DE3733910C2

DE3733910C2 -

Info

Publication number: DE3733910C2
Application number: DE19873733910
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 8501 Rosstal De Boehm; Peter 8521 Aurachtal De Ottich; Fritz Dipl.-Ing. 8540 Schwabach De Roesch
Original assignee: Alcan Deutschland GmbH
Current assignee: Novelis Deutschland GmbH
Priority date: 1987-10-07
Filing date: 1987-10-07
Publication date: 1991-10-02
Also published as: DE3733910A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für Brennkraftmaschinen mit einem Einsatz aus einem Werkstoff mit höherer Festigkeit als der Werkstoff des übrigen Kolbens, welcher Einsatz sich an der Wandung der Kolbenbolzenbohrung befindet.The invention relates to a piston for Internal combustion engines with an insert made of one material with higher strength than the material of the rest Piston, what use is on the wall of the Piston pin bore is located.

Derartige Kolben sind z. B. durch die DE-AS 12 91 955 und DE-AS 28 28 402 bekannt, bei welchen die Bolzenbohrung über ihren gesamten Umfang in gleichmäßiger Dicke mit einem höherfesten Werkstoff ausgekleidet oder mit einer Buchse aus hochfestem Werkstoff versehen ist. Diese koaxial zur Kolbenbolzenbohrung angeordnete Auskleidung bzw. Buchse dient u. a. dazu, Nabenanrisse in der Kolbenbolzenbohrung zu vermeiden, die durch stellenweise Überbelastung der Bolzennaben entstehen können. Diese stellenweise Überbelastung der Bolzennaben entsteht dadurch, daß die beim Betrieb der Brennkraftmaschine auf den Boden des Kolbens wirkenden Gaskräfte über den Kolbenbolzen auf das Pleuel zum Antrieb der Kurbelwelle weitergeleitet werden, wobei die auf den Kolbenbolzen einwirkenden Kräfte diesen Bolzen periodisch verbiegen. Dadurch wird die Wandung der Kolbenbolzenbohrung in ihrem oberen Scheitel und insbesondere an ihren Enden übermäßig hochbelastet, was zu Nabenanrissen führen kann. Such pistons are e.g. B. by DE-AS 12 91 955 and DE-AS 28 28 402 known in which the bolt bore with uniform thickness over their entire circumference lined with a higher strength material or with a Bush made of high-strength material is provided. These Lining arranged coaxially to the piston pin bore or socket serves u. a. addition, hub cracks in the Avoid piston pin bores caused by spots Overloading of the pin hubs can occur. These pin hubs are overloaded in places characterized in that when the internal combustion engine is operating the bottom of the piston acting gas forces over the Piston pin on the connecting rod to drive the crankshaft be forwarded, being on the piston pin Bending forces periodically bend this bolt. As a result, the wall of the piston pin bore in her upper vertex and especially excessive at their ends highly stressed, which can lead to hub cracks.

Eine Vergrößerung des Bolzendurchmessers zur Verminderung der Bolzendurchbiegung und der damit gleichzeitig einhergehenden Verringerung der Flächenpressung ist wegen der Forderung nach kleinsten bewegten Massen bei Verbrennungskraftmaschinen nicht möglich, da die Forderung nach Massenreduzierung auch den Kolbenbolzen einschließt. Außerdem scheidet eine Vergrößerung des Bolzendurchmessers oftmals schon deshalb aus, weil bei einer solchen Durchmesservergrößerung der Freigang des Kurbeltriebs nicht mehr möglich wäre.An increase in the pin diameter for reduction the bolt deflection and with it at the same time accompanying reduction in surface pressure is due to the demand for the smallest moving masses Internal combustion engines not possible because of the requirement includes piston pin after mass reduction. There is also an increase in the bolt diameter often because of such Enlargement of the clearance of the crank mechanism would no longer be possible.

