DE3735590C1

DE3735590C1 - Closing of holes in cast pistons resulting from the manufacturing process

Info

Publication number: DE3735590C1
Application number: DE19873735590
Authority: DE
Inventors: Reinhold Fuchs; Emil Ripberger
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1987-10-21
Filing date: 1987-10-21
Publication date: 1989-01-05

Abstract

In a cast iron piston (1) with annular cooling duct (6) in the area behind the ring grooves (5), this cooling duct (6) is formed, in the manufacture of the piston (1) by a casting process, by the provision of a removable core corresponding to the shape of the cooling duct in the casting mould. In order to support the core in the casting mould, the said core is provided with cylindrical support feet which, in the piston, cause bores (8) opening into the cooling duct. In order to close these bores (8) created in the manufacturing process, some of which, at least, are not necessary, a slotted light clamp collar (9) in accordance with DIN 7346 is used which, easily inserted, bears on the inner wall (10) of the cooling duct (6) with a positive interlock. A spiral pin in accordance with DIN 7343 can also be used in place of the light clamp collar. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verschließen von herstellungsbedingten, in Kolbenlängsachse verlaufenden Bohrungen in einem einen geschlossenen Kühlkanal auf weisenden Kolben für Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a closure of manufacturing-related, running in the piston longitudinal axis Holes in a closed cooling channel pointing pistons for internal combustion engines after the Preamble of claim 1.

Ein derartiger Kolben ist aus der FR-PS 5 55 731 be kannt. Über die Herstellung des in dem Kolben vorge sehenen ringförmigen Kühlkanals ist jedoch in der o. a. Veröffentlichung nichts ausgesagt. Bezüglich der Aufrechterhaltung eines bestimmten Ölpegelstandes in dem Kühlkanal ist vorgesehen, einen Rotorstutzen, der eine Verlängerung des Rücklaufkanals bildet, über ei nen Teil der Höhe des Kühlkanales vorstehen zu las sen. Die Öffnung des Rohrstutzens im Kühlkanal ist dort schräg angeschnitten.Such a piston is from FR-PS 5 55 731 be knows. About the manufacture of the pre-in the piston see annular cooling channel is in the o. a. Publication said nothing. Regarding the Maintaining a certain oil level in the cooling duct is provided, a rotor nozzle, the forms an extension of the return channel via egg to read a part of the height of the cooling channel sen. The opening of the pipe socket in the cooling duct is there cut at an angle.

Aus der Praxis ist außerdem ein derartiger Kolben be kannt, bei dem zur Herstellung des ringförmigen Kühl kanals ein der Form des Kühlkanales entsprechender auslösbarer Kern verwendet wird, der bei der Herstel lung des Kolbens im Gießverfahren vor Einbringen des Gießmaterials in die Gießform in diese eingebracht wird. Um diesen Kern in der Gießform entsprechend la gern zu können, ist er mit beispielsweise vier gleichmäßig auf seinem unteren Umfang verteilten zy lindrischen Stützfüßchen versehen, die nach Auslösen des Kerns aus dem fertig gegossenen Kolben den Stütz füßchen entsprechende Bohrungen erzeugen. Um aber, abgesehen von dem Zu- bzw. Abführkanal, einen ge schlossenen Kühlkanal zu erhalten, müssen diese Boh rungen verschlossen werden. Dies erfolgt seither da durch, daß in die Bohrungen Gewinde eingeschnitten und in diese anschließend entsprechende Gewindestop fen eingebracht werden, oder in dem Verschlußkappen eingepreßt werden (DE-OS 14 76 408). Dies erfordert speziell ausgebildete Stopfen und einen erhöhten Arbeits- und Montageaufwand.In practice, such a piston is also be knows in the manufacture of the annular cooling duct a corresponding to the shape of the cooling duct triggerable core is used in the manufacture the piston in the casting process before introducing the Pouring material into the mold into this becomes. To this core in the mold accordingly la he likes to be, for example, four evenly distributed on its lower circumference zy provided lindrische support feet, which after release the core from the cast piston create corresponding holes. But um, apart from the supply or discharge channel, a ge to get closed cooling channel, these Boh stanchions are closed. This has happened since then by cutting threads into the holes and then the corresponding thread stop fen introduced, or pressed into the caps (DE-OS 14 76 408). This requires specially trained Stopper and increased labor and assembly effort.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein konstruktiv einfaches Bauteil zu finden, das mit geringem Arbeits- und Montageaufwand das Ver schließen der herstellungsbedingten Bohrungen im Kühlkanal eines Kolbens ermöglicht und einen absolut sicheren Halt gewährleistet.The object of the present invention is therefore a to find a structurally simple component, that with little labor and assembly the Ver close the production-related holes in the Cooling channel of a piston enables and absolutely secure hold guaranteed.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Leichtspannhülse mit den Merkmalen nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1. Nach dem Vorschlag im Anspruch 2 ist es auch möglich, einen solchen Stopfen als Überlaufrohr auszu bilden.This task is solved with a lightweight adapter sleeve with the features according to the characterizing part of claim 1. According to the proposal in claim 2, it is also possible such a stopper as an overflow pipe form.

