DE540369C

DE540369C - Manufacture of cylinder covers and pistons for internal combustion engines by soldering their individual parts together

Info

Publication number: DE540369C
Application number: DEA56534D
Authority: DE
Inventors: Kurl Bassler
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1929-01-17
Filing date: 1929-01-18
Publication date: 1931-12-12

Description

Herstellung von Zylinderdeckeln und Kolben für Brennkraftmaschinen durch Zusammenlöten ihrer einzelnen Teile Bei Zylinderdeckeln und Kolben für Brennkraftmaschinen treten während des Betriebes häufig Risse auf, die nicht durch unrichtige Formgebung hervorgerufen werden. Die Ursache ist vielmehr auf die Wahl des Baustoffes zurückzuführen, durch den auch die Form des Zylinderdeckels beeinflußt wird. So müssen bei Herstellung des Deckels aus Gußeisen die Wandungen bei großen Zylinderabmessungen der geringen Zug- und Biegungsfestigkeit wegen sehr kräftig gehalten werden, was zur Folge hat, daß die dem Brennraum zugekehrten Wandungen im Betriebe sehr hohe Wärmegrade annehmen, während die übrigen wassergekühlten Wandungen weniger heiß werden. Die dadurch entstehenden Wärmespannungen führen oft in kurzer Zeit zu Rißbildungen.Manufacture of cylinder covers and pistons for internal combustion engines by soldering their individual parts together for cylinder covers and pistons for internal combustion engines cracks often occur during operation, which are not due to incorrect shaping be evoked. Rather, the cause can be traced back to the choice of building material, which also influences the shape of the cylinder cover. So must in manufacture of the cover made of cast iron the walls with large cylinder dimensions of the small Tensile and flexural strength are kept very strong because of the result, that the walls facing the combustion chamber in the company take on very high degrees of heat, while the other water-cooled walls are less hot. The resulting Thermal stresses often lead to the formation of cracks in a short time.

Auch Deckel und Kolben aus Stahlguß waren den Beanspruchungen nicht dauernd gewachsen und sind auch wegen häufiger Fehlstellen im Guß zu beanstanden. Der letztere Nachteil haftet zwar Bronzegußdeckeln nicht an, aber sie sind teuer und halten hohen Wärmebeanspruchungen auch nicht stand.Cast steel lids and pistons were also unable to withstand the stresses and strains have grown continuously and are also objectionable because of frequent defects in the casting. The latter disadvantage is not inherent in cast bronze lids, but they are expensive and cannot withstand high thermal loads.

Man ging deshalb zu Zylinderdeckeln über, die aus Flußeisenteilen zusammengeschweißt oder gelötet wurden. Hierbei konnten die den Brenngasen ausgesetzten Deckelteile infolge der hohen Festigkeit des Baustoffes bedeutend dünnwandiger ausgeführt werden wie bei den gegossenen Deckeln, so daß ihre Erwärmung bedeutend geringer wurde. Die Zusammenfassung der Flußeisenteile geschah hierbei durch Schweißen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß solche Schweißnähte nicht dicht zu halten sind, auch Spannungen durch das Schweißen in den Deckel hineinkommen. Das Schweißen bedingt ferner, daß man in der Auswahl des Werkstoffes, aus dem die Zylinderdeckel hergestellt werden sollen, sehr beschränkt ist. Einzelne Teile wurden dabei nacheinander angeschweißt oder angelötet, so daß die Herstellung sehr umständlich und zeitraubend, somit auch kostspielig war. Es bestand auch keine Gewähr dafür, daß die Schweiß- oder Lötnähte genügend tief und zuverlässig waren.That is why one went over to cylinder lids made of fluent iron parts welded or soldered together. In doing so, they could be exposed to the combustion gases Cover parts made significantly thinner-walled due to the high strength of the building material are like the cast lids, so that their heating is significantly less became. The merging of the fluent iron parts was done by welding. It However, it has been found that such weld seams cannot be kept tight, also stresses come into the lid through the welding. Welding is necessary Furthermore, that one can choose the material from which the cylinder cover is made is very limited. Individual parts were welded on one after the other or soldered on, so that the production is very cumbersome and time-consuming, thus also was costly. There was also no guarantee that the welded or soldered seams would were sufficiently deep and reliable.

