DE4238851A1

DE4238851A1 - Wasserlöslicher Salzkern für das Kokillengießen und Einrichtung zur Befestigung des Salzkerns

Info

Publication number: DE4238851A1
Application number: DE19924238851
Authority: DE
Inventors: Kurt Salwitzek
Original assignee: Kolbenschmidt AG
Current assignee: Kolbenschmidt AG
Priority date: 1992-11-18
Filing date: 1992-11-18
Publication date: 1994-05-19

Description

Die Erfindung betrifft einen wasserlöslichen Salzkern für das Kokillengießen von aus Leichtmetall bestehenden Kolben für Brennkraftmaschinen, der an der beweglichen Formhälfte der Kokille festmachbar ist und zur Ausbildung eines im Kolbenoberteil im Bereich hinter dem Ringfeld ringförmig verlaufenden Kühlkanals dient, und eine Einrichtung zum Befestigen des Salzkerns an der beweglichen Formhälfte.

Der nächstliegende Weg zur Herstellung eines im Oberteil von aus Leichtmetall gegossenen Kolben für Brennkraftmaschinen im Bereich hinter dem Ringfeld ringförmig verlaufenden Kühlkanals durch Eingießen eines Sandkernes ist praktisch nicht gangbar, weil die restlose Entfernung der Überreste des Kerns nach dem Gießen durch die engen Querschnitte der Zu- und Ableitungen nicht mit Sicherheit gewährleistet werden kann und natürlich vermieden werden muß, daß etwa festgebackene Sandkörner während des Motorbetriebs sich lösen und in den Schmierkreislauf gelangen. Im Hinblick auf diese Schwierigkeiten ist es schon günstiger, Hohlkerne aus Stahl oder Kupfer in den Kolben einzugießen und diese anschließend mittels Säure herauszuätzen, was jedoch mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist. Es ist deshalb in der CH-A-246 046 angeregt worden, für gegossene Aluininiumgußstücke gegossene wasserlösliche Kerne, beispielsweise bestehend aus Pottasche oder Kaliumchlorid, zu verwenden. Solche Kerne haben jedoch den Nachteil, daß sie ausgesprochen spröde sind und den mechanischen und thermischen Beanspruchungen während des Gießvorgangs nicht sicher widerstehen können. In der DE-B-13 02 940 ist deshalb vorgesehen, wasserlösliche Salze unter Druck zu Kernen zu formen und diese anschließend zu sintern. Diese Salzkerne werden für die Erzeugung des ringförmigen Kühlkanals im Oberteil eines aus Leichtmetall gegossenen Kolbens für Brennkraftmaschinen eingesetzt. Nach dem Erstarren des Leichtmetalls wird der Salzkern mit normalem Leitungswasser herausgespült.

Da die gepreßten und gesinterten Salzkerne eine vergleichsweise niedrige Festigkeit aufweisen, ist es schwierig, sie beschädigungsfrei und ortsfest in der Kokille anzuordnen. Aus diesem Grunde sieht die DE-C-12 50 605 eine Einrichtung zur freitragenden Befestigung gepreßter und gesinterter Salzkerne an der beweglichen Formhälfte der Kokille durch Stahlröhrchen, die an ihren Enden mit Muffen versehen sind, vor. Dabei sind die einen Muffen der Stahlröhrchen mit der beweglichen Formhälfte verschraubt und die anderen Muffen auf an dem Salzkern angebrachte Zapfen aufgesteckt oder mit in dem Salzkern eingeformten Gewindenippeln verschraubt. In der GB-A-1 055 737 ist die Verwendung gegossener Salzkerne für die Herstellung des bei aus Leichtmetall gegossenen Kolben für Brennkraftmaschinen im Oberteil im Bereich hinter dem Ringfeld verlaufenden ringförmigen Kühlkanals beschrieben. In den Salzkern sind Verstärkungsdrähte eingegossen, deren aus dem Salzkern herausragende Enden an der beweglichen Formhälfte befestigt werden können. Schließlich befaßt sich die DE-C-38 07 986 mit einem Verfahren zur Herstellung eines Brennkraftmaschinenkolbens aus einer Leichtmetallegierung, bei dem ein Umfangsbereich der obersten Ringnut durch einen anorganischen Fasereinsatz verstärkt ist und ein ringförmiger Ölkühlkanal im Kolbenoberteil durch einen wasserlöslichen Salzkern gebildet ist. Die Position des Salzkerns in der Kokille wird mittels an dem in den Kolben einzugießenden und mit der beweglichen Formhälfte verbundenen Regelgliedeinsatz befindlichen vorstehenden Armen und Stützen festgelegt.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit den vorstehend beschriebenen Maßnahmen eine bruchfreie und ortsfeste Positionierung eines mit der beweglichen Formhälfte verbundenen Salzkerns zur Herstellung eines aus Leichtmetall gegossenen Kolbens mit im Kolbenoberteil hinter dem Ringfeld ringförmig verlaufenden Kühlkanal beispielsweise durch Preßgießen nicht stets gewährleistet ist.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine sichere Verbindung zwischen dem zur Ausbildung eines im Kolbenoberteil im Bereich hinter dem Ringfeld ringförmig verlaufenden Kühlkanals eingesetzten Salzkerns und der beweglichen Formhälfte einer Kokille für Kolben aus Leichtmetall für Brennkraftmaschinen zu schaffen, durch die die vorgesehene Lage des Salzkerns in der Kokille unverrückbar festgelegt ist. Darüber hinaus soll eine einfache und schnelle Verbindung des Salzkerns mit der beweglichen Formhälfte der Kokille erreicht werden.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in mit dem einen Endabschnitt in den Salzkern eingebetteten metallischen Haltestiften, die mit ihrem anderen, mit einer umlaufenden Kehle versehenen Endabschnitt an in der beweglichen Formhälfte geführten Pinolen fixierbar sind.

