DE19804168A1

DE19804168A1 - Stützen für einen lösbaren Kern

Info

Publication number: DE19804168A1
Application number: DE1998104168
Authority: DE
Inventors: Hideki Itoh; Kazuhiro Yamada
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1997-02-17
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 1998-08-20
Also published as: JP3548369B2; JPH10225748A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Stützen für einen lösba ren Kern, um einen Kühlhohlraum in einem Kolben für Verbren nungsmotoren auszubilden.

Einige Kolben für Verbrennungsmotoren weisen eine hohe Wär mebelastung, wie etwa Kolben für Dieselmotoren, auf und ha ben einen Hohlraum für Kühlöl. Der Kühlhohlraum wird derart ausgebildet, daß ein lösbarer Kern in einer Gußform durch Stützen an einer vorgegebenen Position angeordnet, ge schmolzenes Metall in die Form eingespritzt, um den Kolben bzw. das Kolbenwerkstück auszubilden, und der lösbare Kern anschließend zersetzt bzw. aufgelöst und entfernt wird. Die Stützen für den lösbaren Kern dienen zur Ausgestaltung von Zuführ- und Abführkanälen für Kühlöl im Kolben, welche mit dem Kühlhohlraum bzw. Kühlraum verbunden sind. Eine ähnliche Anordnung ist etwa in JP-A 2-123260 beschrieben.

Bei derartigen bekannten Kolben für Verbrennungsmotoren sind jedoch die Stützen für den lösbaren Kern im wesentlichen vertikal an der vorgegebenen Position in der Gußform ange ordnet.

Somit bedingt die am Oberteil bzw. Kranz des Kolbens ausge bildete Volumenzunahme der Verbrennungskammer, daß die Innenwand der Verbrennungskammer sich den Stützen annähert, wodurch die Dicke des Kolbens in der Nähe der Stützen ver mindert sowie dessen Festigkeit verringert wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Stützen für einen lösbaren Kern zu schaffen, welche die Ausbildung von Kolben für Verbrennungsmotoren mit stabiler Festigkeit ermöglichen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspru ches 1 oder 6 gelöst; die Unteransprüche haben bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung zum Inhalt.

Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung für einen Verbrennungsmotor geschaffen:
mit einer Gußform;
mit einem lösbaren Kern in der Gußform, wobei der lösbare Kern einen Hohlraum in einem Kolben mit einem Außenumfang bildet; und
mit einer in der Gußform angeordneten Stütze, welche den lösbaren Kern an einer vorgegebenen Position in der Gußform hält, eine zum Außenumfang des Kolbens geneigte Mittellinie aufweist, ein Ende umfaßt, welches den lösbaren Kern be rührt, sowie auf der Seite des Außenumfanges des Kolbens an geordnet ist.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfin dung wird eine Anordnung für einen Verbrennungsmotor ge schaffen:
mit einer Gußform;
mit einer in der Gußform angeordneten Einrichtung zum Aus bilden eines Hohlraumes in dem Kolben, welcher einen Außen umfang aufweist; und
mit einer Einrichtung zum Halten des lösbaren Kerns an einer vorgegebenen Position in der Gußform, wobei die Mittellinie der Halteeinrichtung zum Außenumfang des Kolbens geneigt ist, ein Ende der Halteeinrichtung den lösbaren Kern berührt sowie die Halteeinrichtung auf der Seite des Außenumfangs des Kolbens angeordnet ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung ersichtlich. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausfüh rungsbeispieles der Stützen für einen lösbaren Kern entsprechend der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht des durch die Stützen gehaltenen und in der Form an einer vorgegebenen Position ange ordneten lösbaren Kerns;

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Teils des in der Gußform erzielten Kolbens; und

Fig. 4 eine Fig. 1 ähnliche Ansicht eines zweiten Ausfüh rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile in allen Ansichten. Nachfolgend werden die die vor liegenden Erfindung verkörpernden Stützen für einen lösbaren Kern beschrieben.

Die Fig. 1-3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung. In den Fig. 1 und 2 umfaßt eine Gußform 1 eine Außenform 3A und einen Formkern 3B. In Fig. 3 ist ein lösbarer Kern 4 derart angeordnet, daß er in einem Kolben 2 an einer vorgegebenen Position einen Kühlhohlraum bildet. Der lösbare Kern 4 weist einen ringförmigen Kern mit Salz als Hauptbestandteil auf.

