfläche der Stufe zumindest in einem Bereich konisch ausgebildet. Dabei kann die Form des Kragens und/oder des Übergangsbereichs auch mehrere Stufen aufweisen, so dass sich eine gestufte Form ergibt. Die Fläche des Konus am Kragen und/oder des Übergangsbereichs kann auch gekrümmt ausgebildet sein, wobei der Übergansbereich mit Stufe als auch ohne Stufe ausgebildet sein kann.In this case, a step is to be understood as meaning that the shape of the collar and / or the transitional region are designed in the manner of a step. In the case of a conical step, the surface of the step is conical at least in one region. In this case, the shape of the collar and / or the transition region also have several stages, so that there is a stepped shape. The surface of the cone on the collar and / or the transition region can also be curved, wherein the transition region can be formed with step and without step.

Mittels einer Nut und einer korrespondierenden Feder können der Kragen und der Übergangsbereich verbunden werden, in dem der Kragen eine Feder und Übergangsbereich eine Nut aufweist (oder umgekehrt). Nut und Feder greifen dabei nach Art einer Verklemmung beziehungsweise Verklammerung ineinander.By means of a groove and a corresponding spring of the collar and the transition region can be connected, in which the collar has a spring and transition region has a groove (or vice versa). Tongue and groove engage each other in the manner of a clamping or clamping.

Unter einer Schräge ist eine lineare Abweichung der Oberfläche zu einer anderen Oberfläche des Kühlkanalkolbens zu verstehen, wobei die Fläche der Schräge selbst eben als auch gekrümmt ausgebildet sein kann. Bevorzugt weisen der Kragen und der Übergangsbereich jeweils eine Schräge so auf, dass die Schräge des Kragens und die des Übergangsbereichs jeweils korrespondierend sind.A slope is to be understood as meaning a linear deviation of the surface from another surface of the cooling channel piston, wherein the surface of the slope itself may be planar as well as curved. Preferably, the collar and the transition region each have a slope so, that the slope of the collar and the transition area are respectively corresponding.

Unter einem Hinterschnitt ist eine geometrische Ausgestaltung des Kragens zu verstehen, mittels dem der Kragen in zumindest einem Bereich seiner Kante mit dem Anlagebereich leicht zur Anlage bringbar ist. Bei einem Hinterschnitt weist die Kante nach dem Umformen des Kragens mit zunehmendem Abstand von der Mittelachse des Kolbens einen zunehmenden Abstand von dem Anlagebereich auf. Bevorzugt korrespondiert die Form des Anlagebereichs mit der Form des Hinterschnitts.Under an undercut is a geometric configuration of the collar to understand, by means of which the collar is easily brought into abutment in at least a portion of its edge with the contact area. In an undercut, the edge after forming the collar with increasing distance from the central axis of the piston at an increasing distance from the contact area. Preferably, the shape of the contact area corresponds to the shape of the undercut.

Unter einer Nase des Übergangsbereichs ist eine Werkstoffanhäufung, auch unter dem Begriff Werkstoffausbuchtung verwendet, zu verstehen, die besonders gut plastisch umformbar ist, da zusätzlicher Werkstoff in der Nase vorhanden ist.Under a nose of the transition region, a material accumulation, also used under the term bulge material to understand, which is particularly good plastically deformable, since additional material is present in the nose.

Ferner betrifft die Erfindung einen Kühlkanalkolben, der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer seiner bevorzugten Ausgestaltungen hergestellt wird.Furthermore, the invention relates to a cooling channel piston, which is produced by the method according to the invention or one of its preferred embodiments.

Der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer seiner bevorzugten Ausgestaltungen hergestellten Kühlkanalkolbens besteht in einer bevorzugten Ausgestaltung aus Stahl, Aluminium oder Aluminiumlegierung.The cooling channel piston produced by means of the method according to the invention or one of its preferred embodiments consists in a preferred embodiment of steel, aluminum or aluminum alloy.

In den Figuren sind bevorzugte Ausgestaltungen gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigenIn the figures, preferred embodiments are shown according to the invention. Show it

1: einen fertig hergestellten Kühlkanalkolben für eine Brennkraftmaschine, 1 : a finished manufactured cooling channel piston for an internal combustion engine,

2: einen Kühlkanalkolben als Rohling, 2 : a cooling channel piston as a blank,

3: einen Kühlkanalkolben während der Herstellung, 3 : a cooling channel piston during manufacture,

4: einen Ausschnitt eines Kolbens im Bereich des Kragens und Anlagebereichs, 4 a section of a piston in the region of the collar and contact area,

5: einen Ausschnitt eines alternativen Kolbens im Bereich des Kragens und Anlagebereichs und 5 a section of an alternative piston in the region of the collar and abutment area and

6: einen Ausschnitt eines alternativen Kolbens im Bereich des Kragens und Anlagebereichs. 6 : a section of an alternative piston in the region of the collar and abutment area.