Um mit einem kleineren Bolzendurchmesser auszukommen, hat man zur Vermeidung von zu hohen Flächenpressungen und dadurch entstehenden Nabenanrissen die Bolzenbohrungen, wie oben erwähnt, mit einem höherfesten Werkstoff über den Umfang gleichmäßig ausgekleidet oder mit Buchsen aus hochfestem Werkstoff ausgestattet. Doch die damit erreichten Vorteile wurden durch Nachteile, wie Massenerhöhung, Vergrößerung des Bolzenauges und dgl. kompensiert.In order to get by with a smaller pin diameter to avoid excessive surface pressure and resulting hub cracks the bolt holes, as mentioned above, with a higher strength material over the Scope lined evenly or with bushings high-strength material. But with that Advantages achieved by disadvantages such as Mass increase, enlargement of the bolt eye and the like. compensated.

Es ist auch bereits bekanntgeworden, bei einem Kolben der eingangs genannten Gattung Lagersegmente für den Kolbenbolzen gezielt im Bereich der größten Belastung der Kolbenbolzenbohrung anzuordnen (EP-A3-00 33 989). Dabei werden Lagerwerkstoffteile unter Ausbildung einer intermetallischen Bindung (Alfin-Verbindung) in die Kolbenbolzenbohrung segmentartig und koaxial zur Bolzenbohrung eingegossen, die an ihrem Außenumfang mit einer chemisch oder galvanisch abgeschiedenen Eisenschicht überzogen und an der Berührungsfläche zwischen Eisen- und Kolbenwerkstoff über eine intermetallische Zwischenschicht mit dem Kolbenwerkstoff verbunden werden. Diese bekannte stellenweise Armierung der Kolbenbolzenbohrung ist aber mit erheblichen herstellungstechnischen Problemen verbunden.It has also become known for a piston bearing segments for the Piston pin targeted in the area of the greatest load Arrange the piston pin bore (EP-A3-00 33 989). Here become bearing material parts with the formation of a intermetallic bond (alfin compound) in the Piston pin bore segment-like and coaxial to Bolt hole cast, which on its outer circumference a chemically or galvanically deposited iron layer coated and at the interface between iron and Piston material over an intermetallic intermediate layer be connected to the piston material. This well-known in places, however, the piston pin bore is reinforced with significant manufacturing problems connected.

