DE10325916A1

DE10325916A1 - Process for producing a cooled ring carrier

Info

Publication number: DE10325916A1
Application number: DE10325916A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Bubeck
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2003-06-07
Publication date: 2004-02-05

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Ringträgers (1) für einen im Gießverfahren herzustellenden Aluminium-Kolben eines Verbrennungsmotors mit einem auf dem Ringträgerrücken (3) als eine nach unten offene Eindrehung (4) ausgebildeten Kühlkanal (6). In die Eindrehung (4) wird zu diesem Zweck Salzgranulat mit einem Druck von 100 bis 300 N/mm·2· eingepresst, sodass sich in der Eindrehung (4) ein Salzkern (5) bildet.The invention relates to a method for producing a cooled ring carrier (1) for an aluminum piston of an internal combustion engine to be produced using the casting method, with a cooling channel (6) formed on the ring carrier back (3) as a recess (4) which is open towards the bottom. For this purpose, salt granulate is pressed into the recess (4) at a pressure of 100 to 300 N / mm · 2 ·, so that a salt core (5) forms in the recess (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Ringträgers nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method to produce a chilled Ringbearer according to the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik ist es allgemein bekannt, bei im Gießverfahren herzustellenden Kühlkanalkolben den hierbei vorgesehenen Kühlkanal als gepressten Salzkern vorzuformen und über Pinolen in der Gießform zu befestigen, bevor die Schmelze in die Gießform eingefüllt wird. Um diesen Kühlkanal derart anzuordnen, dass ein thermisch besonders belasteter Ringträger hierdurch bevorzugt gekühlt wird, wird in der französischen Patentschrift 2.044.242 ein Ringträger für den Kolben eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen, der auf seiner Innenseite eine nach unten offene Ausnehmung aufweist. Diese Ausnehmung wird zunächst mit einem gut auflösbaren Material gefüllt, bevor der Ringträger, ohne zuvor in ein Alfinbad eingetaucht worden zu sein, in die Gussform für einen Kolben gelegt wird, wonach durch Einfüllen von flüssigem Metall in die Gussform der Kolben hergestellt wird. Dadurch, dass hierbei das Alfinieren des Ringträgers unterbleibt, ergibt sich bei dem bekannten Verfahren keine ausreichend feste Bindung zwischen dem Ringträger und dem gegossenen Kolben, sodass bei der Benutzung des aus dem Stand der Technik bekannten Kolbens in einem Verbrennungsmotor Funktionsprobleme zu erwarten sind.It is from the state of the art generally known in the casting process to manufacture cooling channel pistons the cooling channel provided here preform as a pressed salt core and close over quill in the mold fasten before the melt is poured into the mold. To this cooling channel like this to arrange that a thermally particularly stressed ring carrier is preferably cooled, is in the French Patent specification 2,044,242 a ring carrier for the piston of an internal combustion engine suggested the one on the inside open to the bottom Has recess. This recess is first made with a readily dissolvable material filled, before the ring bearer without having previously been immersed in an alfin bath, in the mold for one Piston is placed, after which by pouring liquid metal into the mold the piston is made. By the fact that the finishing of the ring bearer is omitted, the known method does not suffice firm bond between the ring carrier and the cast piston, so when using the known from the prior art Piston problems in an internal combustion engine can be expected are.

Im Anschluss daran wird das Material mittels einer geeigneten Flüssigkeit aufgelöst und aus der Ausnehmung des Ringträgers entfernt, sodass sich hierbei im Kolben ein Kühlkanal ergibt. Dem genannten Stand der Technik sind keinerlei Angaben zu entnehmen, welcher Art das Material ist, das in die Ausnehmung gefüllt wird, und mit welcher Flüssigkeit dieses Material auflösbar ist. Zudem hat das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens den Nachteil, dass sich bei einem einfachen Füllen der Ausnehmung zwischen der Wandung der Ausnehmung und dem dabei verwendeten Material Hohlräume bilden können, die beim anschließenden Gießen des Kühlkanalkolbens mit der Metallschmelze gefüllt werden, wodurch sich der Querschnitt des gebildeten Kühlkanals verringert.Following that, the material using a suitable liquid disbanded and removed from the recess of the ring carrier, so that here a cooling channel in the piston results. There is no information about the state of the art determine what type of material is being filled into the recess, and with what liquid this material dissolvable is. In addition, the method known from the prior art has for the production of a cooling channel piston the disadvantage that there is a simple filling of the recess between the walls of the recess and the material used to form cavities can, the next one to water of the cooling channel piston with the molten metal filled be, whereby the cross section of the cooling channel formed reduced.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, das bekannte Verfahren zur Herstellung eines Ringträgers mit einem Kühlkanal insoweit zu verbessern, dass es auf einfache Weise ausführbar ist, und dass es die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.The invention is based on this the problem underlying the known method of manufacturing a Ringbearer with a cooling channel to improve to the extent that it can be carried out in a simple manner, and that it avoids the disadvantages of the prior art.

