DE19716702C2 - Metallische Gußformanordnung für einen Hubkolben sowie Hubkolben, insbesondere für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine me­ tallische Gußformanordnung für einen Hubkolben sowie einen Hubkolben, insbe­ sonders für Brennkraft­ maschinen, nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 3.

Die JP 3-229956 A zeigt ein bekanntes Ausführungsbeispiel. Ein Ma­ schinen- bzw. Motorkolben dieses Ausführungsbeispiels weist einen Ölkanal in Form eines ringförmigen Metallrohres auf. Beide offenen Enden des Rohres sind miteinander verbunden und geschlossen. Beim Gießvorgang wird der Ölkanal durch in einer inneren Gußform angeordnete Halteelemente gehalten.

Bei diesem bekannten Ausführungsbeispiel ist, jedoch ein Vor­ gang zum Verbinden beider Enden des Ölkanalrohres durch Schweißen oder Verstemmen (oder Stemmen) erforderlich, um einen fortlaufenden Ölkanal zu bilden. Dieser Vorgang erhöht die Herstellungskosten.

Zudem erhöhen auch die Halteelemente zum Positionieren des Ölkanals in der inneren Gußform die Kosten. Auch ist die An­ ordnung des Ölkanalrohres durch die Halteelemente in der inneren Gußform problematisch.

Des weiteren müssen bei dem bekannten Ausführungsbeispiel Einlaß- und Auslaßöffnungen für das Kühlöl nach dem Gießvor­ gang ausgebildet werden. Dieser zusätzliche Ausbildungsvor­ gang erhöht die Kosten und verkompliziert den Prozeß.

Die DE 20 58 410 B beschreibt einen Kolben für Brennkraftma­ schinen mit einem im Kolbenkopf angeordneten ringförmigen Kühlraum, der mit einer Zuflußbohrung und mit einer Abschluß­ bohrung für das Kühlmittel verbunden ist. Zusätzlich weist der Kolben eine exzentrisch angeordnete Brennraummulde auf, um die herum der Kühlraum gelegt ist. Der Kühlraum ist hierbei als offener, im Kolbenkopf eingebetteter Ring ausgebildet, an dessen einem Ende die Zuflußboh­ rung, und an dessen anderem Ende die Abschlußbohrung ange­ schlossen ist.

Die DE 38 07 986 C2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Brennkraftmaschinenkolbens sowie eine Preßform zur. Durchführung des Verfahrens. Hierbei ist entsprechend dem Ver­ fahren zur Herstellung eines Brennkraftmaschinenkolbens ein Umfangsbereich der obersten Ringnut durch einen anorganischen Fasereinsatz verstärkt und ein Ölkühlkanal durch einen lösli­ chen Kern ausgebildet. Daran wird der lösliche Kern durch eine an einem eine Wärmedehnung des Kolbens unterbindendenen Regel­ einsatz ausgebildete vorstehende Stützeinrichtung festgelegt, der lösliche Kern in ein Positionierteil einer Preßform einge­ setzt sowie der organische Fasereinsatz in eine Ringkehle ei­ nes unteren Formteils eingefügt.

Schließlich zeigt die Druckschrift DE 11 41 494 B einen ge­ kühlten Kolben für Brennkraftmaschinen mit einer eingegosse­ nen, aus einem einzigen Rohr bestehenden Kühlmittelleitung, die in zwei oder mehreren Windungen in Ebenen parallel zuein­ ander und senkrecht zur Kolbenachse im Bereich hinter und oberhalb der Ringpartie angeordnet ist. Hierbei sind die ein­ zelnen Windungen der Kühlmittelleitung durch haarnadelförmig gebogene Krümmungen verbunden und verlaufen den der Kühlmit­ telzu- und -ableitung dienenden Rohren parallel zur Kolbenach­ se. Die Windungen und die Rohrenden liegen innerhalb der Wand eines zur Kolbenachse koaxialen Hohlzylinders, deren Dicke et­ wa dem Rohrdurchmesser entspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausgestaltungs­ form für einen Hubkolben und eine Gußformanordnung zu schaffen, welche den Herstellungsvorgang vereinfacht und die Herstellungskosten vermindert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des An­ spruches 1 beziehungsweise 3 gelöst; der Unteranspruch 2 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.

Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Hubkolben mit einem Kolbenhauptkörper und einem Kühlölrohr geschaffen, welches einen Ölkanal bildet. Der Hauptkörper umfaßt einen Kolbenkopf bzw. -boden, welcher die Oberfläche des Kolbens festlegt. Das Kühlölrohr ist in den Kolbenkopf des Hauptkörpers eingefügt. Bei diesem Kolben weist das Kühlölrohr zumindest ein Zwischenrohrseg­ ment und erste und zweite Fortsätze auf, welche vom Zwi­ schensegment nach unten gerichtet von der Oberfläche weg verlaufen.

Das Kühlölrohr dient als Ölkanal im Kolben und besteht aus einem metallischen Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Das Kühlölrohr stellt beispielsweise ein Rohr aus Kupfer oder ein Rohr aus einer Aluminiumlegierung dar.

Das Kühlölrohr ist hohl und an den Enden des ersten und zweiten Fortsatzes offen. Ein offenes Ende wird als Öl­ einlaßöffnung und das andere als Ölauslaßöffnung verwendet. Somit bildet das Ölrohr einen vom einen Ende zum anderen Ende fortlaufenden Ölkanal.

Bei dieser Ausgestaltungsform des Hubkolbens ist der Vorgang zum Verbinden beider Enden sowie der Vorgang zum Ausbilden der Öleinlaß- als auch -auslaßöffnungen nicht er­ forderlich. Durch diese Ausgestaltungsform des Hubkolbens können die Herstellungskosten vermindert werden.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfin­ dung wird eine metallische Gußformanordnung für einen Ma­ schinenkolben mit äußeren und inneren Gußformen, einem Kühl­ ölrohr und einem Halteelement geschaffen. Die äußere Gußform stellt eine Form zur Festlegung der Außenform des Kolbens dar. Die innere Gußform gibt die Innenform des Kolbens vor. Das Halteelement hält das Kühlölrohr in der Gußformanord­ nung. Das Kühlölrohr umfaßt ein Zwischenrohrsegment und eine erste vom Zwischenrohrsegment zum ersten Rohrende in eine erste Richtung verlaufende Verlängerung bzw. Fortsatz. Das Halteelement wird durch die innere Gußform gestützt und weist einen ersten Haltestift zum Stützen des Kühlölrohres durch Abstützen des ersten Fortsatzes auf. Das Kühlölrohr kann ferner eine zweite vom Zwischensegment zum zweiten Rohrende in erster Richtung verlaufende Verlängerung bzw. Fortsatz aufweisen. Das Halteelement kann zudem einen zweiten Haltestift zum Halten des zweiten Rohrendes des Kühlölrohres zusätzlich zum ersten Haltestift zum Halten des ersten Rohrendes des Kühlölrohres umfassen.

Die Haltestifte sind in der inneren Gußform vorgesehen und beide Stifte sind in Axialrichtung des Kolbens entsprechend einem dargestellten Ausführungsbeispiel lösbar und entfern­ bar.

Jeder Haltestift des dargestellten Ausführungsbeispiels weist ein zylindrisches vorderes Ende auf, welches in eines der offenen Enden des Kühlölrohres paßt. Der Außendurchmes­ ser des vorderen Endes jedes Haltestiftes ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des hohlen zylinderförmigen Rohres, so daß das vordere Ende in ein Pumpenende feingepaßt ist. Jeder Haltestift des dargestellten Ausführungsbeispiels besteht aus einer runden Stange mit vorgegebenem Durchmesser und das vordere Ende weist einen im Vergleich zum Durchmes­ ser der runden Stange verminderten Durchmesser auf. Die vor­ deren Enden der Haltestifte schliessen die Enden des Kühlöl­ rohres und verhindern ein Eintreten von geschmolzenem Metall in den hohlen Innenraum des Rohres.