Die Erfindung bezweckt nun, die den bisherigen Herstellungsverfahren anhaftenden Mängel zu beseitigen, und betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zylinderdeckeln und Kolben für Brennkraftmaschinen durch Zusammenlöten ihrer einzelnen Teile. Nach diesem neuen Verfahren werden die einzelnen Teile unter hohem Druck in dichte Berührung miteinander gebracht und dann durch Hartlöten in einer reduzierenden Atmosphäre gleichzeitig miteinander verbunden. Das gleichzeitige Hartlöten mehrerer Teile in einer reduzierenden Atmosphäre ist an sich bereits bekannt. Zum Zusammendrücken der einzelnen Teile werden erfindungsgemäß Schrumpfringe benutzt, die zugleich auch Bauteile des Zylinderdeckels oder des Kolbens sein können. Dieses Herstellungsverfahren gestattet die Verwendung von Baustoffen, die gegenüber den Einwirkungen der Hitze sehr wenig empfindlich sind und trotzdem große Festigkeit besitzen. Es können bei diesem Herstellungsverfahren dünne Wände benutzt und trotzdem dichte Verbindungen erzielt werden, ohne daß in den Zylinderdeckeln und Kolben irgendwelche Spannungen zurückbleiben.The invention now aims at the previous manufacturing processes to eliminate adherent defects, and concerns a process for the production of Cylinder covers and pistons for internal combustion engines by soldering them together Parts. According to this new process, the individual parts are under high pressure brought into tight contact with each other and then brazed in a reducing Atmosphere connected at the same time. Brazing several at the same time Parts in a reducing atmosphere is already known per se. To squeeze of the individual parts according to the invention used shrink rings, which can also be components of the cylinder cover or the piston. This Manufacturing process allows the use of building materials that are compared to the The effects of heat are very little sensitive and still have great strength own. Thin walls can be used in this manufacturing process and still tight connections are achieved without any in the cylinder covers and pistons Tensions linger.

Als Baustoff kann beispielsweise Flüßeisen, Stahl oder Kupfer oder eine Verbindung dieser Baustoffe in Betracht kommen. So können z,. B. diejenigen Wandungen, die der größten Hitze ausgesetzt sind, in bekannter Weise aus einem Baustoff von hoher Wärmeleitfähigkeit, z. B. Kupfer, :hergestellt werden, während für die weniger durch Hitze beanspruchten Teile Baustoffe hoher Festigkeit, z. B. Flußeisen oder Stahlguß, Verwendung finden können. Hierbei werden die am meisten durch Hitze beanspruchten Teile möglichst dünnwandig ausgeführt, während die anderen Teile den auftretenden Kräften entsprechend starkwandig sind.As a building material, for example, mild iron, steel or copper or a combination of these building materials come into consideration. For example, B. those Walls that are exposed to the greatest heat, in a known manner from a building material of high thermal conductivity, e.g. B. Copper,: are manufactured while for the less heat stressed parts high-strength building materials, e.g. B. Fluorescent iron or cast steel, can be used. Most of them are caused by heat stressed parts made as thin-walled as possible, while the other parts the occurring forces are correspondingly thick-walled.

