DE60122533T2 - Kolben und verfahren zur herstellung - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung betrifft Kolben für Verbrennungskraftmaschinen und die Herstellung davon. Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung eines starken bzw. festen Kolbens, der auch leicht im Gewicht ist und für eine kosteneffektive Massenproduktion für Motore kleiner Kapazität und hoher Kompression bzw. Verdichtung geeignet ist.
  • Kolben für Verbrennungsmotoren bzw. -kraftmaschinen für Massenmarktautomobile werden in einer großen Anzahl hergestellt und sind Kostenbeschränkungen unterworfen, welche wiederum Grenzen an Herstellungsprozessen setzen. Derartige Kolben werden üblicherweise, aber nicht notwendigerweise aus einer Leichtmetallegierung, typischerweise auf Aluminium basierend gegossen, und dann einer Reihe von Bearbeitungsschritten unterworfen, die in einer Präzisionskomponente kulminieren bzw. gipfeln.
  • Für eine Verwendung unter schwerer Last bzw. Beanspruchung, beispielsweise in Kompressionszündungsmotoren ist es bekannt, Kolben aus Stahl herzustellen, die üblicherweise geschmiedet sind, wobei derartige Kolben jedoch dazu tendierten, einen Gewichtsnachteil aufzuweisen, ungeachtet der ausgedehnten maschinellen Bearbeitungen bzw. Tätigkeiten, um überflüssiges Metall zu entfernen, und waren somit bisher auf niedrig drehende Motoren großer Kapazität bzw. großen Volumens beschränkt, die in Lastwagen und dgl. gefunden werden.
  • In jüngster Zeit gab es eine Notwendigkeit, derartige Kompressionszündungsmotore zur Verwendung in kleineren Automobilmotoren bereitzustellen, wo es notwendig ist, bei höheren Drehzahlen und bei derartigen hohen Kompressionsdrücken zu laufen. Obwohl Stahl ein Material ist, das geeignete Eigenschaften aufweist und eine solche Festigkeit aufweist, daß er in relativ dünnen Querschnitten verwendet werden kann, die das meiste, wenn nicht alles des Gewichtnachteils mildern, gibt es eine Schwierigkeit beim Herstellen eines kleinen Kolbens aus einem Stück, der fähig ist, ein derartiges Potential zu erfüllen. Im allgemeinen ist ein solcher Kolben in Stahl durch ein Schmieden herzustellen, mit den zugehörigen Grenzen an Wanddicken und Formen, die eine Gewichtsverringerung begrenzen.
  • Es wurde vorgeschlagen, einen Stahlkolben aus gesondert hergestellten Teilen zusammenzubauen oder zu konstruieren, wie in US-A-1667202 und US-A-2244008. Jedoch sind die Kronenformen der Kolben, die darin gezeigt sind, relativ einfach in der Struktur und ohne eine Verbrennungsschale in der Krone, die häufig durch moderne Motoren gefordert wird. Selbst ohne eine derartige vermehrte Komplexität wird geglaubt, daß die Anzahl von gesonderten Teilen und Zusammenbautätigkeiten bzw. -vorgängen, die erforderlich sind, nicht dienlich sind, einen kleinen Kolben bereitzustellen, der fähig ist, innerhalb eines modernen kleinen Motors auf eine kostenwirksame Art und Weise zu arbeiten.
  • FR-52 768 A offenbart einen Kolben für einen Flugzeugmotor, welcher von geringem Gewicht und einfacher Herstellung ist, umfassend eine äußere rohrförmige Hülle bzw. Schale, umfassend eine Einfassung und einen Kronenumfang, und ein inneres Montageglied, umfassend einen Kronenzentrumsbereich und wenigstens ein Teil von Kolbenbolzenanschlägen bzw. -erhebungen. Die zwei Teile sind koaxial angeordnet und eine Verjüngungspassung, um durch ihre Grenzflächen an ge genüberliegenden Enden des Kolbens eine oder mehrere Kühlkammer(n) zwischen ihnen zu definieren, wobei die Teile auch zwischen ihnen einen Dichtring zwischengeschaltet aufweisen, um ein Entweichen von Verbrennungsgasen zu verhindern. Die Struktur ist derart, daß beide Teile in relativer Position durch den Kolbenbolzen und durch Kräfte gehalten sind bzw. werden, die axial durch den Kolbenbolzen und Verbrennungsgase angewandt bzw. aufgebracht werden.
  • Obgleich ein kleiner Kolben für eine Massenproduktion prinzipiell Beschränkungen von Kosten unterworfen ist, ist bzw. wird ein größerer Kolben für eine Schwerlastanwendung prinzipiell Beschränkungen unterworfen, die aus dem Gewicht resultieren, so daß die Fähigkeit, einen Kolben von leichtem Gewicht kostenwirksam herzustellen, nicht in der Anwendbarkeit beschränkt ist. In diesem Sinn ist es ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen Motorkolben von zusammengebauter Form, der fähig ist, Festigkeit und leichtes Gewicht in einfacher Form bereitzustellen, und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Kolbens bereitzustellen, der kosteneffektiver bzw. -wirksamer als bisher zu einer Implementierung fähig ist.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Motorkolben eine Außenhülle bzw. -schale, enthaltend eine Krone, die auf einer Längskolbenachse zentriert ist, und eine rohrförmige Seitenwand, die sich axial in bezug auf den Umfang der Krone zu einem offenen Ende erstreckt, und in der rohrförmigen Seitenwand der Hülle ein Montageglied, das angeordnet ist, um sich querverlaufend zu der Längsachse zu erstrecken, und sowohl mit der Krone als auch der Seitenwand verbunden ist, die von der Krone beabstandet ist, Kolbenbolzen-Anschlagmittel, die durch das Montageglied getragen sind.