Darüber hinaus ist es bei Kolben, bei der der Kolbenbolzen mit dem Pleuelstangenkopf fest verbunden ist und nicht in einer Kolbenbolzenbohrung sondern in einer im Querschnitt halbkreisförmigen Ausnehmung des Kolbens liegt, bekannt, diese Ausnehmung mit einer halbzylindrischen Lagerschale auszukleiden, die aus einem härteren Werkstoff als der Kolbenbolzen besteht (DE-AS 10 10 322). Dieser Kolben ist jedoch von einer ganz anderen Gattung als derjenige, auf den sich die Erfindung bezieht, ganz abgesehen davon, daß bei ihm die Bolzendeformationen und damit die örtlichen Spannungsspitzen an der Wand der Lagerungsausnehmung für den Bolzen vernachlässigbar gering sind, da die auf den Bolzen einwirkenden Kräfte im Bereich der Mitte seiner Längsachse vom Bolzen aufgenommen werden.In addition, it is with pistons where the piston pin is firmly connected to the connecting rod head and not in a piston pin bore but in a cross section semicircular recess of the piston is known this recess with a semi-cylindrical bearing shell liner that are made of a harder material than that Piston pin exists (DE-AS 10 10 322). This piston is but from a completely different genus than the one on to which the invention relates, quite apart from the fact that with him the stud deformations and thus the local ones Stress peaks on the wall of the bearing recess for the bolts are negligible, because the on the Bolt forces in the middle of its area Longitudinal axis are taken up by the bolt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolben der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei welchem die Gefahr von Nabenanrissen am Umfang der Kolbenbolzenbohrung ohne wesentliche Gewichtserhöhung des Kolbens und ohne Beeinträchtigung des Freigangs des Kurbeltriebs auf konstruktiv und verfahrenstechnisch möglichst einfache, in der Kolbenherstellung problemlose Weise vermieden ist. Insbesondere sollen die auf den Grundwerkstoff des Kolbens wirkenden Flächenpressungen verringert und vergleichmäßigt werden.The invention has for its object a piston to create the type mentioned, in which the Danger of hub cracks on the circumference of the piston pin bore without significant increase in weight of the piston and without Impairment of the clearance of the crank mechanism constructive and procedural as simple as possible, in the piston manufacture is easily avoided. In particular, they are based on the base material of the piston acting surface pressures reduced and equalized will.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Einsatz aus einem im Querschnitt ausgenommenen kreisrunden Bolzen oder einer im Querschnitt ausgenommenen kreisrunden Hülse gebildet ist, die sich mindestens über einen Teil des Umfangs der Kolbenbolzenbohrung erstreckt und innerhalb dieser Erstreckung eine in Radialrichtung gemessene kontinuierlich variierende Dicke hat, die in höherbelasteten Umfangsbereichen der Bohrungswandung größer ist als in anderen Umfangsbereichen. Der Einsatz kann dabei durch Löten, Kleben, Schrumpfen oder Pressen im Kolben befestigt sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Einsatz aus dem Abschnitt eines Bolzens, einer Hülse od. dgl., der bzw. die exzentrisch oder im Winkel zur Kolbenbolzenbohrung in den Kolben eingebaut ist.This object is achieved in that the Insert from a circular cross-section that has been cut out Bolt or a circular cross-section excepted Sleeve is formed, which extends over at least part extends the circumference of the piston pin bore and within this extent one in the radial direction measured continuously varying thickness, which in circumferential areas of the bore wall subject to higher loads is larger than in other circumferential areas. The stake can be by soldering, gluing, shrinking or pressing in Be attached to the piston. In a preferred one Embodiment, the insert consists of the section a bolt, a sleeve or the like., the or eccentric or at an angle to the piston pin bore in the Piston is installed.

Durch diesen Einsatz wird eine Auskleidung der Wandung der Bolzenbohrung mit höherfestem Werkstoff in den hochbelasteten Bereichen der Kolbenbolzenbohrung erreicht, ohne daß dabei der für die Abreißfestigkeit maßgebliche kritische Querschnitt der Bolzennabe gemindert ist. Die Bolzenbohrung wird also an ihren rißgefährdeten Stellen mit geringstmöglichem Mehrgewicht ohne Beeinträchtigung der Abreißfestigkeit und bzw. oder der Freigangverhältnisse des Kurbeltriebes ausreichend armiert, wobei auch die Möglichkeit besteht, die Bolzenbohrung mit bekannten Aussparungen für Schmiermittel zu versehen und diese so anzuordnen, daß sie den Bereich des Materialüberganges vom Kolbengrundwerkstoff zum Einsatz überdecken. Through this use, a lining of the wall of the Bolt hole with higher strength material in the high-stress areas of the piston pin bore reached, without the decisive factor for the tear resistance critical cross-section of the pin hub is reduced. The Bolt hole is thus in their places where there is a risk of cracking with the lowest possible additional weight without impairment the tear resistance and / or the Clearance ratios of the crank mechanism are sufficient armored, whereby there is also the possibility of Bolt hole with known cutouts for Lubricant and arrange them so that they cover the area of the Material transfer from the piston base material to use cover up.