Das Hartlöten selbst erfolgt am besten durch Einführung eines Lotes zwischen die durch starken Druck in dichte Berührung gebrachten Flächen mittels Erhitzens in einer reduzierenden Atmosphäre, so daß durch Kapillarwirkung das Lot in die Zwischenfugen hineingezogen wird. Nach erfolgter Lotung und Abkühlung werden die Teile dann -jon dem Preßdruck befreit, so daß eine spannungsfreie Verbindung der Einzelteile hergestellt ist.Brazing itself is best done by inserting a solder between the surfaces brought into close contact by strong pressure by means of Heating in a reducing atmosphere, so that by capillary action the solder is drawn into the intermediate joints. After plumbing and cooling down, the parts are then released from the pressing pressure, so that a tension-free connection the individual parts are manufactured.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar stellen Abb. i und 2 Längsschnitte durch zwei in verschiedener Weise zusammengesetzte Zylinderdeckel dar, während Abb.3 einen Querschnitt nach der Linie A-B der Abb. i veranschaulicht.The drawing shows an embodiment of the invention, namely Fig. i and 2 represent longitudinal sections through two assembled in different ways Cylinder cover, while Fig. 3 shows a cross-section along the line A-B of Fig. i illustrated.

Gemäß der Ausführung nach Abb. i ist der Zylinderdeckel aus einem rohrförmigen Teil a, einer unteren nach dem Zylinderinnern zu gerichteten Scheibe b, einem oberen Abschlußdeckel c und einem Flanschenring d zusammengesetzt. Zur Versteifung und zur Führung des durch die Bohrung e ein- und durch die Bohrung f austretenden Kühlwassers sind zwischen den Scheiben b und c Rippen g angeordnet, die in der Mitte an einer Hülse h befestigt sind, die entweder zur Einführung des Brennstoffventils oder als Stopfbuchsengehäuse für die Kolbenstange dient. Die zweite Hülse i dient beispielsweise als Gehäuse für ein Anlaßventil. k ist ein wie z. -B, den Flanschenring d mit Schrumpf aufgesetzter Ring, der dazu dient, die einzelnen Teile am unteren Ende des Ventildeckels während des Lötvorganges zusammenzupressen. Der Ring k wird nach erfolgter Lotung und Abkühlung wieder entfernt.According to the design according to Fig. I, the cylinder cover is made of one tubular part a, a lower disc to be directed towards the interior of the cylinder b, an upper cover plate c and a flange ring d composed. To the Stiffening and for guiding the one through the hole e and through the hole f exiting cooling water are arranged between the disks b and c ribs g, which are attached in the middle to a sleeve h, which is used either for the introduction of the Fuel valve or as a gland housing for the piston rod. The second Sleeve i serves, for example, as a housing for a starter valve. k is a like -B, the flange ring d with a shrink-fitting ring that serves to protect the individual Pressing parts together at the lower end of the valve cover during the soldering process. The ring k is removed again after plumbing and cooling.

In der Abb. 2 besteht die Seitenwandung und die -untere Abschlußscheibe des Deckels aus einem Stück, an dem die übrigen Teile dann durch Löten befestigt werden. Die Lotung selbst kann entweder von außen oder auch nach vorhergehender Befestigung des als Lot dienenden Metallstreifens an den in Frage kommeüden Teilen nach Zusammensetzung der Teile von innen erfolgen. In letzterem Falle kann durch Verflüssigung eines überschüssigen Teiles des verwendeten Lotes, als welches z. B. Kupfer dienen kann, gleichzeitig auch der Innenteil des Zylinderdeckels gegen Anfressungen durch das Kühlwasser mit einer metallischen Schutzschicht überzogen werden.In Fig. 2 there is the side wall and the lower cover plate of the cover from one piece, to which the remaining parts are then attached by soldering will. The plumbing itself can either be from the outside or after a previous one Attachment of the metal strip serving as a solder to the parts in question after assembling the parts from the inside. In the latter case, can through Liquefaction of an excess part of the solder used, as which z. B. copper can serve, at the same time also the inner part of the cylinder cover against Corrugations caused by the cooling water are covered with a metallic protective layer will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of cylinder covers and pistons for internal combustion engines by soldering their individual parts together, thereby characterized in that the individual parts are in tight contact with one another under high pressure brought and by brazing in a reducing atmosphere 'simultaneously with each other get connected.

2. Apparatus for performing the method according to claim i, characterized in that shrink rings (d, k) are used to compress the parts.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that Components (d) of the cylinder cover or piston serve as shrink rings.