1 zeigt einen fertig hergestellten Kühlkanalkolben 1 für eine Brennkraftmaschine. Gemäß 1 ist der Kühlkanalkolben 1 im Schnitt derart dargestellt, dass der links von der Hubachse des Kühlkanalkolbens 1 dargestellte Ansicht des Kühlkanalkolbens 1 eine Seitenansicht und die rechts von der Hubachse des Kühlkanalkolbens 1 dargestellte Ansicht eine um 90° gedrehte Seitenansicht des Kühlkanalkolbens 1 darstellt. Die Hubachse entspricht im Ausführungsbeispiel der Mittelachse des Kühlkanalkolbens 1. Der Kühlkanalkolben 1 besteht im Ausführungsbeispiel aus Stahl und wird im Personenkraftwagen (PKW) und Nutzkraftwagen (NKW) eingesetzt. 1 shows a finished manufactured cooling channel piston 1 for an internal combustion engine. According to 1 is the cooling channel piston 1 shown in section so that the left of the lifting axis of the cooling channel piston 1 illustrated view of the cooling channel piston 1 a side view and the right of the lifting axis of the cooling channel piston 1 shown view a rotated by 90 ° side view of the cooling channel piston 1 represents. The stroke axis corresponds in the embodiment of the central axis of the cooling channel piston 1 , The cooling channel piston 1 consists in the embodiment of steel and is used in passenger cars (cars) and commercial vehicles (commercial vehicles).

Der Kühlkanalkolben 1 gemäß 1 weist in seinem Kolbenboden 2 einen radial um die Hubachse vollständig umlaufenden Kühlkanal 3 auf. Der Kolbenboden 2 ist auch unter dem Begriff Kolbenoberteil bekannt. Gemäß 1 schließt sich an den Kolbenboden 2 ein Kolbenunterteil 4 an, das zwei Kolbennaben 5, zwei Bolzenbohrungen 6 und Kolbenschäfte 7 aufweist. Der Kolbenboden 2 weist ferner eine Brennraummulde 8 und ein Ringfeld 16 auf.The cooling channel piston 1 according to 1 points in his piston crown 2 a radially around the lifting axis completely circumferential cooling channel 3 on. The piston bottom 2 is also known by the term piston upper part. According to 1 joins the piston crown 2 a piston lower part 4 on, the two piston hubs 5 , two bolt holes 6 and piston shafts 7 having. The piston bottom 2 also has a combustion bowl 8th and a ring field 16 on.

Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung des Kühlkanalkolbens 1 gemäß 1 im Detail dargestellt.The following is a method of manufacturing the cooling channel piston 1 according to 1 shown in detail.

Zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens 1 wird zunächst ein Kolbenrohling 1' hergestellt. Ein solcher Kolbenrohling 1' ist in 2 dargestellt, wobei linksseitig der Mittelachse des Kolbenrohlings 1' dieser im Schnitt in einer Seitenansicht und rechtsseitig der Mittelachse der Kolbenrohling 1' in einer um 90° gedrehten Seitenansicht im Schnitt dargestellt ist. Gleiche Bauteile sind in 2 mit gleichen Bezugsziffern versehen und neue Bauteile sind mit neuen Bezugsziffern versehen.For the production of a cooling channel piston 1 First, a piston blank 1' produced. Such a piston blank 1' is in 2 shown, with the left side of the center axis of the piston blank 1' this in section in a side view and the right side of the central axis of the piston blank 1' is shown in section in a rotated by 90 ° side view. Same components are in 2 provided with the same reference numerals and new components are provided with new reference numerals.