Um ein Loslösen des zur Armierung der Wandung der Kolbenbolzenbohrung dienenden Einsatzes aufgrund thermischer Belastung zu verhindern, ist es vorteilhaft, für den Einsatz einen höherfesten Werkstoff mit einem dem Grundwerkstoff des Kolbens angepaßten Ausdehnungskoeffizienten zu verwenden.In order to detach the reinforcement of the wall of the Piston pin bore serving use to prevent thermal stress, it is advantageous for use a higher strength material with a Base material of the piston adapted To use expansion coefficients.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kolbens, welches darin besteht, daß der Einsatz als vorgefertigter Bauteil oder durch Auftragsschweißen in den Kolbenrohling so eingearbeitet wird, daß er zumindest teilweise in den Bereich der anschließend herzustellenden Kolbenbolzenbohrung hineinragt, und daß daraufhin dieser hineinragende Teil des Einsatzes z. B. durch spanabhebende Bearbeitung entfernt wird. Dies kann bei der Fertigung der Kolbenbolzenbohrung erfolgen. Der Bolzen- oder Hülsenform besitzende Einsatz kann mit seiner Achse zu derjenigen der vorgesehenen Kolbenbolzenbohrung radial in Richtung höherer Belastung der Bohrungswandung versetzt oder unter einem Winkel zur Kolbenbolzenbohrung in den Kolbenrohling eingebaut werden, worauf die Kolbenbolzenbohrung exzentrisch in diesen Einsatz eingearbeitet werden kann.The invention also relates to a method of manufacture of the piston according to the invention, which consists in that use as a prefabricated component or through Cladding welded into the piston blank in this way is that he is at least partially in the area of piston pin bore to be subsequently produced protrudes, and then this protruding part use z. B. by machining Will get removed. This can occur in the manufacture of the Piston pin bore. The bolt or sleeve shape Possessing use with its axis to that of provided piston pin bore radially in the direction higher loading of the bore wall offset or under an angle to the piston pin bore in the piston blank be installed, whereupon the piston pin bore can be incorporated eccentrically into this application.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Kolbens und des zu seiner Herstellung dienenden Verfahrens ergeben sich aus der folgenden Beschreibung besonders zweckmäßiger Ausführungsformen dieses Kolbens, die im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben werden:Further details of the piston according to the invention and the process used to produce it from the following description particularly useful Embodiments of this piston, based on the following the drawing are described in more detail:

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbens in zwei um 90° zueinander versetzten Seitenansichten, teilweise aufgeschnitten dargestellt, in noch nicht fertigbearbeitetem Zustand; Fig. 1 shows a first embodiment of the piston according to the invention in two side views offset by 90 ° to one another, shown partially cut away, in a not yet finished state;

Fig. 2 zeigt die Ausführungsform gemäß Fig. 1 in den gleichen beiden Seitenansichten in fertigbearbeitetem Zustand; FIG. 2 shows the embodiment according to FIG. 1 in the same two side views in the finished state;

Fig. 3 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform, ebenfalls in zwei Seitenansichten, die denjenigen von Fig. 1 und 2 entsprechen, in noch nicht fertigbearbeitetem Zustand; Fig. 3 illustrates a second embodiment, also in two side views corresponding to those of Figs. 1 and 2, in a not finished state;

Fig. 4 zeigt die Ausführungsform nach Fig. 3 in den gleichen Seitenansichten in fertigbearbeitetem Zustand; Fig. 4 shows the embodiment of Figure 3 in the same side views in the finished state.

Fig. 5 zeigt eine dritte, fertigbearbeitete Ausführungsform des Kolbens in zwei Seitenansichten, die denjenigen der vorherigen Figuren entsprechen; Fig. 5 shows a third, finished embodiment of the piston in two side views corresponding to those of the previous figures;

