DE19701085A1

DE19701085A1 - Verfahren und Anordnung zum Herstellen eines Ringträgerkolbens

Info

Publication number: DE19701085A1
Application number: DE1997101085
Authority: DE
Inventors: Gregor Mueller
Original assignee: Kolbenschmidt AG
Current assignee: Kolbenschmidt AG
Priority date: 1997-01-15
Filing date: 1997-01-15
Publication date: 1998-07-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines einen eingegossenen Ringträger aufweisenden Kolbens für Brennkraftmaschinen, mit einem im Bereich hinter dem Ringträger verlaufenden Kühlkanal.

Bislang werden der zumeist alfinierte Ringträger und ein wasserlöslicher Salzkern unabhängig voneinander in der Gießform durch Haltestifte oder Haltepinolen gestützt. Es müssen also sowohl für den Salzkern wie auch für den Ringträger in der Gießform geeignete Halterungen oder Auflager vorgesehen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zum Herstellen eines Kolbens der genannten Art derart zu verbessern, daß das Gießwerkzeug herstellungstechnisch vereinfacht wird, so daß sich im Hinblick auf die Genauigkeit, Reparatur sowie die Anzahl der für das Gießwerkzeug benötigten Teile Vorteile ergeben, insbesondere soll die Anzahl der vorzusehenden Haltestifte oder -pinolen reduziert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ringträger beim Gießprozeß von einem in die Gießform eingesetzten Kern zur Bildung des Kühlkanals gehalten wird und daß hierfür den Ringträger am Kern festlegende Haltemittel verwendet werden.

Es wird also erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Ringträger beim Gießprozeß nicht auf Haltestiften oder -pinolen innerhalb des Gießwerkzeugs aufzulegen, sondern durch Haltemittel an einem zumindest als Salzkern ausgebildeten Kern zu befestigen, so daß Salzkern und Ringträger als Bauteileverbund in die Gießform eingesetzt werden.

Die Haltemittel sind vorzugsweise stiftförmig, oder es werden in ebenso vorteilhafter Weise Federlamellen verwendet.

Die Haltemittel können beim Herstellen des Salzkerns mit einem Ende in diesen eingepreßt werden. Es ist aber auch denkbar, daß in den fertig hergestellten Salzkern eine Ausnehmung eingebracht wird, in welche ein Haltemittel mit einem freien Ende eingepreßt oder eingeklebt werden kann. Die Ausnehmung wird vorzugsweise in Form einer Bohrung angebracht.

Bei geeigneter Formgebung und federnder Ausbildung der Haltemittel ist es auch denkbar, diese auf den Salzkern aufzuklipsen.

An der vom Salzkern fernliegenden Seite der Haltemittel wird der Ringträger befestigt. Dies erfolgt vorzugsweise dadurch, daß die Haltemittel an der konzentrisch umlaufenden Innenseite des Ringträgers befestigt werden. In ganz besonders vorteilhafter Weise werden die Haltemittel an einer an der Innenseite des Ringträgers vorgesehenen Nut oder Rille befestigt. Die Haltemittel sind hierfür federnd ausgebildet, und werden mit ihrem radial äußeren Ende in die Nut oder Rille eingeklipst oder eingeklemmt.

Salzkern und daran befestigte Haltemittel werden nach einem weiteren bevorzugten Erfindungsgedanken in eine Tragstellung mit dem Ringträger gebracht, indem sie über eine senkrecht zur Ringträgerebene verlaufende Nut an der Innenseite des Ringträgers eingeführt und dann durch Verdrehen des Ringträgers gegenüber dem Salzkern in eine an der Innenseite des Ringträgers konzentrisch umlaufende Nut oder Rille gelangen und so in eine Klemmstellung gebracht werden.

Es wird also erfindungsgemäß ein Bauteileverbund aus Ringträger, Haltemittel und Salzkern gefertigt, der dann in vorteilhafter Weise alfiniert und anschließend in das Gießwerkzeug eingesetzt wird.