Der Kolbenrohling 1' wird beispielsweise mittels eines spanenden Herstellungsverfahren wie Drehen oder Fräsen hergestellt. Der Kolbenrohling 1' weist gemäß 2 im Bereich des Kolbenbodens 2 einen radial abstehenden und vollständig umlaufenden Kragen 9 auf. Ferner weist der Kolbenrohling 1' einen Übergangsbereich 10 auf, der sich zwischen dem Kolbenboden 2 und dem Kolbenunterteil 3 befindet. Im Bereich des Übergangsbereichs 10 ist gemäß 2 ein Anlagebereich 11 für den Kragen 9 angeordnet. Gemäß 2 befindet sich der Übergangsbereich 10 im Bereich der Schaftoberkante des später fertig hergestellten Kühlkanalkolbens 1. Des Weiteren weist der Kolbenrohling 1' gemäß 2 eine Ausbuchtung zwischen Kragen 9 und Übergangsbereich 10 zur (folgend dargestellten) Herstellung des Kühlkanals 3 auf.The piston blank 1' For example, it is manufactured by means of a machining process such as turning or milling. The piston blank 1' according to 2 in the area of the piston crown 2 a radially projecting and completely circumferential collar 9 on. Furthermore, the piston blank 1' a transition area 10 on, extending between the piston crown 2 and the piston bottom 3 located. In the area of the transition area 10 is according to 2 an investment area 11 for the collar 9 arranged. According to 2 is the transition area 10 in the region of the top edge of the later finished cooling channel piston 1 , Furthermore, the piston blank 1' according to 2 a bulge between collar 9 and transition area 10 for the production of the cooling channel (shown below) 3 on.

Zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens 1 gemäß 1 wird der Kragen 9 des in 2 dargestellten Kolbenrohlings 1' derart umgeformt, bis dessen äußere radial vollständig umlaufende Kante 12 zur Anlage mit dem Anlagebereich 11 kommt.For the production of a cooling channel piston 1 according to 1 becomes the collar 9 of in 2 illustrated piston blanks 1' deformed until its outer radially completely circumferential edge 12 for investment with the investment area 11 comes.

Der umgeformte Kragen 9 bei dem Kolbenrohling 1' ist in 3 dargestellt. Gleiche Bauteile sind in 3 mit gleichen Bezugsziffern versehen und neue Bauteile sind mit neuen Bezugsziffern versehen.The deformed collar 9 at the piston blank 1' is in 3 shown. Same components are in 3 provided with the same reference numerals and new components are provided with new reference numbers.

Im Ausführungsbeispiel kommt ein Bereich der äußeren radial umlaufenden Kante 12 vollständig gemäß 3 zur Anlage mit dem Anlagebereich 11. Nach dem Umformen des Kragens 9 weist somit der umgeformte Kolbenrohling 1' einen Kühlkanal 3 auf.In the exemplary embodiment comes a region of the outer radial circumferential edge 12 completely according to 3 for investment with the investment area 11 , After forming the collar 9 thus has the reshaped piston blank 1' a cooling channel 3 on.

Nach dem Anliegen von äußerer radial umlaufender Kante 12 mit dem Anlagebereich 11 wird zumindest ein Bereich des Kolbenrohlings 1' derart plastisch verformt, dass Kragen 9 und Anlagebereich 11 danach unlösbar miteinander verbunden sind, so dass sich ein vollständig geschlossener und dichter Kühlkanal 3 gemäß 3 ausbildet.After the application of outer radial circumferential edge 12 with the investment area 11 becomes at least an area of the piston blank 1' so plastically deformed that collar 9 and investment area 11 then inextricably linked, so that a completely closed and dense cooling channel 3 according to 3 formed.

Im Folgenden werden zwei besonders bevorzugte Ausgestaltungen zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens 1 für eine Brennkraftmaschine dargestellt.In the following, two particularly preferred embodiments for the production of a cooling channel piston 1 represented for an internal combustion engine.

4 zeigt einen Ausschnitt eines Kolbenrohlings 1' im Schnitt, der mittels einer bevorzugten Ausgestaltung zu einem Kühlkanalkolben 1 hergestellt wird. Gleiche Bauteile sind in 4 mit gleichen Bezugsziffern versehen und neue Bauteile sind mit neuen Bezugsziffern versehen. 4 shows a section of a piston blank 1' in section, by means of a preferred embodiment to a cooling channel piston 1 will be produced. Same components are in 4 provided with the same reference numerals and new components are provided with new reference numerals.

Der Kolbenrohling 1' wurde im Bereich des Kragens 9 an dessen äußerer radial um die Mittelachse des Kolbenrohlings 1' umlaufender Kante 12 und im Bereich des radial im die Mittelachse umlaufenden Übergangsbereichs 10 mit geometrischen Ausgestaltungen hergestellt.The piston blank 1' was in the area of the collar 9 at its outer radially around the central axis of the piston blank 1' circumferential edge 12 and in the region of the radial area in the central axis circumferential transition region 10 made with geometric designs.