  • Der Ausdruck "Längsachse" wird in der Hinsicht verwendet, um den Kolben in bezug auf das geometrische Zentrum der Krone zu definieren, und ungeachtet davon, daß der Querschnitt des Kolbens anders als kreisförmig ist, beispielsweise bis zu einem kleinen Ausmaß elliptisch oder oval ist.
  • Vorzugsweise enthält die rohrförmige Seitenwand, benachbart der Krone, einen Bereich bzw. eine Region von axial beabstandeten, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Ringnuten bzw. -rillen und das Montageglied ist mit der Seitenwand am Ende des Ringnutenbereichs entfernt von der Krone verbunden und der Umfang des Montageglieds ist mit der Umfangsseitenwand im wesentlichen an der gleichen axialen Position wie wenigstens eine Ringnut verbunden.
  • Bevorzugter definieren der Umfangsbereich der Krone, die rohrförmige Seitenwand und das verbundene bzw. gebondete Montageglied dazwischen eine ringförmige Kühlkammer.
  • Vorzugsweise sind die Kolbenbolzen-Anschlagmittel einstückig bzw. integral mit dem Montageglied bereitgestellt, aber ungeachtet davon schafft das Verbinden des Montageglieds mit der Krone und der Seitenwand, die von der Krone verlagert ist, eine Struktur der selbsttragenden Art, welche den Ringnutbereich beinhaltet und einen größeren Druckwiderstand dafür ohne die Notwendigkeit für eine wesentliche Wanddicke zur Verfügung stellt.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens (10; 110; 210) zur Verfügung gestellt, umfassend ein Ausbilden des äußeren Hüllen- bzw. Schalenteils (12; 112; 212), umfassend eine Krone, die auf einer Längsachse zentriert ist, und eine rohrförmige Seitenwand (20; 120; 220), die sich axial in bezug auf den Umfang der Krone zu einem offenen Ende (24; 124; 224) erstreckt, ein Ausbilden eines Montageglieds (14; 114; 214), welches Kolbenbolzen-Anschlagmittel (60; 160; 260) darauf trägt, mit einem Umfang (56; 156; 256), der dimensioniert ist bzw. wird, um in die rohrförmige Seitenwand zu passen und mit dieser zusammenzuwirken bzw. eine Grenzfläche auszubilden, ein Anordnen des Montageglieds in der rohrförmigen Seitenwand derart, daß es mit der Krone an einer Kronengrenzfläche (71; 128; 271) zusammenwirkt und mit der Seitenwand an einer Wandgrenzfläche (57; 157; 257) zusammenwirkt, die von der Krone beabstandet ist, und ein Sichern des Montageglieds in bezug auf die Hülle an der Kronen- und Wandgrenzfläche, und gekennzeichnet durch ein Ausbilden des Montageglieds mit einem oberen Gliedteil (54; 154; 254), das mit der Krone an einer Grenzfläche zwischen diesen (71; 133; 271) verbunden bzw. gebondet wird, welche eine sich querverlaufend erstreckende Verschlußplatte, die teilweise von unten eine Umfangskammer (80; 180; 280) in der Krone (16) schließt, durch eine sich radial erstreckende Grenzfläche (71; 271) mit der Krone, und die als ein gegenseitiger bzw. wechselweiser axialer Positions- bzw. Ortsbezug dient, und durch wenigstens eine sich axial erstreckende, außerhalb angeordnete Umfangsgrenzfläche (57; 128; 157; 257) mit der Seitenwand definiert, und ein metallurgisches Verbinden bzw. Bonden des Montageglieds an die bzw. mit der Seitenwand.
  • Vorzugsweise umfaßt das Verfahren ein Ausbilden der rohrförmigen Seitenwand und wenigstens des Umfangsteils der Krone, ein Verbinden eines zentralen Kronenbereichs, als ein einstückiger bzw. integraler Hüllenkörper.
  • Vorzugsweise sind die äußere Hülle und das Montageglied gesondert bereitgestellt, als einheitliche oder vorzusammengebaute Körper und werden dann metallurgisch verbunden, um den Kolben auszubilden.
  • In dieser Beschreibung sollen Bezugnahmen auf ein metallurgisches Verbinden bzw. Bonden alle bekannten Techniken bzw. Verfahren bedeuten, die beim Verbinden von Metallkörpern direkt miteinander oder über ein dazwischenliegendes Metall verwendet werden, und enthält ein Löten und verschiedene Formen eines Schweißens, wie beispielsweise Reibungsschweißen und Laser- oder anderes Strahl- oder Jetschweißen.
