DE1149504B - Verfahren zur Herstellung von gegossenen Kolben - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von gegossenen Kolben

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DE1149504B
DE1149504B DEA30030A DEA0030030A DE1149504B DE 1149504 B DE1149504 B DE 1149504B DE A30030 A DEA30030 A DE A30030A DE A0030030 A DEA0030030 A DE A0030030A DE 1149504 B DE1149504 B DE 1149504B
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DE
Germany
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piston
hollow body
coil
pipe coil
cooling
Prior art date
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Pending
Application number
DEA30030A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Felix Lehner
Paul Wittstock
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VERBRENNUNGSMOTOREN PROF DR HA
Karl Schmidt GmbH
Original Assignee
VERBRENNUNGSMOTOREN PROF DR HA
Karl Schmidt GmbH
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Publication date
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Publication of DE1149504B publication Critical patent/DE1149504B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J1/00Pistons; Trunk pistons; Plungers
    • F16J1/09Pistons; Trunk pistons; Plungers with means for guiding fluids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0009Cylinders, pistons
    • B22D19/0027Cylinders, pistons pistons

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung von gegossenen Kolben Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gegossenen Kolben mit durchgehender Kolbenbolzenlagerung, insbesondere für Brennkraftmaschinen und Kompressoren, mit einem zentrischen Hohlraum, der durch Umgießen eines Hohlkörpers gebildet wird. Üblicherweise werden die Kolben entweder mit einem zerstörbaren Kern gegossen, oder mittels eines Dauerkernes, der aus dem Gußstück unversehrt herausgenommen wird und so immer wieder verwendet werden kann. Beim Kokillenguß muß der Konstrukteur speziell auf die Demontage Rücksicht nehmen, wodurch die Gestaltungsmöglichkeiten für den Gußkörper auch bei Anwendung mehrteiliger Kerne sehr weitgehend eingeschränkt sind.
  • Bei den bekannten sogenannten Stuhlkolben z. B. konnte zwar das Kolbenhemd mit dem Vorteil einer ununterbrochenen Kolbenlauffläche und der Formhaltigkeit bei Erwärmung rotationssymmetrisch ausgebildet werden, jedoch mußte hierbei der Kopf des Kolbens mit dem zylindrischen Schaft zu einem Bauteil vereinigt werden. Diese Ausbildung hat den Nachteil, daß zwischen Kolbenboden und Ringträger sehr leicht Brüche infolge von Biegungsbeansprung auftreten und daß Kolbenkopf und Lauffläche aus demselben Material hergestellt werden müssen, obwohl an diese Teile ganz verschiedene Anforderungen zu stellen sind. Bei Kolben dieser Art mit Zwangumlaufkühlung ist außerdem die Führung der Kühlkanäle schwierig. Man hat zu diesem Zweck offene Kanäle am Kolbenstuhl ausgeführt, welche durch die zu kühlenden Flächen des Kolbenbodens und des Kolbenhemdes abgedeckt werden. Diese Ausführungen sind verhältnismäßig kompliziert und daher teuer.
  • Es sind auch Gußkolben bekanntgeworden, bei welchen ein zur Kühlung dienender Hohlraum durch Mitgießen eines Hohlkörpers erzeugt wurde. Für die Herstellung solcher Kolben wurde das Ende des für den Kolbenguß erforderlichen Formkernes als den Hohlkörper zentrisch festhaltender Träger ausgebildet. Der Hohlkörper wurde mit einer Öffnung zum Abführen der beim Guß expandierenden Luft versehen, die an einen im Formkern angeordneten, nach außen mündenden Kanal angeschlossen war. Da bei dieser Ausführung der Hohlkörper an den Kern gebunden ist, sind dem Konstrukteur nur sehr wenig Gestaltungsmöglichkeiten gegeben. Ein Teil des Hohlkörpers muß aus dem Kolbenkörper herausragen, was im Falle der Verwendung des Hohlraumes zur Kühlung den Kühleffekt entsprechend heruntersetzt. Eine völlige Einschließung des Hohlraumes in den Kolbenkörper ist hier unmöglich. So kann der Hohlraum z. B. auch nicht zwischen einer durchgehenden Kolbenbolzenlagerung und dem Kolbenboden untergebracht werden.