Die Erfindung betrifft gleichermaßen eine Anordnung aus Ringträger und Salzkern zur Herstellung eines Ringträgerkolbens für Brennkraftmaschinen, mit einem im Bereich hinter dem Ringträger verlaufenden Kühlkanal, die dadurch gekennzeichnet ist, daß für den Gießprozeß der Ringträger über Haltemittel unverlierbar am Salzkern gehalten ist.

Bevorzugte Ausführungsformen dieser Anordnung ergeben sich aus den Ansprüchen 11 bis 20.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einzelner Ausführungsbeispiele einer bevorzugten Anordnung von Ringträger und Salzkern. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die pleuelschwingebene eines gegossenen noch nicht bearbeiteten Kolbenrohlings;

Fig. 2 einen Schnitt gesehen in Richtung der Pfeile II-II in Fig. 1;

Fig. 3 bis 6 einzelne Ausführungsbeispiele für die Halterung eines Ringträgers an einem Salzkern.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Kolbenrohling 2 unmittelbar nach dem Gießprozeß mit eingegossenem Ringträger 4 und wasserlöslichem Salzkern 6. Die spätere Kontur des Kolbens nach der spanabhebenden Bearbeitung ist in Form unterbrochener Linien 8 dargestellt; man erkennt die Gestaltung des Kolbenbodens sowie das noch auszubildende Ringfeld.

Der Ringträger 4 ist auf Höhe des nach Auflösung des Salzkerns 6 zu bildenden Kühlkanals vorgesehen.

Zum Stützen des Ringträgers in der Gießform sind keinerlei Haltestifte oder -pinolen vorgesehen, sondern der Ringträger 4 ist über Haltemittel 10 am Salzkern 6 befestigt. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, sind jeweils im Winkel von 120° zueinander angeordnete Haltemittel 10 in Form von Federlamellen 12 vorgesehen. Die Federlamellen 12 sind einenends am Salzkern 6 gehalten. Sie sind entweder beim Herstellungsprozeß des Salzkerns 6 in diesen eingebettet worden, oder sie sind in eine in den fertigen Salzkern 6 eingebrachte Bohrung eingepreßt oder eingesteckt und verklebt.

Das Gießen "ohne Haltestifte oder -pinolen" vereinfacht nicht nur das Gießwerkzeug erheblich, sondern der Konstrukteur ist in der Entwicklungsphase des Kolbens im Hinblick auf die Düsenlage oder die Bewerkstelligung des Kühlvorgangs flexibler.

Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung aus Ringträger 4 und Salzkern 6 zeigt ein im Querschnitt in etwa Z- bzw. nach zwei entgegengesetzten Richtungen abgekröpft ausgebildetes Haltemittel 14, durch welches die Anordnung von Ringträger 4 und Salzkern 6 auf unterschiedlicher Höhe in Kolbenlängsrichtung ermöglicht wird. Fig. 4 zeigt ein Haltemittel 16, dessen freie Enden 18 und 20 zum Ringträger 4 bzw. Salzkern 6 in einer gemeinsamen Ebene, also auf gleicher Höhe bezüglich der Kolbenlängsachse verlaufen. Zwischen den freien Enden 18, 20 des Haltemittels 16 ist ein bogenförmiger Abschnitt 22 vorgesehen, der sich aus der vorstehend genannten Ebene erhebt, und somit eine elastische Nachgiebigkeit des Haltemittels 16 in der genannten Ebene erzeugt. Wenn das Haltemittel 16 mit seinem freien Ende 20 am Salzkern 6 gehalten ist, so kann es mit seinem anderen Ende 18 über die abgerundete Innenseite 24 des Ringträgers 4 gleiten und dann in eine an der Innenseite 24 des Ringträgers 4 vorgesehene Rille 28 federnd einschnappen.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Anordnung mit einem in der Ansicht der Fig. 5 L-förmigen Haltemittel 30, welches in Kolbenachsenrichtung von oben in den Salzkern 6 eingesteckt ist. Der korrespondierende Ringträger 4' weist an seiner Innenseite 32 eine in Kolbenachsenrichtung verlaufende Nut 34 auf, durch welche das Haltemittel 30 mit seinem freien Ende 36 eingeführt werden kann. Die Nut 34 mündet in einer wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen konzentrisch umlaufenden Rille 38. Wenn das freie Ende 36 des Haltemittels 30 durch die Nut 34 eingeführt wurde und an eine Flanke der konzentrischen Nut 38 anliegt, werden Ringträger 4' und Salzkern 6 gegeneinander verdreht, so daß das freie Ende 36 des Haltemittels 30 in eine Klemmstellung in der Rille 38 gelangt.