Der hergestellte Kragen 9 des Kolbenrohlings 1' weist einen Hinterschnitt 13 auf, der dadurch erzeugt ist, dass die Kante 12 des Kragens 9 um einen Winkel α gemäß 4 geneigt ist. Ein solcher Hinterschnitt 13 ist beispielsweise mittels eines Werkzeugs zur spanenden Bearbeitung, beispielsweise mittels eines Drehwerkzeugs in Form eines Drehmeißels einer Drehmaschine, herstellbar. Gemäß 4 weist der hergestellte Übergangbereich 10 eine Stufe 14 auf, wobei deren unterer Bereich eine um den Winkel α geneigte Schräge 15 aufweist, die korrespondierend zu dem Hinterschnitt 13 des Kragens 9 ist. Eine solche Schräge 14 ist beispielsweise auch mittels eines Werkzeugs zur spanenden Bearbeitung, beispielsweise einem Drehmeißel, herstellbar.The manufactured collar 9 of the piston blank 1' has an undercut 13 auf, which is generated by the fact that the edge 12 of the collar 9 by an angle α according to 4 is inclined. Such an undercut 13 For example, by means of a tool for machining, for example by means of a turning tool in the form of a turning tool of a lathe, produced. According to 4 indicates the transition area produced 10 a step 14 on, wherein the lower portion of a inclined by the angle α slope 15 having, corresponding to the undercut 13 of the collar 9 is. Such a slope 14 For example, by means of a tool for machining, for example a turning tool, produced.

Alternativ kann die Kante 12 des Kragens 9 als radial um die Mittelachse umlaufende konische Stufe hergestellt sein, die zu dem Übergangbereich 10 korrespondiert, indem der Übergangsbereich 10 als korrespondieren konische Stufe ausgebildet ist und somit die Negativform der Kante 12 bildet (nicht in 4 dargestellt).Alternatively, the edge 12 of the collar 9 be made as radially around the central axis encircling conical step leading to the transition area 10 Corresponds by the transition area 10 as corresponding conical step is formed and thus the negative shape of the edge 12 forms (not in 4 shown).

Bei dem in 4 dargestellten Kolbenrohling 1' ist der Kragen 9 mittels Krafteinwirkung in Richtung der Umformung B1 schon um eine bestimmten Bereich aus seiner Ausgangslage umgeformt worden. Die Ausgangslage des Kragens 9 entspricht der Position, die der ähnliche Kragen 9 gemäß 2 aufweist.At the in 4 illustrated piston blank 1' is the collar 9 have already been converted by a force in the direction of deformation B1 by a certain range from its initial position. The initial position of the collar 9 corresponds to the position of the similar collar 9 according to 2 having.

Nach dem vollständigen Umformen des Kragens 9 in Richtung der Umformung B1 weist der Kolbenrohling 1' etwa eine Form gemäß 3 auf.After completely reshaping the collar 9 in the direction of deformation B1, the piston blank 1' about a form according to 3 on.

Die äußere radial umlaufende Kante 12 des Kragens 9 kommt dabei gemäß 4 vollständig zur Anlage mit dem Anlagebereich 11 des Kolbenrohlings 1'. Diese vollständige Umformung des Kragens 9 ist in 4 gestrichelt dargestellt.The outer radial circumferential edge 12 of the collar 9 comes in accordance with 4 completely to the plant with the investment area 11 of the piston blank 1' , This complete reshaping of the collar 9 is in 4 shown in dashed lines.

Nach dem Anliegen von Kragen 9 mit dem Anlagebereich 11 wird der Kragen 9 mit einer um den Kragen 9 radial umlaufenden Druckkraft in Kraftrichtung B2 beaufschlagt, die auf die Oberseite des Kolbenbodens 2 wirkt. Die Druckkraft wirkt dabei gemäß 4 im Ausführungsbeispiel senkrecht auf die Oberfläche des Kolbenbodens 2 und somit parallel zur Mittelachse. Diese Druckkraft lässt sich beispielsweise mittels eines Werkzeugs erzeugen, wobei das Werkzeug im Ausführungsbeispiel den gesamten Kragen 9 an der Oberseite des Kolbenbodens 2 bezogen auf die Mittelachse vollständig radial umläuft. Mittels dieser Krafteinwirkung wird eine plastische Verformung im Bereich des Kragens 9 und des Übergangsbereichs 10 erzeugt.After the concern of collar 9 with the investment area 11 becomes the collar 9 with one around the collar 9 radially compressive force applied in the direction of force B2 applied to the top of the piston crown 2 acts. The pressure acts according to 4 in the embodiment perpendicular to the surface of the piston crown 2 and thus parallel to the central axis. This pressure force can be generated for example by means of a tool, wherein the tool in the embodiment, the entire collar 9 at the top of the piston crown 2 completely radially revolved relative to the central axis. By means of this force is a plastic deformation in the region of the collar 9 and the transition area 10 generated.