Dieses Problem wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Ringträgers mit den Merkmalen nach dem Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst. Dadurch, dass hierbei die auf dem Ringträgerrücken eingearbeitete Eindrehung als Form dient, in die das Salzgranulat zur Bildung eines Salzkernes eingepresst wird, nimmt der Salzkern genau die Form der Eindrehung an, sodass sich keinerlei Hohlräume zwischen Salzkern und Eindrehung bilden können.This problem is solved with a procedure to produce a chilled Ringbearer solved with the features according to the characterizing part of claim 1. Thereby, that the one incorporated on the ring carrier back Twist serves as a form in which the salt granules form a Salt core is pressed in, the salt core takes exactly the shape of the Screwing in so that there are no voids between the salt core and screwing can form.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird in die Eindrehung ein fertig gepresster Salzkern eingelegt, der in der Halterung über eine Klebeverbindung befestigt wird. Das Verfahren zur Herstellung eines Ringträgers mit einem Kühlkanal wird hierdurch sehr vereinfacht und damit auch verbilligt.According to a further embodiment the invention is a finished pressed salt core in the screwing inserted in the holder over an adhesive connection is attached. The manufacturing process a ring bearer with a cooling duct very simplified and therefore also cheaper.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand einiger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigenThe method according to the invention is illustrated by some Drawings closer explained. Show it

1 einen Schnitt durch einen Ringträger mit einer Eindrehung zur Aufnahme eines Salzkernes und 1 a section through a ring carrier with a recess for receiving a salt core and

2 eine vergrößerte Darstellung eines in 1 mit A gekennzeichneten Bereiches des Ringträgers. 2 an enlarged view of a in 1 area marked with A of the ring carrier.

Ein in 1 im Schnitt dargestellter Ringträger 1 für einen auf seiner Außenseite angeordneten Kolbenring 2 weist auf seinem Ringträgerrücken 3 eine Eindrehung 4 in Form einer nach unten offenen Ausnehmung auf. Hergestellt ist der Ringträger 1 auf bekannte Weise aus einer aus Grauguss mit einem 18%igen Nickelanteil bestehenden Legierung.An in 1 Ring carrier shown in section 1 for a piston ring arranged on its outside 2 points to the back of his ring bearer 3 a twist 4 in the form of a recess open at the bottom. The ring carrier is made 1 in a known manner from an alloy consisting of gray cast iron with an 18% nickel content.

Im Rahmen des Herstellungsverfahrens eines mit dem Ringträger 1 ausgerüsteten Kolbens wird der Ringträger 1 in eine Gussform eingelegt, die bspw. mit Aluminium ausgefüllt wird. Um hierbei zu erreichen, dass die Eindrehung 4 nicht mit Aluminium aufgefüllt wird, sondern beim fertigen Kolben als Kühlkanal 6 zur Verfügung steht, wird in einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahren Salzgranulat mit einem Druck von 100 bis 300 N/mm² in die Eindrehung 4 eingepresst, sodass sich aus dem Salzgranulat ein Salzkern 5 bildet. Durch einen Volumenverlust des Salzgranulats können sich hierbei überstehende Stege an der Wandung des Kühlkanals 6 ergeben die bei Bedarf abgedreht werden.As part of the manufacturing process one with the ring carrier 1 equipped piston becomes the ring carrier 1 placed in a mold, which is filled with aluminum, for example. In order to achieve this that the turning 4 is not filled with aluminum, but as a cooling channel in the finished piston 6 is available, in a first step of the process according to the invention, salt granules are inserted into the screwing with a pressure of 100 to 300 N / mm ² 4 pressed in so that a salt core emerges from the salt granulate 5 forms. Due to a loss in volume of the salt granules, protruding webs can form on the wall of the cooling channel 6 result that can be turned off if necessary.