Schließlich zeigt Fig. 6 eine Ausführungsform mit einem der Außenkontur des Salzkerns 6 entsprechend angepaßten Haltemittel 40, welches federelastisch ausgebildet in Richtung des Pfeils 41 auf den Salzkern 6 aufklipsbar ist. Um zu verhindern, daß sich das Haltemittel 40 während des Gießens vom Salzkern 6 löst, ist das den Salzkern 6 bandförmig umgreifende Haltemittel 40 im Bereich seines freien Endes 42 durch ein geeignetes Fixiermittel 44 am Salzkern 6 befestigt.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines einen eingegossenen Ringträger (4, 4') aufweisenden Kolbens (2) für Brennkraftmaschinen, mit einem im Bereich hinter dem Ringträger (4, 4') verlaufenden Kühlkanal, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringträger (4, 4') beim Gießprozeß von einem in die Gießform eingesetzten Kern (6) zur Bildung des Kühlkanals gehalten wird und daß hierfür den Ringträger (4, 4') am Kern (6) festlegende Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) beim Herstellen des Kerns (6) mit einem Ende in diesen eingepreßt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kern (6) eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Endes eines Haltemittels (10, 14, 22, 30, 40) eingebracht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) auf den Kern (6) aufgeklipst werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) an der Innenseite (24, 32) des Ringträgers (4, 4') befestigt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) an einer an der Innenseite (24, 32) des Ringträgers (4, 4') vorgesehenen Nut oder Rille (28, 38) befestigt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß stiftförmige Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) verwendet werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) in der Form von Federlamellen verwendet werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) an dem Kern (6) befestigt werden und daß die Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) in eine Tragstellung mit dem Ringträger (4, 4') gebracht werden, indem sie über eine senkrecht zur Ringträgerebene verlaufende Nut (34) an der Innenseite (32) des Ringträgers (4, 4') eingeführt und dann durch Verdrehen des Ringträgers (4, 4') gegenüber dem Kern (6) in eine an der Innenseite (32) des Ringträgers (4, 4') konzentrisch umlaufende Nut oder Rille (38) in eine Klemmstellung gebracht werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gebildete Verbund aus Ringträger (4, 4'), Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) und Kern (6) alfiniert wird.

11. Anordnung aus Ringträger und Kern (6) zur Herstellung eines einen eingegossenen Ringträger (4, 4') aufweisenden Kolbens (2) für Brennkraftmaschinen, mit einem im Bereich hinter dem Ringträger (4, 4') verlaufenden Kühlkanal, dadurch gekennzeichnet, daß für den Gießprozeß der Ringträger (4, 4') über Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) unverlierbar am Kern (6) gehalten ist.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) an der Innenseite (24, 32) des Ringträgers (4, 4') befestigt sind.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) an der Innenseite (24, 32) des Ringträgers in eine Klemmstellung gebracht sind.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) an einer an der Innenseite (24, 32) des Ringträgers (4, 4') vorgesehenen Nut oder Rille (28, 38) geklemmt sind.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) stiftförmige Enden aufweisen, mit denen sie in den Kern (6) eingepreßt sind.

16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kern (6) eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Endes eines Haltemittels (10, 14, 22, 30, 40) eingebracht ist.

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) von Federlamellen gebildet sind, die in eine Klipsstellung am Ringträger gebracht sind.

18. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) derart ausgebildet sind, daß der Ringträger auf der Höhe des Kern (6) oder geringfügig darüber oder darunter gehalten werden kann.

19. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) Z- oder L-förmig ausgebildet sind.

20. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Haltemittel (10, 14, 22, 30, 40) mit ihren Enden in einer Ebene erstrecken und einen bogenförmig gewölbten Mittelteil (22) aufweisen.