Bei der Gußformanordnung des dargestellten Ausführungsbei­ spiels ist das Zwischenrohrsegment ringförmig gebogen und sind die Haltestifte im wesentlichen senkrecht zum Zwischen­ rohrsegment angeordnet. Die ersten und zweiten Verlängerun­ gen bzw. Vorsprünge können kurz ausgebildet werden. In die­ sem Fall steht das Ölrohr nicht vom Kolbenhauptkörper vor und sind beide Enden des Ölrohres im Kolbenhauptkörper of­ fen. Nach dem den Kolbenhauptkörper einschließlich des Öl­ rohres während des abschließenden Gießens ausbildenden Guß­ vorgang werden die Haltestifte herausgezogen. Somit werden zwei Rohrenden gebildet, welche zur Innenseite des Kolben­ hauptelementes offen sind und als Öleinlaß und -auslaß die­ nen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Maschinenkolbens entspre­ chend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Unteransicht des Maschinenkolbens von Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht eines Ölkanals des Maschinenkolbens von Fig. 1;

Fig. 4 eine Ansicht des Ölkanals und der Haltestifte ent­ sprechend dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1;

Fig. 5 eine Schnittansicht einer Gußformanordnung für den Maschinenkolben von Fig. 1; und

Fig. 6 eine Schnittansicht der Gußformanordnung von Fig. 5.

Fig. 1 zeigt einen Kolben für einen Verbrennungsmotor ent­ sprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung.

Der in Fig. 1 dargestellte Kolben weist einen Körper 1 als Hauptkomponente auf. Der Kolbenhauptkörper 1 umfaßt einen Kolbenkopf oder -boden 2 sowie zumindest einen Kolbenmantel 3. Der Kolben weist ferner einen im Kolbenkopf 2 aufgenomme­ nen Ölkanal 4 auf.

Der Kolbenkopf 2 weist eine (obere oder) Oberseite 2a, wel­ che eine Verbrennungskammer festlegt, sowie eine (untere oder) Unterseite 2b im Hauptkörper 1 auf. Die Ober- und Un­ terseiten 2a und 2b stellen zwei gegenüberliegende in zwei gegenüberliegende Richtungen weisende Seiten dar. Das Kol­ benhauptelement 1 ist mit Nuten 5 zur Aufnahme von Kol­ benringen ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die obere Kolbenringnut durch ein verschleißfestes Element 6 in der Nut des Hauptkörpers 1 ausgebildet.

Der Kolbenhauptkörper 1 ist zudem mit Stiftnaben bzw. -augen 7 ausgestaltet, von denen jedes eine Stiftöffnung 8 zur Auf­ nahme eines Kolbenstiftes umfaßt.

Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, ist der Ölkanal 4 rohr­ förmig mit einem Zwischenrohrsegment 4a und ersten und zwei­ ten Verlängerungen bzw. Vorsprüngen 4b, welche sich von bei­ den Enden des Zwischenrohrsegmentes 4a erstrecken. Das Ölka­ nalrohr bzw. Ölrohr (oder Kühlölrohr) 4 besteht aus einem Material mit guter thermischer Leitfähigkeit, wie etwa Alu­ miniumlegierungen oder Kupfer. Das Zwischenrohrsegment 4a dieses Ausführungsbeispiels ist analog einem Ring gekrümmt und die gekrümmte Mittellinie des Zwischenrohrsegmentes 4a weist im wesentlichen die Form eines Kreisbogens auf. Die Axiallinie Y von Fig. 4 ist geradlinig und verläuft durch die Mitte des Kreises. Der Kreis liegt in der Ebene P von Fig. 4. Die Axiallinie Y ist senkrecht zur Ebene P des Krei­ ses. Der im Zentrum durch den Bogen begrenzte Winkel ist größer als 180° und kleiner als 360° beim in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungs­ beispiel beträgt der Winkel ungefähr 270°, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist.