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, alle genannten Schwierigkeiten durch Anwendung eines Herstellungsverfahrens zu beheben, welches dem Konstrukteur die erwünschte Freizügigkeit bei der Gestaltung des Kolbens bietet. Die Erfindung besteht darin, daß der Hohlkörper an einer Rohrschlange und an die Enden der Rohrschlange am Augenkern befestigt und Hohlkörper samt Rohrschlange sodann völlig umgossen werden. Bei Anwendung dieses verhältnismäßig billigen Herstellungsverfahrens ist der Hohlkörper nicht am Kern befestigt, so daß dem Konstrukteur die Möglichkeit gegeben ist, den Kolben den hohen technischen Anforderungen wesentlich besser als bisher anzupassen. So ist z. B. eine organische Verbindung zwischen einem rotationssymmetrischen Kolbenkopf und einer durchgehenden starren Bolzenlagerung möglich.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich im übrigen wesentlich von anderen bisher bekanntgewordenen Gestaltungsvorschlägen für zu versteifende bzw. zu kühlende Maschinenteile, bei welchen verschieden großen Teile von Kühlrohren mit eingegossen werden. In einem Fall handelt es sich dabei um ein Gehäuse, bei dem die zugehörige Lagerbüchse mittels einer Kühlschlange in der Gußform des Gehäuses fixiert ist, wobei jedoch keines der beiden Teile in der Gußform gänzlich eingeschlossen ist. Dagegen ist es ein wesentliches Ziel der Erfindung, den an der Rohrschlange angebrachten zentrischen Hohlraum völlig in den Kolbenkörper einzugießen, so daß eine durchgehende Kolbenbolzenlagerung ermöglicht wird. Ebenso unterscheidet sich das Verfahren nach der Erfindung sowohl was die konstruktive als auch die funktionelle Zielsetzung betrifft, von dem Vorschlag, durch Eingießen eines Rohres in die Wandung von Gasmaschinenzylindern den betreffenden Zylinderteil zu verstärken.
  • Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingt es, einen Kolben herzustellen, der sämtliche Vorteile der bekannten Stuhlkolben aufweist und dabei deren erwähnte Nachteile vermeidet. Kolben nach dem erfindungsgemäßen Verfahren besitzen, was die Kühlung und Formbeständigkeit betrifft, optimale Wirkung, wenn der Hohlkörper und die Rohrschlange zwischen der Kolbenbolzenlagerung und dem Kolbenboden hintereinander angeordnet sind, wobei die Rohrschlange auf der Seite zum Kolbenboden liegt.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Kolbens nach der Erfindung dargestellt, und zwar in Fig. 1 in einem axialen und durch die Achse des Kolbenbolzens geführten Mittelschnitt, in Fig. 2 im Mittelschnitt nach der Linie II-11 der Fig. 1 und in Fig. 3 in Ansicht von unten.
  • Der Kolben besteht aus einem zentralen Teil 1 und dem über diesen gestülpten hohlzylindrischen Teil 2, welcher die Lauffläche bildet. Der zentrale Teil l weist einen Kopfteil l' auf, der als Ringträger ausgebildet ist und als solcher Nuten 3 für die Kolbenringe aufweist. Die Ringnuten zur Aufnahme der 01-abstreifringe am offenen Ende des Teiles 2 sind mit 29 bezeichnet. Der zentrale rotationssymmetrische Hohlraum 4 des Teiles 1 wird vom geschlossenen Blechhohlkörper 5 gebildet, der in den Körper 1 eingegossen ist. Der Innenraum des Blechhohlkörpers steht während des Gießens über ein in diesen eingesetztes Rohr 6 zwecks Druckausgleiches mit einem anderen Raum, z. B. der Atmosphäre, in Verbindung. Durch das Röhrchen 6 kann aber auch ein Kühlmittel, z. B. Luft, eingeführt werden, welches die Festigkeit des Blechhohlkörpers 5 während des Gießvorganges gewährleistet.