Mittels dieser Krafteinwirkung wird der Kragen 9, insbesondere die äußere radial umlaufende Kante 12 des Kragens 9 und ein Bereich des Übergangsbereichs 10, im Ausführungsbeispiel der Anlagebereich 11, plastisch verformt, so dass dadurch Kragen 9 und Anlagebereich 11 durch die Werkstoffbewegung fest miteinander verklemmen. Mittels dieser mechanischen Verklammerung wird die Bewegungsfreiheit in vertikaler und horizontaler Richtung auch unter thermischen Einfluss im Motorbetrieb behindert.By means of this force is the collar 9 , in particular the outer radial circumferential edge 12 of the collar 9 and an area of the transition area 10 , In the embodiment of the investment area 11 , plastically deformed, so that collar 9 and investment area 11 stuck together by the material movement. By means of this mechanical clamping the freedom of movement in the vertical and horizontal direction is hindered even under thermal influence during engine operation.

Nach der plastischen Verformung sind der Kragen 9 und der Anlagebereich 11 im Ausführungsbeispiel unlösbar miteinander verbunden, so dass sich ein vollständig geschlossener und dichter Kühlkanal 3 ausbildet.After the plastic deformation are the collar 9 and the investment area 11 in the exemplary embodiment inextricably linked, so that a completely closed and dense cooling channel 3 formed.

In den 5 und 6 ist die weitere besonders bevorzugte, alternative Ausgestaltung zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens 1 für eine Brennkraftmaschine dargestellt.In the 5 and 6 is the further particularly preferred, alternative embodiment for producing a cooling channel piston 1 represented for an internal combustion engine.

Die 5 und 6 zeigen jeweils unterschiedliche geometrische Ausgestaltungen des Kragens 9 und des Übergangsbereichs 10 eines Kolbenrohlings 1', wobei der Kolbenrohling 1' als Ausschnitt in Seitenansicht im Schnitt jeweils dargestellt ist.The 5 and 6 each show different geometric configurations of the collar 9 and the transition area 10 one piston blank 1' , wherein the piston blank 1' as a cutout in side view is shown in section respectively.

Gemäß 5 weist der im Rahmen der Herstellung des Kolbenrohlings 1' hergestellte Kragen 9 an seiner Kante 12 eine radial um die Mittelachse umlaufende Feder 17 auf. Der im Rahmen der Herstellung des Kolbenrohlings 1' hergestellte Übergangsbereich 10 weist eine zu der Feder 17 korrespondierende Nut 18 auf, dessen Oberfläche einen Teil des Anlagebereichs 11 bildet.According to 5 points in the context of the production of the piston blank 1' made collar 9 on its edge 12 a radially surrounding the central axis spring 17 on. The as part of the production of the piston blank 1' made transition area 10 has one to the spring 17 corresponding groove 18 whose surface forms part of the contact area 11 forms.

Zur Herstellung eines Kolbenrohlings 1' gemäß 3 wird der Kragen 9 mit einer Kraft in Form einer Druckkraft in Richtung der Umformung B1 umgeformt, so dass sich die Kante 12 des Kragens 9 dem Anlagebereich 11 gemäß 5 nähert.For the production of a piston blank 1' according to 3 becomes the collar 9 Formed with a force in the form of a compressive force in the direction of forming B1, so that the edge 12 of the collar 9 the investment area 11 according to 5 approaches.

Nachdem der Kragen 9 weiter in Richtung der Umformung B1 umgeformt wird, so dass die Feder 17 in der Nut 18 positioniert ist (gestrichelt in 5 dargestellt) und beide dadurch eine Formschlussverbindung bilden, wobei der Kolbenrohling 1' somit etwa eine Form gemäß des Kolbenrohlings 1' gemäß 3 aufweist, wird anschließend im Ausführungsbeispiel mittels Kaltumformung mit Kaltfließpressung eine plastische Verformung im Bereich des Übergangsbereichs 10 erzeugt.After the collar 9 further deformed in the direction of forming B1, so that the spring 17 in the groove 18 is positioned (dashed in 5 represented) and both thereby form a positive connection, wherein the piston blank 1' thus about a shape according to the piston blank 1' according to 3 Then, in the exemplary embodiment by cold forming with cold extrusion a plastic deformation in the region of the transition region 10 generated.