Die ersten und zweiten Verlängerungen bzw. Fortsätze 4b er­ strecken sich vom ersten bzw. zweiten Ende des kreisförmigen Rohrsegmentes 4a. Jeder Fortsatz 4b weist ein unteres End­ segment auf, welches im wesentlichen geradlinig und parallel zur Axiallinie Y verläuft. Die ersten und zweiten Fortsätze 4b sind beide auf der gleichen Seite der Ebene P des Zwi­ schenrohrsegmentes 4a angeordnet und beide Fortsätze 4b ver­ laufen vom Zwischensegment 4a in der gleichen Richtung von der Ebene P weg. Jeder erste und zweite Fortsatz 4b ist vom Zwischensegment 4a gleichmäßig gebogen bzw. gekrümmt ausge­ bildet. Jeder Fortsatz 4b hat ein gebogenes Segment, welches sich gleichmäßig und gekrümmt von einem Ende des Zwischen­ segmentes zum oberen Ende des entsprechenden unteren End­ segmentes erstreckt. In Fig. 4 sind die ersten und zweiten Fortsätze 4b symmetrisch zur Axiallinie Y, so daß die Fort­ sätze spiegelbildlich zueinander sind. Die unteren Endseg­ mente der ersten und zweiten Fortsätze 4b sind zueinander parallel. Der Abstand zwischen den parallelen Segmenten der ersten und zweiten Fortsätze 4b ist kleiner als der Durch­ messer des Kreises des Zwischenrohrsegmentes 4a bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel. Das Zwi­ schenrohrsegment 4a und die gebogenen Segmente sowie geraden unteren Endsegmente der ersten und zweiten Fortsätze 4b sind alle integrale Bestandteile eines einzelnen fortlaufenden Rohres 4. Das Öl-(Kanal)rohr 4 dieses Ausführungsbeispiels weist die Form eines hohlen kreisförmigen Zylinders auf und hat im wesentlichen über die Länge von einem zum anderen Ende einen gleichförmigen Durchmesser.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist das Zwischenrohrsegment 4a unter der Oberseite 2a des Kolbenkopfes 2 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wirkt die Axialrichtung Y des Öl­ kanalrohres 4 mit der Achse oder Mittellinie des zylindri­ schen Kolbenhauptkörpers 1, wie in Fig. 2 dargestellt, zu­ sammen bzw. fällt mit ihr zusammen. Die Achse oder Mittel­ linie des Kolbenhauptkörpers 1 ist senkrecht zur Ebene P des Zwischenrohrsegmentes 4a. Das Zwischenrohrsegment 4a befin­ det sich auf dem Niveau der oberen Ringnut 5, welche durch das verschleißfeste Element 6, wie in Fig. 1 dargestellt, festgelegt ist. Das Zwischenrohrsegment 4a wird durch die obere Ringnut 5 umgeben. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Fortsatz 4b auf einer Seite einer Stiftnabe bzw. Stift­ auge 7 (auf der rechten Seite von Fig. 2) und der andere Fortsatz 4b auf der gleichen Seite der anderen Stiftnabe 7 angeordnet.

Der Kolbenhauptkörper 1 wird durch einen Gießvorgang ausge­ bildet und gleichzeitig der Ölkanal 4 zumindest teilweise im Kolbenhauptkörper 1 durch den Gießvorgang eingebettet. Nach Beendigung des Gießvorganges stellt der Ölkanal 4 einen integralen Bestandteil des Kolbens dar. Durch den Gießvor­ gang wird der Ölkanal 4 im Kolbenkopf 2 unter der Oberseite 2a auf ein derartiges Niveau versenkt, daß der kreisförmige Rohrabschnitt 4a des Ölkanals 4 durch das verschleißfeste Element 6 in der oberen Ringnut 5 konzentrisch umgeben wird. Innerhalb des Kolbenhauptkörpers 1 fällt die Achse Y des Öl­ kanals 4 im wesentlichen mit der Achse des Kolbenkörpers 1 zusammen. Die geraden Segmente der ersten und zweiten Fort­ sätze 4b erstrecken sich im wesentlichen parallel in nach unten gerichteter Richtung, wie in Fig. 1 dargestellt, vom Kolbenkopf 2 weg und sind, wie in Fig. 2 gezeigt, nach unten geöffnet.