Fig. 6, 7, 8 und 9 zeigen drei weitere fertigbearbeitete Ausführungsformen in der gleichen Darstellungsweise wie die übrigen Figuren. Fig. 6, 7, 8 and 9 show three additional embodiments finished in the same representation as the other figures.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 sind die Bolzennaben 2 des Kolbens 1 zunächst bei der Kolbenherstellung mit einer Bohrung 3 versehen worden, deren Mittelpunkt auf der Linie A-A liegt, die um das Maß a gegenüber der Achslinie B-B der später herzustellenden Bolzenbohrung 5 in Richtung zu deren oberen Scheitelbereich versetzt ist. Die Bohrung 3 hat einen Durchmesser, der dem Durchmesser der Kolbenbolzenbohrung 5 entspricht. In die Bohrung 3 wird bei der weiteren Fertigung des Kolbens ein Einsatz 4 spiellos eingesetzt und in der Bohrung befestigt, der aus einem Werkstoff von höherer Festigkeit als der Werkstoff des Kolbens 1 besteht. Dieser bei der dargestellten Ausführungsform kreisrunde bzw. bolzenförmige Einsatz 4 kann durch Reibschweißen, durch Löten, Kleben oder Pressen im Kolben befestigt werden. Anschließend wird aus dem Kolben die Kolbenbolzenbohrung 5 durch Bohren oder ein anderes Verfahren herausgearbeitet. Da diese Kolbenbolzenbohrung mit ihrer Achse B-B um das Maß a zur Achse A-A des Einsatzes 4 versetzt ist, wird dabei der Großteil des Einsatzes und ein Teil 6 des unteren Scheitels der Nabe 2 entfernt. Dabei verbleibt im oberen Scheitelbereich der Kolbenbolzenbohrung ein Teil 4a des Einsatzes im Kolben 1, so daß dort die Wandung der Kolbenbolzenbohrung durch den höherfesten Werkstoff des Einsatzteiles 4a armiert ist.In the embodiment according to FIGS . 1 and 2, the pin bosses 2 of the piston 1 were initially provided with a hole 3 during piston manufacture, the center of which lies on the line AA, which is dimension a compared to the axis line BB of the pin hole 5 to be produced later Direction is offset to the upper vertex. The bore 3 has a diameter which corresponds to the diameter of the piston pin bore 5 . In the bore 3 of the piston, an insert 4 is inserted without play and secured in the bore in the further production, which consists of a material of higher strength than the material of the piston. 1 This insert 4 , which is circular or bolt-shaped in the embodiment shown, can be fastened in the piston by friction welding, by soldering, gluing or pressing. The piston pin bore 5 is then worked out of the piston by drilling or another method. Since this piston pin bore with its axis BB is offset by a dimension from the axis AA of the insert 4 , the majority of the insert and part 6 of the lower apex of the hub 2 are removed. A part 4 a of the insert in the piston 1 remains in the upper apex region of the piston pin bore, so that there the wall of the piston pin bore is reinforced by the higher-strength material of the insert part 4 a.

In diesem oberen Scheitelbereich findet beim Betrieb der Brennkraftmaschine in der Regel durch die bei der Kolbenbewegung auftretende Verbiegung des Kolbenbolzens eine erhöhte Flächenpressung statt, die durch den höherfesten Werkstoff des Einsatzteiles 4a ohne Gefahr des Entstehens von Nabenanrissen aufgenommen werden kann.In this upper apex area, when the internal combustion engine is operating, there is generally an increased surface pressure due to the bending of the piston pin that occurs during the piston movement, which can be absorbed by the higher-strength material of the insert part 4 a without the risk of hub cracks occurring.

Nach der Fertigstellung der Kolbenbolzenbohrung wird in deren Wandung noch eine Ringnut 10 eingearbeitet, die zur Aufnahme eines Sprengringes für die axiale Halterung des Kolbenbolzens in der Bohrung 5 dient.After completion of the piston pin bore, an annular groove 10 is also worked into the wall thereof, which is used to receive a snap ring for the axial retention of the piston pin in the bore 5 .

Je nach Kolbentyp und gegebener Belastung der Bolzennabe kann es zweckmäßig sein, einen Einsatz von anderem Durchmesser oder anderer Gestalt oder in anderer Lage als denjenigen gemäß Fig. 1 und 2 einzusetzen.Depending on the piston type and the given load on the pin hub, it may be expedient to use an insert of a different diameter or shape or in a different position than that shown in FIGS. 1 and 2.