Dazu wird in Kraftrichtung B2 eine Druckkraft auf den Kolbenrohling 1', vorzugsweise senkrecht zur Mittelachse des Kolbenrohlings 1', ausgeübt, so dass mittels dieser Krafteinwirkung Werkstoff des Kolbenrohlings 1' in den Anlagebereich 11 mittels des Umformens gepresst wird. Im Ausführungsbeispiel wird dabei Werkstoff in den Anlagebereich 11 von dem Kolbenunterteil 4 in Richtung Kolbenboden 2, das heißt von unten nach oben, gepresst, wobei sich der Werkstoff um den Anlagebereich 11 herum im Übergangsbereich 10 befindet. Mittels des Einpressens des Werkstoffs werden die Feder 17 des Kragens 9 und die Nut 18 des Anlagebereichs 11 jeweils gestaucht, wobei durch die plastische Verformung und die dabei erzeugte Stauchung ein vollständig geschlossener Kühlkanal gebildet wird, wobei zusätzlich die Feder 17 unlösbar mit der Nut 18 verbunden wird. Ferner werden die anderen Bereiche der äußeren radial umlaufenden Kante 12 gestaucht.For this purpose, in the direction of force B2, a pressure force on the piston blank 1' , preferably perpendicular to the central axis of the piston blank 1' , exerted, so that by means of this force material of the piston blank 1' in the investment area 11 is pressed by means of forming. In the embodiment, while material is in the investment area 11 from the piston lower part 4 in the direction of the piston head 2 , that is, from bottom to top, pressed, with the material around the investment area 11 around in the transition area 10 located. By means of the pressing of the material, the spring 17 of the collar 9 and the groove 18 of the investment area 11 each compressed, with a fully closed cooling channel is formed by the plastic deformation and the resulting compression, in addition to the spring 17 insoluble with the groove 18 is connected. Further, the other areas of the outer radial circumferential edge 12 compressed.

Alternativ weist die Kante 12 des Kragens 9 in dem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß 6 einen radial um die Mittelachse umlaufenden Hinterschnitt 13 auf. Der Übergangsbereich 10 weist eine radial um die Mittelachse umlaufende Stufe 14 auf. Der untere Bereich der Stufe 14 ist dabei gemäß 6 konisch ausgebildet. Einen Teil der Stufe 14 beinhaltet gemäß 6 den Anlagebereich 11. Ferner weist der Kolbenrohling 1' im Übergangsbereich 10 eine radial um die Mittelachse umlaufende Nase 19 gemäß 6 an der Außenseite des Kolbenrohlings 1' auf.Alternatively, the edge points 12 of the collar 9 in the further embodiment according to 6 a radially around the central axis circumferential undercut 13 on. The transition area 10 has a radially surrounding the central axis stage 14 on. The lower part of the step 14 is in accordance with 6 conical. Part of the stage 14 includes according to 6 the investment area 11 , Furthermore, the piston blank 1' in the transition area 10 a radially surrounding the central axis nose 19 according to 6 on the outside of the piston blank 1' on.

Nachdem der Kragen 9 in Richtung der Umformung B1 soweit mittels einer aufgebrachten Kraft, beispielsweise erzeugt mit Hilfe eines Umformwerkzeugs, umgeformt und umgeklappt worden ist, dass die Kante 12 mit dem Anlagebereich 11 vollständig zur Anlage kommt, wird anschließend in Kraftrichtung B2 eine andere Kraft im Bereich der Nase 16 aufgebracht. Der Kolbenrohling 1' gemäß 6 weist dabei eine Position gemäß 3 auf, die der in 6 gestrichelt dargestellten Position entspricht. Die Kraft in Kraftrichtung B2 weist dabei gemäß 6 einen steilen Winkel zur Mittelachse auf.After the collar 9 in the direction of the deformation B1 far as by means of an applied force, for example generated by means of a forming tool, has been reshaped and folded, that the edge 12 with the investment area 11 completely comes to the plant, then in the direction of force B2, another force in the nose 16 applied. The piston blank 1' according to 6 has a position according to 3 on, the one in 6 dashed line corresponds position. The force in the direction of force B2 points accordingly 6 a steep angle to the central axis.