Fig. 5 zeigt eine metallische Gußformanordnung (oder Matriz­ zenanordnung) zum Gießen des Kolbens mit darin angeordnetem Ölkanal 4.

Die Gußform- (oder Matrizen-)anordnung umfaßt eine innere Form (oder Kern) 10, welcher die innere Umfangsform des Kol­ benhauptkörpers 1 festlegt, sowie eine äußere Form 11 zum Festlegen der äußeren Umfangsform des Kolbenhauptkörpers 1.

Die innere Form bzw. Gußform 10 weist bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel ein zentrales Gleitelement 12 und ein Paar von bewegbaren Elementen zum Ausbilden der Stiftaugen 7 auf. Das zentrale Gleitelement 12 ist zwischen den bewegbaren Elemen­ ten (in Fig. 5 nicht dargestellt) angeordnet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das zentrale Gleitele­ ment 12 ein mittleres Element bzw. Block 12a und erste und zweite Seitenelemente bzw. -blöcke 12b und 12c auf. Das mit­ tige Element 12a ist in Sandwichform zwischen den Seitenele­ menten 12b und 12c, wie in Fig. 5 gezeigt, angeordnet. Die Seitenblöcke 12b und 12c sind derart ausgestaltet, daß sie Teile der inneren Umfangsoberfläche des Kolbenhauptkörpers 1 festlegen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die innere Gußform 10 mit einer Haltenut 13 ausgebildet, welche einen Teil des kreis­ förmigen Rohrsegmentes 4a des Ölkanals 4 hält, wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Das kreisförmige Rohrsegment 4a ist in die Haltenut 13 gepaßt. Bei diesem Ausführungsbei­ spiel weist die Nut 13 eine innere Oberfläche auf, welche über die äußere zylindrische Fläche des Ölkanalrohres 4 paßt. Im Querschnitt ist die innere Oberfläche der Haltenut 13 kreisbogenförmig. Die Haltenut 13 ist, wie in Fig. 6 dargestellt, im Seitenblock 12c ausgebildet.

Die Gußformanordnung weist zudem erste und zweite Haltestif­ te 14 auf. Die Haltestifte 14 sind bei diesem Ausführungs­ beispiel gerade und verlaufen im wesentlichen parallel zur Achse oder Kolbenmittellinie des Kolbenhauptkörpers 1. Die Haltestifte 14 sind von der inneren Gußform 10 entfernbar und lösbar vorgesehen.

Jeder Haltestift 14 weist ein mit einem bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel zylindrischen Vorsprung 14a ausgebildetes obe­ res Ende auf. Andererseits weist jeder Fortsatz 4b des Ölka­ nalrohres 4 ein nach unten geöffnetes offenes Ende 4c auf. Der Vorsprung 14a jedes Haltestiftes 14 ist derart ausge­ staltet, daß er in das kreisförmige offene Ende 4c des er­ sten und zweiten Fortsatzes 4b des Ölkanalrohres 4 paßt. Der Vorsprung 14a jedes Haltestiftes 14 weist einen Durchmesser auf, so daß er durch Einpassung ein offenes Ende 4c ver­ schließt und ein Eindringen von geschmolzenem Metall in den Ölkanal 4 beim Gießvorgang verhindert. Der Außendurchmesser der Haltestifte 14 entspricht im wesentlichen dem Außen­ durchmesser des Ölkanalrohres 4. Der Außendurchmesser der zylindrischen Vorsprünge 14a der Stifte 14 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Ölkanalrohres 4. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist jeder Stift 14 eine ring­ förmige abgestufte Oberfläche auf, welche den zylindrischen Vorsprung 14a umgibt und am entsprechenden Rohrende 4c des Ölkanalrohres 4 anstößt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Haltestifte 14 auf einer Seite eines der oben genannten bewegbaren Elemente an­ geordnet und ist die Haltenut 13 auf der anderen Seite des anderen bewegbaren Elementes ausgebildet.