Stützen 6 sind am Formkern 3B an vorgegebenen Positionen an geordnet, um den lösbaren Kern 4 zu halten bzw. zu stützen. Beim ersten Ausführungsbeispiel sind zwei Stützen 6 vorgese hen sowie symmetrisch angeordnet. Jede Stütze 6 weist die Form eines mit Kopf versehenen Kegels oder Konus sowie eine Mittellinie C auf, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, welche zum Außenumfang des Kolbens 2 derart geneigt ist, daß ein den lösbaren Kern 4 berührendes Ende auf der Seite des Außenumfanges des Kolbens 2 angeordnet ist. Das Ende der Stütze 6 ist mit einer konkaven Fläche 7 ausgestaltet, wel che entlang dem Außenumfang des lösbaren Kerns 4 gekrümmt ist. Die Stütze 6 kann in stabiler Form den lösbaren Kern 4 durch die konkave Fläche 7 stützen bzw. halten. Ein Stift 8 ist am Ende der Stütze 6 angeordnet. Der Stift 8 greift in eine in dem lösbaren Kern 4 ausgebildete Öffnung zur einfa chen Positionierung des Kerns ein.

Beim ersten Ausführungsbeispiel wird der Kolben 2 in der folgenden Form erzielt. Der Formkern 3B ist in der Außenform 3A angeordnet, um die Gußform 1 in ihrer Gesamtheit auszu bilden. Die Stützen 6 werden auf dem Formkern 3B an den vor gegebenen Positionen angeordnet, wobei das Ende zum Halten des lösbaren Kerns 4 jeder Stütze in der vorgegebenen Posi tion in der Gußform 1 ist. Die vorgegebene Position der Guß form 1 für den lösbaren Kern 4 entspricht dessen Position, in welcher das Oberteil bzw. der Kranz 2a des Kolbens 2 aus gebildet wird, und ist beim ersten Ausführungsbeispiel um eine Verbrennungskammer 10 angeordnet, welche im Kranz 2a des Kolbens 2 ausgebildet ist, wie Fig. 3 zeigt.

Das Halten des lösbaren Kerns 4 durch die Stützen 6 wird da durch sichergestellt, daß der Außenumfang des lösbaren Kerns 4 durch die konkaven Flächen 7 der Stützen 6 gestützt wird sowie die Stifte 8 der Stützen 6 in die Öffnungen 9 des lös baren Kerns 4 eingreifen.

Ein verschleißfester Ring 12 ist in der Gußform 1 an einer vorgegebenen Position, d. h. an einer Position, an welcher eine Kolbenringnut 11 ausgebildet ist, angeordnet und wird von einem Kolben-Werkstück umgeben.

Ein geschmolzenes Metall, wie etwa eine Aluminiumlegierung, wird durch einen nicht dargestellten Angußkanal in die Guß form 1 eingespritzt, wobei der lösbare Kern 4 darin angeord net ist, um das Kolben-Werkstück spritzzugießen. Zu diesem Zeitpunkt ist der lösbare Kern 4 von dem Kolben-Werkstück umgeben. Auch der verschleißfeste Ring 12 ist davon umgeben.

Nach dem Gießen wird das Kolben-Werkstück aus der Gußform 1 entfernt. Insbesondere wird nach dem Lösen des Formkerns 3B mit den Stützen 6 und der äußeren Gußform 3A das Kolben-Werkstück aus der Gußform 1 entfernt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Stützen 6, welche das Halten des lösbaren Kerns 4 beenden, vom lösbaren Kern getrennt und vom Kolben-Werkstück gelöst, so daß Kühlöl-Zuführ- und Abführkanäle 13 im Kol ben-Werkstück gebildet werden.

Der lösbare Kern 4 wird aufgelöst und durch Einspritzen von Wasser, etc. aus den Zuführ- und Abführkanälen 13 entfernt. Hierdurch wird der Kühlhohlraum 5 im Kolben-Werkstück ausge staltet, und ist mit den Zuführ- und Abführkanälen 13 ver bunden.

Anschließend wird das Kolben-Werkstück an vorgegebenen- Posi tionen bearbeitet. Insbesondere wird eine Oberteil bzw. Kro nenfläche 2b und der Körper 2c bearbeitet, um Kolbenringnu ten 11, 14, 15 und eine nicht dargestellte Kolbenbolzenöff nung, etc. auszubilden. Somit wird der Kolben 2 für Verbren nungsmotoren bzw. -maschinen, wie in Fig. 3 dargestellt, erzielt.