Mittels der so aufgebrachten Druckkraft zum Umformen in Kraftrichtung B2 verformt sich mittels einer plastischen Verformung des Übergangsbereichs 10 die Nase 19 in Richtung Anlagebereich 11 und Kante 12, wobei dabei Werkstoff aus dem Bereich des Übergangsbereichs 10 von unten her in den Anlagebereich 11 gepresst wird. Dabei wird auch die Kante 12 und der Anlagebereich 11 gestaucht. Nach vollständiger plastischer Verformung im Bereich des Übergangsbereichs 11 ist die Kante 12 und somit auch der Kragen 9 unlösbar mit dem Anlagebereich 11 verbunden, so dass sich ein vollständig geschlossener und dichter Kühlkanal 3 im Kolbenrohling 1' bildet.By means of the thus applied compressive force for forming in the direction of force B2 deforms by means of a plastic deformation of the transition region 10 the nose 19 in the direction of investment area 11 and edge 12 , whereby material from the area of the transition region 10 from below into the investment area 11 is pressed. This is also the edge 12 and the investment area 11 compressed. After complete plastic deformation in the area of the transition area 11 is the edge 12 and thus also the collar 9 insoluble with the investment area 11 connected so that a completely closed and dense cooling channel 3 in the piston blank 1' forms.

Nach Herstellung des vollständig geschlossenen und dichten Kühlkanals 3 in dem jeweiligen Kolbenrohling 1' gemäß den Ausführungsbeispielen zu den 3, 4, 5 oder 6 wird der Kolbenrohling 1' weiter bearbeitet.After production of the completely closed and sealed cooling channel 3 in the respective piston blank 1' according to the embodiments of the 3 . 4 . 5 or 6 becomes the piston blank 1' further edited.

Im Rahmen der Bearbeitung wird das Ringfeld 16 gemäß 1 in den Kolbenboden 2 beispielsweise mittels eines spanenden Werkzeugs eingebracht. Ferner werden weitere Bearbeitungsschritte zur Herstellung der Brennraummulde 8 und Bolzenbohrungen 6 und der Herausarbeitung und Feinbearbeitung der Kolbenschäfte 7 durchgeführt, so dass nach der Herstellung der Kühlkanalkolben 1 beispielhaft eine Ausführung gemäß 1 aufweist.As part of the processing, the ring field 16 according to 1 in the piston bottom 2 introduced for example by means of a cutting tool. Furthermore, further processing steps for the production of the combustion chamber trough 8th and bolt holes 6 and the finishing and finishing of the piston shafts 7 performed so that after the production of the cooling channel piston 1 an example of an embodiment according to 1 having.

Mit der Bezugsziffer 20 ist grundsätzlich ein innenliegender Verbindungssteg bezeichnet, der den oberen Teil des Kolbens (Kolbenboden 2) mit dem unteren Teil (Kolbenunterteil 4 einschließlich Kolbenschaft) verbindet.With the reference number 20 Basically, an internal connecting web is designated, the upper part of the piston (piston crown 2 ) with the lower part (piston lower part 4 including piston skirt).

Die Fläche des Konus am Kragen 9 und/oder des Übergangsbereichs 10 kann auch gekrümmt ausgebildet sein (siehe 7: hier sind Anlagebereich 11 und Kante 12 einander entsprechend gekrümmt ausgebildet, d. h. der Übergangsbereich 10 wird mit einer Stufe 14 und einem sich daran anschließenden gekrümmten Anlagebereich 11 sowie der Kragen 9 mit einer entsprechend angepassten gekrümmten Kante 12 hergestellt), wobei alternativ der Übergangsbereich 10 sowohl mit Stufe 14 (siehe wieder 7) als auch ohne Stufe (siehe 8: hier geht der Verbindungssteg 20 ohne Stufe, d. h. bündig in den Anlagebereich 11 über, d. h. der Übergangsbereich 10 wird bündig von dem Verbindungssteg 20 in einen sich daran anschließenden gekrümmten Anlagebereich 11 übergehend sowie der Kragen 9 mit einer entsprechend angepassten gekrümmten Kante 12 hergestellt) ausgebildet sein kann.The area of the cone on the collar 9 and / or the transition area 10 can also be curved (see 7 : here are investment area 11 and edge 12 formed corresponding curved, ie, the transition region 10 comes with a level 14 and a subsequent curved investment area 11 such as the collar 9 with a correspondingly adapted curved edge 12 prepared), alternatively the transition region 10 both with level 14 (see again 7 ) as well as without stage (see 8th : here goes the connecting bridge 20 without step, ie flush in the contact area 11 over, ie the transition area 10 becomes flush from the connecting bridge 20 in a subsequent curved investment area 11 passing as well as the collar 9 with a correspondingly adapted curved edge 12 manufactured) may be formed.