Der Gießvorgang des Kolbenhauptkörpers 1 wird wie folgt aus­ geführt.

Zuerst wird das Ölkanalrohr 4 in der Gußform installiert, indem die offenen Enden 4c des Ölkanals 4 jeweils über die zylindrischen Vorsprünge 14a der Haltestifte 14 und das Zwi­ schenrohrsegment 4a in die Haltenut 13 gepaßt werden.

Die derart ausgebildete Anordnung der inneren Gußform 10, des Ölkanalrohres 4 und der Haltestifte 14 wird anschließend in die äußere Gußform 11 plaziert. Danach wird der Kolben­ hauptkörper 1 durch diesen ausgebildet.

Nach Beendigung des Gießvorganges werden die Haltestifte 14 aus dem durch den Gießvorgang ausgebildeten Kolbenhauptkör­ per 1 durch Herausziehen der Haltestifte 14 aus den Enden 4c des Ölkanalrohres 4 entfernt. Bei diesem Vorgang werden erste und zweite Verbindungsölkanäle (oder -öffnungen) 15a und 15b ausgebildet. Die ersten und zweiten Ölkanäle 15a und 15b verlaufen jeweils von den offenen Enden 4c des Ölkanal­ rohres 4 geradlinig, welches beim Gießen des Kolbenhauptkör­ pers 1 eingefügt wurde. Der erste Ölkanal 15a wird als Kühl­ öl-Einlaßkanal und der zweite Ölkanal 15b als Kühlöl-Auslaß­ kanal verwendet. Die Formen der Kanäle 15a und 15b werden durch die Haltestifte 14 bestimmt. Der erste Kanal 15a ist geradlinig und mit dem geraden Segment des ersten Fortsatzes 4b ausgerichtet. Der zweite Kanal 15b ist wiederum gerad­ linig und mit dem geraden Segment des zweiten Fortsatzes 4b ausgerichtet.

Nach der Entnahme der Haltestifte 14 aus dem Kolbenhauptkör­ per 1 werden das zentrische Element 12a, die Seitenelemente 12b und 12c sowie die bewegbaren Elemente in der genannten Reihenfolge entfernt. Bei diesem Entfernungsvorgang der inneren Gußform 10, der Haltestifte 14 und der äußeren Guß­ form 11 wird der integrale Kolbenguß des Kolbenhauptkörpers 1 und des Ölkanalrohres 4 erzeugt, welches einstückig in den Kolbenkopf 2 eingefügt ist.

Beim Kolbenguß des Kolbenhauptkörpers 1 und des Ölkanals 4 werden die Kolbenringnuten 5 in der in Umfangsrichtung ver­ laufenden Seitenwandfläche des Kolbenhauptkörpers 1 zwischen dem Kolbenkopf 2 und dem Kolbenmantel 3 ausgebildet. Des weiteren werden die Kolbenstiftöffnungen 8 in den Stiftaugen bzw. -naben 7 ausgestaltet.

Der Hubkolben wird in einen Zylinder einer Verbren­ nungsmaschine eingefügt und mit einer Kurbelwelle der Ma­ schine durch einen Kolbenstift, welcher durch die Kolben­ stiftöffnung 8 eingefügt ist, und eine Verbindungsstange verbunden. Bei der Maschine bzw. dem Motor wandelt der Kol­ ben einen Gasdruck in mechanische Bewegung um und überträgt die Kraft auf die Kurbelwelle in Form von Antriebskraft.