Bei Einsatz des in einem nicht dargestellten Verbrennungsmo tor eingebauten Kolbens 2 wird der Kolben 2 durch Kühlöl ge kühlt, welches von den Zuführ- und Abführkanälen 13 zum Kühlhohlraum 5 zirkuliert.

Jede Stütze 6 für den lösbaren Kern 4 ist derart geneigt, daß das Ende auf der Seite des Außenumfanges des Kolbens 2 positioniert ist. Somit muß die Dicke der Krone 2a zwischen der Verbrennungskammer 10 und den durch die Stütze 6 ausge bildeten Zuführ- und Abführkanäle 13 nicht schmal sein, selbst wenn die Verbrennungskammer mit großem Volumen in der Krone bzw. dem Kranz 2a des Kolbens 2 ausgebildet wird.

Demgemäß werden Stützen 6 für den lösbaren Kern 4 erzielt, welche eine Ausbildung des Kolbens 2 mit stabiler Festigkeit ermöglichen.

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung, welches im wesentlichen dem ersten Ausfüh rungsbeispiel entspricht, ausgenommen daß der Körper der Stütze 6 teilweise abgeschnitten ist, um ein verjüngtes Ende zu erhalten. Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist die Stütze 6 derart angeordnet, daß sie mit einer Hufeisenfläche 6a der Mittellinie des Kolbens 2 zugewandt ist. Demgemäß ist die Mittellinie C der Stütze 6 zum Außenumfang des Kolbens 2 ge neigt.

Das zweite Ausführungsbeispiel erzielt die gleichen Wirkun gen wie das erste Ausführungsbeispiel.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung Stützen 6 für einen lösbaren Kern 4, um einen Kühlhohlraum 5 in einem Kolben 2 für Verbrennungsmaschinen auszubilden, wobei die Stützen 6 in einer Gußform 1 an einer vorgegebenen Position angeordnet sind. Jede Stütze 6 weist eine Mittellinie, wel che zum Außenumfang des Kolbens 2 geneigt ist, sowie ein En de auf, welches den lösbaren Kern 4 berührt und auf der Sei te des Außenumfanges des Kolbens 2 angeordnet ist.

Obgleich die vorliegende Erfindung in Verbindung mit dem be vorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ist die Er findung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt und es können verschiedene Änderungen und Modifikationen durch geführt werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu ver lassen. Beispielsweise beträgt die Anzahl der Stützen 6 bei den Ausführungsbeispielen zwei, es können alternativ auch drei oder mehr Stützen eingesetzt werden.

Claims

1. Anordnung für eine Verbrennungsmaschine:
mit einer Gußform (1);
mit einem lösbaren Kern (4), welcher in der Gußform (1) angeordnet ist und einen Hohlraum (5) in einem Kolben (2) bildet, wobei der Kolben (2) einen Außenumfang auf weist; und
mit einer in der Gußform (1) angeordneten Stütze (6), welche den lösbaren Kern (4) an einer vorgegebenen Posi tion in der Gußform (1) hält, eine Mittellinie aufweist, die zum Außenumfang des Kolbens (2) geneigt ist, sowie ein Ende umfaßt, welches den lösbaren Kern (4) berührt und auf der Seite des Außenumfangs des Kolbens (2) ange ordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (6) die Form eines Kerns mit Kopf aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Stütze (6) mit einem verjüngten Ende ausge bildet ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Stütze (6) ein Ende aufweist, wel ches mit einer konkaven Fläche ausgebildet ist, die ent lang dem Außenumfang des lösbaren Kerns (4) gekrümmt ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß das Ende der Stütze (6) einen Stift (8) aufweist, welcher in eine Öffnung (9) des lösbaren Kerns (4) eingreifen kann.

6. Anordnung für eine Verbrennungsmaschine:
mit einer Gußform (1);
mit einer in der Gußform (1) angeordneten Einrichtung, um einen Hohlraum (5) in einem Kolben (2) auszubilden, welcher einen Außenumfang aufweist; und
mit einer Einrichtung (6) zum Halten des lösbaren Kerns (4) an einer vorgegebenen Position in der Gußform (1) , wobei die Halteeinrichtung (6) eine zum Außenumfang des Kolbens (2) geneigte Mittellinie (C) sowie ein Ende auf weist, welches den lösbaren Kern (4) berührt und auf der Seite des Außenumfanges des Kolbens (2) angeordnet ist.