Die Erfindung ist nachstehend in verschiedenen Aus führungsbeispielen anhand der Zeichnung näher be schrieben. Es zeigtThe invention is below in various examples of management based on the drawing wrote. It shows

Fig. 1 einen Kolben mit einer erfindungsgemäßen, eine Bohrung des Kühlkanals verschließenden Leichtspannhülse z. T. im Schnitt, Fig. 1 shows a piston with an inventive, a bore of the cooling channel closing lightweight adapter sleeve z. T. on average,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer er findungsgemäßen, als Standrohr dienenden Leichtspannhülse. Fig. 2 shows another embodiment of a he inventive, serving as a standpipe light clamping sleeve.

Ein Kolben 1 aus Gußeisen mit Kugelgraphit für einen Verbrennungsmotor, insbesondere Dieselmotor, weist in seinem Kolbenboden 2 eine Brennraummulde 3 auf. Zur Aufnahme von Verdichtungs- und Ölabstreifringen sind im Kolbenkopf 4 Ringnuten 5 vorgesehen. Zur Kühlung des Kolbenkopfes 4 ist im Bereich hinter der Ringpar tie im Kolbenkopf 4 ein geschlossener Kühlkanal 6 eingeformt, der ringförmig umläuft und mit einem Zu führkanal (nicht gezeichnet) und einem Abführkanal 7 für das Kühlöl ausgestattet ist. Zur Herstellung ei nes derartigen Kühlkanals 6 wird üblicherweise ein auslösbarer, der Kanalform entsprechender Kern ver wendet, der bei der Herstellung des Kolbens 1 im Gießverfahren vor Einbringen des Gießmaterials in die Gießform in diese eingebracht wird. Um den Kern in der Gießform lagern zu können, ist dieser auf seinem unteren Umfang mit z. B. vier gleichmäßig verteilten zylindrischen Stützfüßchen aus dem gleichen Kernmate rial versehen. Nach Auslösen des Kernes aus dem fer tig gegossenen Kolben verbleiben in diesem vier zy lindrische in den Kühlkanal mündende Bohrungen 8. Um eine derartige Bohrung 8 zu verschließen, wird bei einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eine ge schlitzte Leichtspannhülse 9 (nach DIN 7346) auf ein fache Art und Weise durch Einschlagen in die Bohrung 8 so eingebracht, daß sie mit ihrem dem Kolbenboden 2 zugewandten Ende formschlüssig an einer Innenwand 10 des Kühlkanals 6 anliegt. Auf diese Weise können ent weder alle vier Bohrungen 8 verschlossen werden oder z. B. nur drei davon, so daß die 4. Bohrung offen bleibt, um als Abführkanal für das über einen zusätz lichen (nicht gezeichneten) an sich bekannten Zuführ kanal zugeführte Kühlöl zu dienen.A piston 1 made of spheroidal graphite cast iron for an internal combustion engine, in particular a diesel engine, has a combustion chamber trough 3 in its piston crown 2 . 4 annular grooves 5 are provided in the piston head to accommodate compression and oil control rings. For cooling the piston head 4 , a closed cooling channel 6 is formed in the area behind the ring par tie in the piston head 4, which rotates in a ring shape and is equipped with a supply channel (not shown) and a discharge channel 7 for the cooling oil. For producing egg nes such a cooling channel 6 is typically a releasable, the channel form of corresponding core applies ver, which is introduced during production of the piston 1 in the casting process prior to introducing the casting material into the casting mold in this. In order to be able to store the core in the casting mold, it is z. B. four evenly distributed cylindrical support feet from the same Kernmate rial provided. After the core has been released from the finished cast piston, four cylindrical bores 8 opening into the cooling channel remain in the piston. In order to close such a bore 8 , a slotted light clamping sleeve 9 (according to DIN 7346) is inserted in a simple manner by driving into the bore 8 in an embodiment according to FIG. 1 so that it ends with its end facing the piston crown 2 positively abuts an inner wall 10 of the cooling channel 6 . In this way, either all four holes 8 can be closed or z. B. only three of them, so that the 4th hole remains open to serve as a discharge channel for the cooling oil supplied via an additional union (not shown) known feed channel.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 können eine oder alle Bohrungen 8 mit einer ge schlitzten Leichtspannhülse 9 so verschlossen werden, daß diese gleichzeitig als sogenanntes Standrohr und Abführleitung dient, wodurch in dem Kühlkanal 6 ein gewisses Niveau des Kühlölstandes gewährleistet ist. Um ein Lockern der Leichtspannhülse 9, d. h. insbeson dere ein Hineinwandern in den Kühlkanal 6 durch die in Richtung des Kolbenbodens 2 wirkenden höheren Be schleunigungskräfte des Kurbeltriebs zu vermeiden, ist an der Innenwand 10 des Kühlkanals 6 im Bereich der Ringpartie ein in den Kühlkanal 6 hineinragender Anschlag 11 angeformt, an dem die Leichtspannhülse 9 mit ihrer Stirnfläche 12 zur Anlage kommt.According to a further embodiment according to FIG. 2, one or all of the bores 8 can be closed with a slotted light clamping sleeve 9 in such a way that it also serves as a so-called standpipe and discharge line, thereby ensuring a certain level of the cooling oil level in the cooling channel 6 . A loosening of the light clamping sleeve 9, that in particular a migrate into the cooling channel 6 by acting in the direction of the piston crown 2 higher Be acceleration forces to avoid the crank mechanism, of the cooling channel 6 in the area of the ring part is on the inner wall 10 a which projects into the cooling passage 6 Shaped stop 11 , on which the light clamping sleeve 9 comes to rest with its end face 12 .