Beim Verbrennungsmotor ist der erste zu einem Ende 4c des Ölkanalrohres 4 führende Kanal (Öleinlaßöffnung) 15a zu einer Düsenöffnung einer Öldüse gerichtet, sowie der zweite Kanal (Ölauslaßöffnung) 15b zur Ölwanne gerichtet. Die Dü­ senöffnung ist dem Öleinlaßkanal 15a zugewandt und führt Kühlöl in das Ölkanalrohr 4 durch den Einlaßkanal 15a zu. Das Öl zirkuliert im Ölkanal 4 und strömt durch den zweiten Ölkanal 15b aus.

Das Öl im Ölkanalrohr 4 kühlt den Kolbenkopf 2 und dessen Umgebung und verhindert ein Überhitzen des Kolbens. Somit kann der Kolben gleichmäßig im Schmierzustand im Zylinder bewegt werden.

Beim Gießvorgang des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird das Ölkanalrohr 4 präzise positioniert und eng durch die Haltestifte 14 und die Haltenut 13 gehalten. Demzufolge wer­ den beim Gießvorgang keine zusätzlichen speziellen Elemente zur Positionierung des Ölkanals 4 in der inneren Gußform 10 benötigt. Bei diesem Vorgang kann die Anzahl an erforderli­ chen Bauteilen vermindert und demgemäß die Herstellungsko­ sten beträchtlich reduziert werden. Bei diesem Ausführungs­ beispiel kann die Gußformanordnung ein Eindringen von ge­ schmolzenem Metall in den Ölkanal 4 auf zuverlässige Weise verhindern.

Bei diesem Prozeß werden die Öleinlaß- und -auslaßöffnungen 15a und 15b durch Herausziehen der Haltestifte 14 ausgebil­ det. Dieses System benötigt keinen zusätzlichen Vorgang, um die Öleinlaß- und -auslaßöffnungen auszubilden und demgemäß werden die Kosten weiter reduziert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Ölkanal 4 nicht von der äußeren Gußform 11 gestützt. Stattdessen wird der Ölka­ nal 4 in der inneren Gußform 10 angeordnet und durch diese gestützt. Folglich kann geschmolzenes Material gleichmäßig strömen, ohne durch Halteelemente blockiert zu werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der kreisför­ mige Abschnitt 4a des Ölkanalrohres 4 nicht vollständig im Kolbenkopf 2 aufgenommen. Der kreisförmige Abschnitt 4a des Ölkanalrohres 4 ist teilweise von der Unterseite 2b des Kol­ benkopfes 2, wie in Fig. 1 dargestellt, freigelegt.

Es ist jedoch möglich, den kreisförmigen Abschnitt 4a des Ölkanalrohres 4 im Kolbenhauptkörper 1 durch den Gießvorgang entsprechend der vorliegenden Erfindung vollständig einzu­ betten. Hierbei wird der Ölkanal 4 lediglich durch die Hal­ testifte 14 (ohne die Haltenut 13) in der Gußformanordnung angeordnet sowie durch diese gestützt und der Kolbenhaupt­ körper 1 durch den Gießvorgang mit dieser Gußformanordnung ausgebildet. Der kreisförmige Abschnitt 4a des Ölkanals 4 wird vollständig im Kolbenkopf 2 versenkt und in diesen ein­ gebaut sowie die Erscheinungsform des Kolbens verbessert.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Fortsätze 4b des Ölkanals 4 relativ kurz und werden die Einlaß- und -aus­ laßöffnungen 15a und 15b durch Herausziehen der Haltestifte 14 ausgebildet. Es ist möglich, die Fortsätze 4b des Ölka­ nalrohres 4 länger und stattdessen die Öffnungen 15a und 15b kürzer auszugestalten oder die Öffnungen 15a und 15b voll­ ständig wegzulassen.

Im umgekehrten Sinne besteht auch die Möglichkeit, die Fort­ sätze 4b kürzer auszugestalten. Hierbei öffnen sich die Rohrenden 4c des Ölkanalrohres im Kolbenhauptkörper 1, ohne vom Hauptkörper 1 vorzustehen.