Da bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Durchmesser d₂ der Bohrung 3 dem Durchmesser d₁ der fertigen Kolbenbolzenbohrung 5 entspricht, ergibt sich im Querschnitt durch die Kolbenbolzenbohrung die im rechten Teil von Fig. 2 gezeigte Konfiguration.Since in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 the diameter d _{2 of} the bore 3 corresponds to the diameter d _{1 of} the finished piston pin bore 5 , the configuration shown in the right part of FIG. 2 results in cross section through the piston pin bore.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und 4 ist in die Nabe 2 des Kolbenrohlings 1 nach dessen Gießen eine Bohrung 7 mit Bohrungsachse A eingearbeitet, die im Längsschnitt durch die Bohrung gegenüber der später gefertigten Kolbenbolzenbohrung 8 in Richtung der Innenfläche der Nabe 2 zur Kolbenkrone hin im Winkel alpha ansteigt, wobei die Achse A an der Außenfläche der Nabe in Fig. 2 unter der Achse B der Kolbenbolzenbohrung 8 und an der Innenfläche der Nabe oberhalb dieser Achse B liegt. In diese Bohrung 7 wird dann ein bolzenförmiger Einsatz 9 aus höherfestem Werkstoff durch Reibschweißen, Löten, Kleben oder Pressen befestigt. Anschließend wird die Kolbenbolzenbohrung 8 aus dem Material der Nabe 2 und des Einsatzes 9 herausgearbeitet, wobei an der Außenseite der Nabe am unteren Scheitel der Kolbenbolzenbohrung ein Teil 9a und an der Innenseite der Nabe am oberen Scheitel der Kolbenbolzenbohrung 8 ein Teil 9b des Einsatzes im Kolben verbleibt.In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, a bore 7 with bore axis A is machined into the hub 2 of the piston blank 1 after it has been cast, which in longitudinal section through the bore compared to the piston pin bore 8 produced later in the direction of the inner surface of the hub 2 toward the piston crown increases at an angle alpha, the axis A lying on the outer surface of the hub in FIG. 2 below the axis B of the piston pin bore 8 and on the inner surface of the hub above this axis B. A bolt-shaped insert 9 made of a higher-strength material is then fastened in this bore 7 by friction welding, soldering, gluing or pressing. Then the piston pin bore 8 is machined out of the material of the hub 2 and the insert 9 , part 9 a of the insert on the outside of the hub at the lower vertex of the piston pin bore and part 9 b of the insert on the inside of the hub at the upper vertex of the piston pin bore 8 remains in the flask.

Diese Ausführungsform ist zweckmäßig, wenn aus Gründen der auftretenden Belastung an der Wandung der Kolbenbolzenbohrung nicht nur im oberen Scheitelbereich, sondern an der Außenseite der Nabe 2 auch im unteren Scheitelbereich eine Armierung der Wandung der Kolbenbolzenbohrung 8 mit einem höherfesten Werkstoff zweckmäßig oder notwendig ist.This embodiment is expedient if, for reasons of the stress occurring on the wall of the piston pin bore, reinforcement of the wall of the piston pin bore 8 with a higher-strength material is expedient or necessary not only in the upper apex region but also on the outside of the hub 2 in the lower apex region.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist in die Nabe 2 des Kolbens 1 ein bolzenförmiger Einsatz 11 aus höherfestem Werkstoff in gleicher Weise wie der Einsatz 4 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 eingearbeitet, der sich von dem Einsatz 4 jedoch dadurch unterscheidet, daß sein Durchmesser d₂ kleiner als der Durchmesser d₁ der Kolbenbolzenbohrung 12 ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 und 7 hat dieser mit einem Teil nur im Scheitelbereich der Kolbenbolzenbohrung verbleibende Einsatz 11 wesentlich kleineren Durchmesser d₂ als die Kolbenbolzenbohrung 12 mit Durchmesser d₁, wobei die Anordnung des Einsatzes so getroffen ist, daß er im Bereich der Wandung der Kolbenbolzenbohrung von dem Material der Bolzennabe 2 hinterschnitten und damit formschlüssig im Kolben gehalten ist. In diesem Falle erstreckt sich der ursprüngliche bolzenförmige Einsatz 11 mit seiner Achse, wie bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1, 2 und 5, parallel zur Achse der Kolbenbolzenbohrung 12.In the embodiment shown in FIG. 5, a bolt-shaped insert 11 made of a higher-strength material is incorporated into the hub 2 of the piston 1 in the same way as the insert 4 in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, but differs from the insert 4 in this way that its diameter d _{2 is} smaller than the diameter d _{1 of} the piston pin bore 12 . In the embodiment according to FIGS. 6 and 7, this insert, with a part remaining only in the apex region of the piston pin bore 11, has a significantly smaller diameter d ₂ than the piston pin bore 12 with diameter d ₁ , the arrangement of the insert being such that it is in the region of Undercut the wall of the piston pin bore from the material of the pin hub 2 and is thus held in a positive manner in the piston. In this case, the original bolt-shaped insert 11 extends with its axis, as in the embodiments according to FIGS. 1, 2 and 5, parallel to the axis of the piston pin bore 12 .

Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist ein bolzenförmiger Einsatz 13 verwendet, dessen Außendurchmesser d₂ wesentlich kleiner ist als der Durchmesser d₁ der Kolbenbolzenbohrung 14. Bei dieser Ausführungsform ist der Einsatz 13 in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4 mit seiner Achse schräg zur Achse der Kolbenbolzenbohrung 14 in den Kolben 1 eingearbeitet, so daß der im oberen Scheitelbereich der Wandung der Kolbenbolzenbohrung befindliche und nach Fertigung dieser Bohrung im Kolbenmaterial verbleibende und formschlüssig gehaltene Teil des Einsatzes eine zur Innenseite der Bolzennabe 2 zunehmende Dicke hat.A bolt-shaped insert 13 is also used in the embodiment according to FIG. 7, the outer diameter d _{2 of which is} considerably smaller than the diameter d _{1 of} the piston pin bore 14 . In this embodiment, the insert 13 is incorporated in the piston 1 in a manner similar to that in the embodiment according to FIGS. 3 and 4 with its axis oblique to the axis of the piston pin bore 14 , so that the piston pin bore located in the upper apex region of the wall and after production thereof Bore in the piston material remaining and positively held part of the insert has an increasing thickness toward the inside of the pin boss 2 .

Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 erstreckt sich der bolzenförmige Einsatz 15 mit seiner etwas oberhalb der fertigen Kolbenbolzenbohrung 16 befindlichen Achse parallel zur Achse der Kolbenbolzenbohrung. Dabei ist dieser Einsatz 15 jedoch so angeordnet und hat einen um so viel größeren Außendurchmesser d₂ als die Kolbenbolzenbohrung 16 mit Durchmesser d₁, daß sein nach Fertigung der Kolbenbolzenbohrung im Kolben 1 verbleibender Teil die Kolbenbolzenbohrung an deren gesamten Kreisumfang umgibt, wobei der verbleibende Teil des Einsatzes im oberen Scheitelbereich der Kolbenbolzenbohrung größere Dicke als im unteren Scheitelbereich der Bohrung hat.Also in the embodiment according to FIG. 8, the pin-shaped insert 15 extends with its axis located somewhat above the finished piston pin bore 16 parallel to the axis of the piston pin bore. Here, however, this insert 15 is arranged and has an outer diameter d ₂ that is so much larger than the piston pin bore 16 with diameter d ₁ that its part remaining after manufacture of the piston pin bore in the piston 1 surrounds the piston pin bore on its entire circumference, the remaining part of the insert in the upper crown area of the piston pin bore has a greater thickness than in the lower crown area of the bore.