Zu einem Überlaufrohr können die Leichtspannhülsen auch dadurch gemacht werden, daß die dem Kolbenboden 2 zugewandte Stirnfläche 12 durch z. B. einen schrägen Schnitt teilweise weggenommen wird, - wie dies in der Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist - so daß die Leichtspannhülse 9 nur noch auf ge ringem Umfang an der Wandung 10 des Kühlkanals 6 an liegt und im übrigen eine Öffnung für den Abfluß des Kühlöles bildet. To an overflow pipe, the light clamping sleeves can also be made in that the piston head 2 facing end face 12 by z. B. an oblique section is partially removed - as indicated in Fig. 1 by a dash-dotted line - so that the light clamping sleeve 9 is only on GE ringem circumference on the wall 10 of the cooling channel 6 and an opening for the rest forms the drain of the cooling oil.

Durch die Verwendung von derartig geformten Leicht spannhülsen 9 wird auf kostengünstige Weise ein kon struktiv einfacher Verschluß für die o. a. Boh rungen gewonnen, der mit einfachen Mitteln ohne gro ßen Aufwand montiert werden kann. Dabei können ein zelne oder alle Leichtspannhülsen gleichzeitig auch als die Höhe des Flüssigkeitsniveaus bestimmende Stand- bzw. Überlaufrohre ausgebildet sein. Außerdem bewirken die in den Kühlkanal 6 ragenden Leichtspann hülsen 9 eine Verwirbelung des Kühlöls und somit eine verbesserte Kühlung des Kolbens.Through the use of such shaped light clamping sleeves 9 , a con structively simple closure for the above boring is obtained in an economical manner, which can be assembled with simple means without great effort. In this case, one or all of the light clamping sleeves can also be designed as standpipes or overflow pipes that determine the height of the liquid level. In addition, the projecting into the cooling channel 6 lightweight sleeves 9 cause swirling of the cooling oil and thus improved cooling of the piston.

Anstelle der Leichtspannhülsen können auch Spiral spannstifte nach DIN 7343 verwendet werden.Instead of the light clamping sleeves, spiral can also be used spring pins according to DIN 7343 can be used.

Claims

1. Piston for internal combustion engines, with a ring head in the piston head behind the ring section, ring-shaped, closed cooling channel, in which position-related, longitudinal piston holes run, which are formed during the manufacture of the piston in the casting process by means of a lost core, thereby characterized in that slotted light clamping sleeves ( 9 ) are used to close the bores which are not required in the finished piston, the end face ( 12 ) projecting at least with a part of them into the cooling channel ( 6 ) on the wall thereof in the direction of the piston head ( 2 ) axially immovable.

2. Piston according to claim 1, characterized, that the light clamping sleeves as standpipes for a Coolants in the cooling channel serve to keep the cooling there limit medium level.