Auf diese Weise können der Gußvorgang und die Kolbenanord­ nung die Vorgänge zur Kolbenherstellung vereinfachen und die Herstellungskosten beträchtlich vermindern.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung einen Ma­ schinenkolben mit einem Kolbenhauptkörper 1, welcher einen Kolbenkopf 2 aufweist, sowie mit einem Kühlölkanal 4 in Form eines Metallrohres, welches einstückig in den Kolbenkopf 2 durch einen Gießvorgang des Hauptkörpers 1 eingefügt ist. Der Ölkanal 4 weist ein Zwischensegment 4a, welches kreisbo­ genförmig unter der Oberfläche des Kolbens gekrümmt ist, so­ wie erste und zweite Fortsätze 4b auf, welche jeweils von beiden Enden des Zwischensegmentes 4a in Richtung nach unten von der Oberfläche des Kolbens entlang der Achse des Kolbens weg verlaufen. Diese Ausgestaltung des Maschinenkolbens er­ leichtert den Herstellungsvorgang des Kolbens und vermindert die Herstellungskosten.

Claims (3)

1. Metallische Gußformanordnung für einen Hubkolben, insbesonders für Brennkraftmaschinen

• 1. mit einer äußeren Gußform (11) zum Festlegen der Außen­ form des Kolbens;
• 2. mit einer inneren Gußform (10) zum Festlegen der Innen­ form des Kolbens;
• 3. mit einem Element (4) zur Führung eines Kühlmediums im Kolben und
• 4. mit einem Halteelement (14) zum Halten des Elementes (4);

dadurch gekennzeichnet, daß das Element (4) ein Kühlölrohr ist, welches ein Zwischenrohrsegment (4a) sowie erste und zweite Fortsätze (4b) aufweist, welche jeweils von beiden Enden des Zwischenrohrsegmentes (4a) zu ersten und zweiten Rohrenden (4c) im wesentlichen entlang der Hubrichtung des Kolbens verlaufen, und daß das Halteelement (14) er­ ste und zweite Haltestifte aufweist, welche durch die inne­ re Gußform (10) entfernbar gestützt sind und im wesentli­ chen entlang der Hubrichtung verlaufen, wobei die ersten und zweiten Stiftenden (14a) in die Rohrenden passen.

2. Metallische Gußformanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die innere Gußform (10) mit einer Hal­ tenut (13) zum Halten des Zwischenrohrsegmentes des Kühlöl­ rohres (4) ausgebildet ist, und daß das Zwischenrohrsegment (4a) des Kühlölrohres (4) einen oberen Bereich, welcher im Hohlraum zwischen den inneren und äußeren Gußformen freige­ legt ist, und einen unteren Bereich aufweist, welcher in die Haltenut (13) der inneren Gußform (10) paßt und einge­ baut ist.

3. Hubkolben, insbesonders für Brennkraftmaschinen, mit einem Hauptkörper (1), welcher einen Kolbenkopf (2) aufweist, und mit einem Kühlölkanal (4), welcher im Kolben­ kopf (2) ausgebildet ist; wobei
der Kühlölkanal durch ein Kühl­ ölrohr (4) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlölrohr (4) ein kreisförmiges Zwi­ schenrohrsegment (4a) sowie erste und zweite Fortsätze (4b) umfaßt, die von beiden Enden des Zwischenrohrsegmentes (4a) jeweils zu ersten und zweiten Rohrenden (4c) in Richtung nach unten vom Kolbenkopf (2) wegverlaufen und daß der Hauptkörper (1) einen ersten geraden Ölkanal (15a), welcher vom ersten Rohrende in Richtung nach unten verläuft, und einen zweiten geraden Ölkanal (15b) aufweist, welcher vom zweiten Rohrende in Richtung nach unten verläuft; und
daß das Zwischenrohrsegment (4a) des Kühlölrohrs (4) einen oberen Bereich, welcher an einer Unterseite des Kolbenkop­ fes (2) eingebettet ist, und einen unteren Bereich auf­ weist, welcher von der Unterseite des Kolbenkopfes (2) freigelegt ist.