Die Länge des Kragens 9 ist selbstverständlich so gewählt, dass dessen Kante 12 an dem Anlagebereich 11 zur Anlage kommt, wenn der Kragen 9 umgeformt wird. Vorzugsweise kommt dessen Kante 9 so an dem Anlagebereich 11 zur Anlage, dass einerseits kein Spalt entsteht und sich der Kragen 9 an dem Kolbenschaft 7 abstützt, wobei andererseits durch die Längenwahl sichergestellt sein muss, dass sich die Kante 12 des Kragens 9 mit dessen Umformung auch an dem Anlagebereich 10 anlegen lässt.The length of the collar 9 is of course chosen so that its edge 12 at the investment area 11 comes to rest when the collar 9 is transformed. Preferably, its edge comes 9 so at the investment area 11 to the plant, that on the one hand no gap arises and the collar 9 on the piston shaft 7 supported, on the other hand, must be ensured by the choice of length that the edge 12 of the collar 9 with its transformation also at the investment area 10 can create.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: KühlkanalkolbenCooling channel piston
1'1': Kolbenrohlingpiston blank
22: Kolbenbodenpiston crown
33: Kühlkanalcooling channel
44: KolbenunterteilPiston part
55: Kolbennabepiston hub
66: Bolzenbohrungpin bore
77: Kolbenschaftpiston shaft
88th: BrennraummuldeCombustion bowl
99: Kragencollar
1010: ÜbergangsbereichTransition area
1111: Anlagebereichplant area
1212: Kanteedge
1313: Hinterschnittundercut
1414: Stufestep
1515: Schräge (der Stufe 14)Oblique (the step 14 )
1616: Ringfeldring box
1717: Federfeather
1818: Nutgroove
1919: Nasenose
2020: Verbindungsstegconnecting web
B1B1: Richtung der UmformungDirection of deformation
B2B2: Kraftrichtungdirection of force
αα: Winkel (der Kante 12/der Schräge 15)Angle (the edge 12 / the slope 15 )

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004031513 A1 [0002, 0002]

Claims

Method for producing a cooling channel piston ( 1 ) for an internal combustion engine, which in its piston crown ( 2 ) a cooling channel ( 3 ), wherein the piston head ( 2 ) a piston lower part ( 4 ) with piston hubs ( 5 ), Bolt holes ( 6 ) and piston stems ( 7 ), wherein first a piston blank ( 1' ) with a in the region of the piston crown ( 2 ) radially projecting and circumferential collar ( 9 ) and with an investment area ( 11 ) for the collar ( 9 ) in the transition area ( 10 ) between the piston head ( 2 ) and the piston lower part ( 4 ), wherein the collar ( 9 ) is subsequently deformed in such a way until the outer radially encircling edge ( 12 ) almost or completely to the plant ( 11 ) comes, characterized in that shortly before or after the concerns at least a portion of the piston blank ( 1' ) is plastically deformed such that the collar ( 9 ) and the investment area ( 11 ) are connected to one another in a conditionally releasable or inseparable manner, so that a completely closed cooling channel ( 3 ).

Method according to claim 1, characterized in that the collar ( 9 ), in particular the outer radial circumferential edge ( 12 ) of the collar ( 9 ), is plastically deformed.

Method according to claim 1 or claim 2, characterized in that a region of the transition region ( 10 ) is plastically deformed.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the contact area ( 11 ) is plastically deformed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic deformation by means of force, in particular by means of compressive force, is generated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic deformation by means of forming, in particular cold forming with cold extrusion is generated.

A method according to claim 6, characterized in that by means of forming material in the contact area ( 11 ) is pressed.

A method according to claim 6 or 7, characterized in that by means of the forming an area of the collar ( 9 ), in particular the outer radial circumferential edge ( 12 ) of the collar ( 9 ), and / or an area of the transition area ( 10 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the collar ( 9 ) at its outer radial edge ( 12 ) with a step, preferably a conical step, a spring ( 17 ), a groove, a slope and / or an undercut ( 13 ) will be produced.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the transition region ( 10 ) with a level ( 14 ), preferably a conical step, a groove ( 18 ), a spring, a slope ( 15 ) and / or a nose ( 19 ) will be produced.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the transition region ( 10 ) with a level ( 14 ) and an adjoining curved contact area ( 11 ) as well as the collar ( 9 ) with a correspondingly adapted curved edge ( 12 ) will be produced.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the transition region ( 10 ) flush from the connecting bridge ( 20 ) in an adjoining curved contact area ( 11 ) as well as the collar ( 9 ) with a correspondingly adapted curved edge ( 12 ) will be produced.

Cooling channel piston ( 1 ), prepared by the method according to any one of claims 1 to 12.

Cooling channel piston ( 1 ) according to claim 13, characterized in that the cooling channel piston ( 1 ) consists of steel, aluminum or an aluminum alloy.