Fig. 9 der Zeichnung zeigt eine Ausführungsform, die hinsichtlich des Einsatzes 17 mit derjenigen gemäß Fig. 1 und 2 übereinstimmt. Die Ausführungsform gemäß Fig. 9 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 1 und 2 nur dadurch, daß in der Oberfläche der Kolbenbolzenbohrung 5 im Bereich des Übergangs vom Material des Einsatzes 4 bzw. 4a zum Grundmaterial des Kolbens Aussparungen 17 ausgebildet sind, die als Schmiermitteltaschen wirken. Außer dem Schmiereffekt wird dadurch erreicht, daß die Materialübergangskante 18 gegenüber der Oberfläche 17 der Kolbenbolzenbohrung in die Nabenwand hinein versetzt ist und so weder bei der Feinbearbeitung der Bolzenbohrung noch bei der späteren Gleitbeanspruchung durch den Kolbenbolzen stört. FIG. 9 of the drawing shows an embodiment which corresponds to that according to FIGS. 1 and 2 with regard to the insert 17 . The embodiment according to FIG. 9 differs from that according to FIGS. 1 and 2 only in that recesses 17 are formed in the surface of the piston pin bore 5 in the region of the transition from the material of the insert 4 or 4 a to the base material of the piston, which recesses as Lubricant pockets work. In addition to the lubricating effect is achieved in that the material transition edge 18 opposite the surface 17 of the piston pin bore is offset in the hub wall into and disturbs so neither in the finish machining the pin bore even in the subsequent sliding load by the piston pin.

Claims

1. Piston for internal combustion engines with an insert made of a material with a higher strength than the material of the rest of the piston, which insert is located in the wall of the piston pin bore, characterized in that the insert ( 4 , 9 , 11 , 15 ) consists of a cross section recessed circular bolt or a recessed circular sleeve is formed, extends at least over a part of the circumference of the piston pin bore ( 5, 8, 12, 16 ) and within this extension has a continuously varying thickness measured in the radial direction, which in higher-loaded circumferential areas of the Bore wall is larger than in other peripheral areas.

2. Piston according to claim 1, characterized in that use by soldering, gluing, shrinking or Pressing is fixed in the piston.

3. Piston according to claim 1, characterized in that the insert ( 4 , 9 , 11 , 13 , 15 ) consists of the section of a bolt, a sleeve or the like., The or the eccentric ( Fig. 1, 2, 5, 6, 8, 9) or at an angle ( Fig. 3, 4, 7) to the piston pin bore ( 5 , 8 , 12 , 16 ) in the piston ( 1 ).

4. Piston according to claim 3, characterized in that the dimension of the outer diameter of the bol zen or sleeve-shaped insert is approximately the same size as the diameter of the piston pin bore ( Fig. 1 and 2).

5. Piston according to claim 3, characterized in that the dimension of the outer diameter of the bol zen or sleeve-shaped insert is smaller than the diameter of the piston pin bore ( Fig. 5).

6. Piston according to claim 5, characterized in that the dimension of the outer diameter of the bol zen or sleeve-shaped insert is smaller than half the dimension of the diameter of the piston pin bore ( Fig. 6 and 7).

7. Piston according to claim 3, characterized in that the dimension of the outer diameter of the bol zen or sleeve-shaped insert is greater than the diameter of the piston pin bore ( Fig. 8).

8. Piston according to claim 7, characterized in that the insert ( 15 ), the piston pin bore ( 16 ) on their entire circumference around ( Fig. 8).

9. Piston according to claim 3, characterized in that at the points of transition from Mate rial of use to the piston base material in the surface of the piston pin bore Aussparun gene ( 17 ) in the manner of lubricant pockets are arranged ( Fig. 9).

10. Piston according to claim 1, characterized in that the insert is formed in the form of a Bolzenseg element and in the region of the wall of the piston pin bore of the material of the piston ( 1 ) is held positively ( Fig. 6 and 7).

11. Method of making a piston after one or more of claims 1 to 10, because characterized in that the use in the Piston blank is introduced that he at least partly in the area of the following piston pin bore protrudes, and that this protruding part of the assignment zes z. B. removed by machining becomes.

12. The method according to claim 11, characterized records that the bolt or sleeve shape zende insert with its axis to that of provided piston pin bore radially in Moved towards or under higher loads an angle to the piston pin bore in the Piston blank is installed and that then Piston pin bore eccentrically in this one sentence is incorporated.

13. The method according to claim 12, characterized shows that the circular outer circumference has zende bolt or sleeve-shaped insert Friction welding is fastened in the piston blank.