  • Für die Kolbenkühlung während des Betriebes ist im Kopfteil 1' nahe der oberen Stirnfläche 1" eine Rohrschlange 7 mit eingegossen, deren Windungen im allgemeinen koaxial zur Kolbenachse verlaufen und die möglichst nahe an diejenigen Stellen des Kolbenteiles 1 herangedrückt sind, welche in erster Linie die Wärme aus dem Zylinder aufnehmen. Die Enden 7' und 7" der Rohrschlange 7 verlaufen etwa in Achsrichtung des Kolbens und münden in die Aufnahmebohrung 8 für die Laufbüchse 9 des Kolbenbolzens ein. Vor dem Gießen des Teiles 1 wird der Blechhohlkörper 5 mit der Rohrschlange 7 mittels Verbindungselementen 5' verankert, und die Enden der Rohrschlange werden am Augenkern befestigt. Die Zu- und Ableitung des Kühlöles im Betrieb geschieht entsprechend den in Fig.1 eingetragenen Pfeilen 10 und 11 über Bohrungen 12 und 13 und am Umfang der Aufnahmebohrung 8 angeordnete Nuten 14 und 15. Die Zu- und Ableitung über entsprechende Posaunenrohre od. dgl. ist iri der Zeichnung nicht weiter dargestellt. Lediglich in den Fig. 2 und 3 sind Gewindebohrungen 16 zu erkennen, welche zur Befestigung eines entsprechenden Anschlußstückes für die Ölzuleitung dienen.
  • Der hohlzylindrische Teil t sitzt mit entsprechenden zylindrischen Sitzflächen 17 und 18 an seinen Enden am zentralen Teil t auf und ist unten mit Hilfe eines Flansches 19 und einer Anzahl Stiftschrauben 20 am zentralen Teil 1 in Richtung der Kolbenachse festgeschraubt. Der zwischen dem zentralen Teil 1 und dem hohlzylindrischen Teil 2 gebildete Ringraum 21 ist über schräg nach unten führende Kanäle 22 mit dem offenen Raum des Kolbens in Verbindung. Die gegenseitige Abdichtung der beiden Teile erfolgt im Bereich der oberen Sitzfläche 17 durch einen in eine Ringnut 23 eingelegten Gummiring 24.
  • Die mit dem nicht dargestellten Kolbenbolzen fest verbundene Pleuelstange durchsetzt die Büchse 9, zu welchem Zweck in dieser unten ein entsprechender Ausschnitt 30 vorgesehen ist.
  • Die Schmierung der Lauffläche der mittels einer radial verlaufenden Schraube 25 gegen Verdrehung gesicherten Büchse 9 erfolgt über eine Umfangsnut 26, welche im oberen Teil der Büchse 9 verläuft und mit Längsnuten 27 in Verbindung steht. Die Nut 26 ist mittels einer axial verlaufenden Nut 28 und einer Durchtrittsöffnung 31 mit der Ölzulaufnut 14 und in entsprechender Weise mit der ölablaufnut 15 in Verbindung.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Herstellen von gegossenen Kolben mit durchgehender Kolbenbolzenlagerung, insbesondere für Brennkraftmaschinen und Kompressoren, mit einem zentrischen Hohlraum, der durch Umgießen eines Hohlkörpers gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper an einer Rohrschlange und die Enden der Rohrschlange am Augenkern befestigt und Hohlkörper samt Rohrschlange sodann völlig umgossen werden.
  2. 2. Kolben, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (5) und die Rohrschlange (7) zwischen der Kolbenbolzenlagerung (8) und dem Kolbenboden (1") hintereinander angeordnet sind, wobei die Rohrschlange auf der Seite zum Kolbenboden liegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 224 360; österreichische Patentschrift Nr. 140 880; Gießerei 1957, Heft 20, S. 601.
DEA30030A 1957-08-13 1958-08-05 Verfahren zur Herstellung von gegossenen Kolben Pending DE1149504B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT534757A AT202289B (de) 1957-08-13 1957-08-13 Verfahren zur Herstellung von Gußkolben und danach hergestellter zweiteiliger Kolben

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1149504B true DE1149504B (de) 1963-05-30

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ID=3574792

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DEA30030A Pending DE1149504B (de) 1957-08-13 1958-08-05 Verfahren zur Herstellung von gegossenen Kolben

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AT (1) AT202289B (de)
CH (1) CH364324A (de)
DE (1) DE1149504B (de)

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AT140880B (de) * 1933-12-01 1935-03-11 Michael Gayer Vorrichtung zur Herstellung von Gußkolben, insbesondere für Motoren von Kraftfahrzeugen.

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CH364324A (de) 1962-09-15
AT202289B (de) 1959-02-25

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