DE396368C

DE396368C - Aluminiumkolben

Info

Publication number: DE396368C
Application number: DEH84309D
Authority: DE
Original assignee: LEICHTMETALLWERKE GmbH
Current assignee: LEICHTMETALLWERKE GmbH
Priority date: 1921-02-11
Filing date: 1921-02-11
Publication date: 1924-05-30

Description

Es ist bekannt, daß die Verwendung von Aluminiumkolben bei raschlaufenden Motoren, ζ. B. bei Automobilmotoren oder Flugzeugmotoren, an sich gewisse große Vorteile bietet. Der Anwendung von Aluminiumkolben stand jedoch bisher der Umstand hindernd im Wege, daß es nicht gelingen wollte, diese Kolben zu genügend gutem Laufen im Zylinder für eine so lange Zeitdauer zu bringen, wie man

ίο es bei derartigen Motoren erwarten muß. Die Kolben neigen nämlich sehr stark zum Schmieren und zu entsprechender Abnutzung, durch welche der Spielraum, der ohnehin zwischen Kolben und Zylinder mit Rücksicht auf die Verschiedenheit der Wärmedehnung des Kolbens und des Zylinders zugelassen werden muß, in schädlicher Weise noch vergrößert wird, so daß dann weitere schädliche Formänderungen durch Ecken und Schlagen des Kolbens im Zylinder eintreten.

Man hat schon versucht, diesen Mängeln dadurch abzuhelfen, daß man die Aluminiumkolben durch Kokillenguß mit besonders harter Oberfläche herstellte. Auch dieses Aushilfsmittel hat sich jedoch noch als unzureichend erwiesen.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Beobachtung zugrunde, daß die Oberfläche einmal eingelaufener Aluminiumkolben an sich alle Eigenschaften aufweist, die für ein befriedigendes Laufen des Kolbens nötig sind, wenn nicht nach Einlaufen des Kolbens der Kolbendurchmesser schon derart verringert wäre, daß der oben erwähnte allzu große Spielraum zwischen Kolben und Zylinder sich bereits eingestellt hätte.

Die Erfindung besteht nun darin, daß jene günstige Beschaffenheit der Kolbenlauffläche bzw. der Zylinderlauffläche hervorgerufen wird, bevor man den Kolben im Zylinder arbeiten läßt. Die Lauffläche des Kolbens wird zu dem Zweck einer Oberflächenbehandlung durch Walzen, Ziehen 0. dgl. unterworfen, die zugleich die Oberfläche verdichtet und härtet. Vorteilhaft wird dem Kolben durch Ziehen zugleich die genaue fertige Form gegeben.

Man hat zwar schon vorgeschlagen, die Kolbenlauffiäche von Gußeisenzylindem durch Verdichtung in ähnlicher Weise zu polieren. Dieses Polieren ersetzte jedoch nur das kostspielige und langwierige Feinschleifen, während gemäß der Erfindung das Verdichten der Lauffläche als Mittel zur Verhütung des Schmierens und Schiagens von Motorkolben aus Leichtmetall, also einem neuen Zweck ίο dienen soll, der durch Schleifen nicht zu erreichen wäre.

Bei so vorbereitetem Kolben ist die Neigung zum Schmieren vermieden und vor allem die während der ersten Betriebszeit sonst einsetzende rasche Abnutzung und das unvermeidbar darauffolgende weitere Ausschlagen dos Kolbens gänzlich beseitigt, so daß ein solcher Kolben etwa ebensogut läuft wie ein Graugußkolben.

Da die Kolben im allgemeinen an verschiedenen Stellen wesentlich verschiedene Wanddicke haben, so muß bei der mechanischen Oberflächenbehandlung dafür gesorgt werden, daß nicht die dünneren Teile dem Verdichtungsdruck mehr ausweichen können als die dickeren Stellen. Zu diesem Zweck wird der Kolben vor der mechanischen Oberflächenbehandlung in bekannter Weise mit einer widerstandsfähigen Masse, z. B. Kolophonium, ausgefüllt, die dann nach der Behandlung des Kolbens leicht wieder entfernt, z. B. ausgeschmolzen werden kann.

Man kann zu diesem Zweck auch einfache Expansionsdorne anwenden, wenn man dafür sorgt, daß der der Oberflächenbehandlung zu unterziehende Teil des Kolbens innen einfache Formen hat und der komplizierter geformte Teil des Kolbens, der z. B. den Kolbenboden, die inneren Rippen und die Lager für den Kolbenbolzen umfaßt, für sich derart hergestellt w'rd, daß er jener Obenflächenbehandlung nicht bedarf. Man wird also in solchen Fällen den Kolben zerlegen in einen eigentlichen Kolbenkörper und in eine möglichst einfache zylindrische Laufbüchse, die aus einem besonders hierzu geeigneten Werkstoff hergestellt und dann der Oberflächenbehandlung unterzogen wird.

Zur Erläuterung des Verfahrens sollen die beiliegenden schematischen Darstellungen dienen. Es ist

Abb. ι eine Vorderansicht, Abb. 2 eine Seitenansicht einer einfachen Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens, Abb. 3 eine Vorderansicht,

Abb. 4 eine Seitenansicht einer anderen Vorrichtung,

Abb. 5 ein Längsschnitt durch eine dritte Vorrichtung.

Der zu behandelnde Kolbenlauf α wird, innen in der oben beschriebenen Weise ausgefüllt, auf einer Drehbank aufgespannt oder noch besser zwischen Spitzen b gelagert. Dann wird während der Drehung des Kolbens von außen her ein Polierstahl c (gemäß Abb. 1 und 2) oder eine oder mehrere Rollen oder Walzen d (Abb. 3 und 4) so kräftig angedrückt, daß eine ausreichende Pressung hervorgerufen wird und langsam entlang einer Mantellinie verschoben. Durch geeignete Wahl der Form des Polierstahls oder des Rollendurchmessers und der Wölbung der Rolle kann erreicht werden, daß die Härtung und Verdichtung sich auf eine Schicht von wenigen Zehntelmillimetern beschränkt und die tieferen Schichten nicht beeinflußt werden.

An diese Behandlung schließt sich zweckmäßig noch gemäß Abb. 5 das Ziehen in einem Zieheisen e auf genauen Durchmessern des Kolbens an. .

Selbstverständlich kann dem Kolben auch von Anfang an eine harte Oberflächenschicht durch Kokillenguß usw. gegeben werden und dann erst die neue Oberflächenbehandlung einsetzen. Der Kürze halber ist in vorstehendem nur von Aluminium gesprochen. Natürlich können auch Aluminiumlegierungen o. dgl. in derselben Weise mit Vorteil behandelt werden.

Auf dieselbe Art und Weise kann auch der Zylinderlauf behandelt werden, wobei entweder der Zylinder selbst oder eine besondere Einsatzhülse der Oberflächenbehandlung unterworfen wird.

Claims

95 Patent-An Sprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung des Kolbenlaufes an Aluminiumkolben, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenlauffläche einer mechanischen Verdichtung durch Walzen, Ziehen o. dgl. unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenlauffläche durch Ziehen die genaue Fertigform gegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Anwendung einfacher Expansionsdorne zur Ausfüllung während der Verdichtungsarbeit der Kolben zerlegt wird in eine Lauf hülse von einfacher, glatter Innenwand und einen Kolbenkörper, der außer dem Kolbenboden diejenigen Teile umfaßt, die stellenweise nach innen vorspringen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.