Alternativ hierzu kann in die Eindrehung 4 auch ein fertig gepresster Salzkern 5 eingelegt werden. Die Halterung des Salzkernes in der Eindrehung 4 kann dann über eine Klebeverbindung erfolgen.Alternatively, it can be screwed in 4 also a pressed salt core 5 be inserted. The holder of the salt core in the recess 4 can then be done via an adhesive connection.

In einem zweiten Verfahrensschritt wird der aus dem Ringträger 1 und dem Salzkern 5 bestehende Verbund auf eine Temperatur von 200°C bis 250°C vorgewärmt, bevor der Ringträger-Salzkern-Verbund in einem dritten Verfahrensschritt 2½ bis 5½ Minuten lang in ein Alfinbad eingetaucht wird, das aus einer ca 730°C heißen Aluminiumschmelze besteht. Der Sinn hiervon besteht darin, dass im darauf folgenden Verfahrensschritt zur Herstellung eines Aluminiumkolbens nach dem Einlegen des Ringträgers 1 in ein Gießwerkzeug und dem Gießen des Kolbens sich das dabei verwendete Aluminium gut mit der Graugusslegierung, aus der der Ringträger 1 besteht, verbindet.In a second process step, the ring carrier becomes 1 and the salt core 5 pre-heated the existing composite to a temperature of 200 ° C to 250 ° C before the ring carrier-salt core composite in a third process step 2 ½ is immersed for up to 5½ minutes in an alfin bath which consists of an aluminum melt at approx. 730 ° C. The purpose of this is that in the subsequent process step for producing an aluminum piston after inserting the ring carrier gers 1 In a casting tool and pouring the piston, the aluminum used well with the gray cast alloy from which the ring carrier 1 exists, connects.

Im Anschluss an den Gießvorgang zur Herstellung des Aluminiumkolbens werden in dem noch mit dem Salzkern 5 ausgefüllten Kühlkanal 6 ein Zu- und ein Ablauf gebohrt, wodurch es möglich wird, den Salzkern 5 unter Verwendung von Wasser aus dem Kühlkanal 6 auszulösen.Following the casting process for the manufacture of the aluminum piston, the still with the salt core 5 filled cooling channel 6 an inlet and an outlet drilled, which makes it possible the salt core 5 using water from the cooling channel 6 trigger.

2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines in 1 mit A gekennzeichneten Bereiches, in dem der Ringträger 1 mit dem Kolbenring 2 , die auf seinem Rücken 3 angebrachte Eindrehung 4 und der darin eingepresste Salzkern 5 deutlich erkennbar sind. 2 shows an enlarged view of a in 1 area marked with A, in which the ring carrier 1 with the piston ring 2 that on his back 3 attached indentation 4 and the salt core pressed into it 5 are clearly recognizable.

AA: BereichArea
11: RingträgerRingbearer
22: Kolbenringpiston ring
33: RingträgerrückenRingbearer back
44: Eindrehungrecess
55: Salzkernsalt core
66: Kühlkanalcooling channel

Claims

Process for producing a cooled ring carrier ( 1 ) consisting of a gray cast iron alloy with a nickel content for an aluminum piston of an internal combustion engine to be produced in the casting process with one on the ring carrier back ( 3 ) as an open recess ( 4 ) trained cooling duct ( 6 ), characterized by the following process steps: - in the screwing ( 4 ), salt granulate is pressed in with a pressure of 100 to 300 N / mm ² , so that in the twist ( 4 ) a salt core ( 5 ) forms; - the ring carrier ( 1 ) and salt core ( 5 ) existing composite is preheated to a temperature of 200 to 250 ° C; - the ring carrier ( 1 ) and salt core ( 5 ) existing composite is immersed in an aluminum bath consisting of an aluminum melt.

Process for producing a cooled ring carrier ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the ring carrier ( 1 ) and salt core ( 5 ) immersing the existing composite for 2½ to 5½ minutes in an aluminum bath made of an aluminum melt.

Process for producing a cooled ring carrier ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that in the recess ( 4 ) a pressed salt core ( 5 ) is inserted into the holder ( 4 ) is attached using an adhesive connection.