Die Einrichtung zum Befestigen der Haltestifte an den Pinolen besteht in einem in der vorderen Stirnseite der Pinole konzentrisch angebrachten Sackloch, das unter Bildung eines Zylindersegments in den vorderen Abschnitt eines in der Pinole achsparallel versetzt angeordneten Langlochs einschneidet, wobei die Höhe des Einschnitts höchstens der Tiefe der in den Haltestiften angebrachten Kehle entspricht, und in das Langloch rechtwinklig zu dessen Längsachse eine Längsnut eindringt und am unteren Ende der der Pinolenachse nächstliegenden Fläche des Langlochs eine Blattfeder befestigt ist, an deren anderem Ende sich ein in die Kehle des in das Sackloch eingesetzten Haltestifts einrastbarer, quer zur Längsachse der Blattfeder angeordneter Rundstift befindet. Diese Anordnung ermöglicht es, daß die den Salzkern tragenden Haltestifte auf einfache Weise in die Sacklochbohrungen der Pinolen der beweglichen Formhälfte der Kokille einsetzbar und durch die einrastbaren Rundstifte fixierbar sind.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt und wird nachstehend erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der beweglichen Formhälfte einer Kokille zur Herstellung eines aus Leichtmetall gegossenen Kolbens für Brennkraftmaschinen mit einem Ausbruch im Bereich der in der beweglichen Formhälfte geführten Pinole und des mit der Pinole verbundenen, den Salzkern tragenden Haltestifts,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den vorderen Teil einer Pinole mit mit dieser verbundenem Haltestift und

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Fig. 2 entlang der Schnittlinie I-I der Fig. 2.

Die die feste, nicht dargestellte Formhälfte verschließende bewegliche Formhälfte (1) der Kokille für die Herstellung eines Kolbens für Brennkraftmaschinen aus einer Aluminiumkolbenlegierung besitzt zwei Bohrungen (2), in denen die Pinolen (3) geführt sind. In der vorderen Stirnseite der Pinolen befindet sich jeweils ein konzentrisch angebrachtes Sackloch (4), das in Form eines Zylindersegments (5) in den vorderen Abschnitt eines in der Pinole (3) achsparallel versetzt angebrachten Langlochs (6) einschneidet. Am hinteren Abschnitt der der Achse nächstliegenden Wand des Langlochs (6) ist eine Blattfeder (7) befestigt, die an ihrem vorderen Ende einen mit seiner Längsachse quer zur Achse des Langlochs (6) liegenden Rundstift (8) trägt. Gegenüber der Blattfeder (7) befindet sich eine in das Langloch (6) eindringende Längsnut (9). In den Salzkern (10) sind zwei metallische Haltestifte (11, 12) mit ihrem einen Endabschnitt eingebettet. Der andere, jeweils mit einer umlaufenden kreissegmentförmigen Kehle (13) versehene Endabschnitt der Haltestifte (11, 12) ist in das Sackloch (4) der Pinole (3) eingesetzt und ist dort mittels des in die Kehle (13) eingerasteten Rundstifts (8) arretiert.

Claims

1. Wasserlöslicher Salzkern für das Kokillengießen von aus Leichtmetall bestehenden Kolben für Brennkraftmaschinen, der an der beweglichen Formhälfte der Kokille festmachbar ist und zur Ausbildung eines im Kolbenoberteil im Bereich hinter dem Ringfeld ringförmig verlaufenden Kühlkanals dient, gekennzeichnet durch mit ihrem einen Endabschnitt in den Salzkern (10) eingebettete metallische Haltestifte (11, 12), deren anderer, mit einer umlaufenden Kehle (13) versehener Endabschnitt an einer in der beweglichen Formhälfte (1) geführten Pinole (3) fixierbar ist.

2. Einrichtung zur Befestigung des Salzkerns gemäß Anspruch 1 an der beweglichen Formhälfte, gekennzeichnet durch ein in der vorderen Stirnseite der Pinole (3) konzentrisch angebrachtes Sackloch (4), das unter Bildung eines Zylindersegments (5) in ein in der Pinole achsparallel versetzt angeordnetes Langloch (6) einschneidet, wobei die Höhe des Zylindersegments höchstens der Tiefe der Kehle (13) der Haltestifte (11, 12) des anderen Endabschnitts entspricht, eine rechtwinklig zur Längsachse des Langlochs in dieses einschneidende Längsnut (9), eine am unteren Ende der der Achse der Pinole nächstliegenden Wandfläche des Langlochs befestigte Blattfeder (7), an deren anderem Ende ein quer zu ihrer Längsachse liegender, in die Kehle (13) des in das Sackloch der Pinole eingesetzten Haltestifts einrastbarer Rundstift (8) angebracht ist.