  • Der äußere Hüllenkörper kann durch eine Rückextrusion oder ein Schmieden ausgebildet werden. Alternativ kann der äußere Hüllenkörper durch ein Fließformen ausgebildet werden.
  • Wenn, wie es als die Norm angesehen werden kann, Verbrennungsschalenmittel in der Krone erforderlich sind, können diese einstückig bzw. integral mit dem Hüllenkörper ausgebildet werden, sind Gegenstand für Formbeschränkungen, oder können gesondert ausgebildet und metallurgisch verbunden werden.
  • Das äußere Hüllenteil und/oder Montageglied kann bzw. können aus Stahl hergestellt sein, welcher geeigneterweise verformbar ist, aber das Verfahren ist gleichermaßen auf verformbare bzw. duktile Legierungen von Nicht-Eisenmaterialien anwendbar.
  • Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • 1(a) eine Querschnittsansicht durch eine erste Ausführungsform eines Motorkolbens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist, in der Richtung 1a-1a von 1(b) genommen, umfassend eine Anordnung eines äußeren Hüllenteils und eines Montageglieds, die miteinander verbunden bzw. aneinander gebondet sind,
  • 1(b) eine Querschnittsansicht durch den Kolben von 1(a) unter rechten Winkel auf die Ebene der Figur in der Richtung 1b-1b davon ist,
  • 1(c) und 1(d) Querschnitts-Halbansichten durch die äußere Hülle von 1(a) bzw. 1(b) sind,
  • 2(a) eine Querschnittsansicht durch eine zweite Ausführungsform eines Motorkolbens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist, genommen in der Richtung 2a-2a von 2(b), umfassend eine Anordnung aus einem äußeren Hüllenteil und einem Montageglied, die miteinander verbunden sind,
  • 2(b) eine Querschnittsansicht durch den Kolben von 2(a) unter rechten Winkeln auf die Ebene jener Figur in Richtung 2b-2b davon ist,
  • 2(c) und 2(d) Querschnitts-Halbansichten durch die äußere Hülle von 2(a) bzw. 2(b) sind,
  • 3(a) eine Querschnittsansicht durch eine dritte Ausführungsform eines Motorkolbens gemäß der vorliegenden Erfindung ist, genommen in der Richtung 3a-3a von 3(b) , umfassend eine Anordnung eines äußeren Hüllenteils und eines Montageglieds, die miteinander verbunden sind,
  • 3(b) eine Querschnittsansicht durch den Kolben von 3(a) unter rechten Winkeln auf die Ebene der Figur in der Richtung 3b-3b davon ist,
  • 3(c) und 3(d) Querschnitts-Halbansichten durch die äußere Hülle von 3(a) bzw. 3(b) sind,
  • 4 eine schematische Querschnittsansicht durch eine Vorrichtung zum Ausbilden des äußeren Hüllenkörpers durch Rückextrusion aus einem Metallrohling ist,
  • 5 eine schematische Querschnittsansicht durch eine Vorrichtung zum Ausbilden des äußeren Hüllenkörpers durch ein Fließformen einer Scheibe bzw. Platte aus Metall ist, die um die Krone und um die Längskolbenachse zentriert ist, und
  • 6 eine Querschnittsansicht durch ein Teil einer dritten Ausführungsform eines Kolbens gemäß der Erfindung ist, in welcher die rohrförmige Seitenwand von im wesentlichen gleichförmiger Dicke ist und die Ringnuten bzw. -rillen und Schulter für das Montieren durch ein radiales Falten des Metalls der Wand als eine Funktion eines Abstands entlang der Kolbenachse definiert sind.
  • Bezugnehmend auf 1(a) bis 1(d) wird ein Kolben 10 für eine Verbrennungskraftmaschine aus einem kohlenstoffreichen Stahl ausgebildet. Er umfaßt eine äußere Hülle 12 und ein Montageglied 14, das durch Löten metallurgisch mit ihr verbunden bzw. an sie gebondet ist.
  • Die äußere Hülle 12 umfaßt eine Krone 16, die auf einer Längskolbenachse 18 zentriert ist, und eine rohrförmige Seitenwand 20, die sich axial in bezug auf einen Umfangsbereich 22 der Krone zu einem offenen Ende 24 erstreckt.
  • Zentral der Krone und umgeben durch den Umfangsbereich 22 ist ein zentraler Bereich 26 (der durch Grenzlinien 28 bezeichnet ist) in der Form einer Verbrennungsschale 30, die einen Schalenboden 32 aufweist, der axial in bezug auf den Kronenumfangsbereich verlagert ist, und zum offenen Ende der rohrförmigen Seitenwand, durch eine Schalenwand 34. Die Schalenwand weist passenderweise eine radial erneut eintretende Form auf, wie dies bei 36 angezeigt ist.
  • Die Krone 16, die sowohl den zentralen Bereich 26 als auch den Umfangsbereich 22 enthält, ist von einstückiger Ausbildung mit der rohrförmigen Seitenwand durch eine Rückextrusion auf einen Dorn, wie unten beschrieben, um einen einheitlichen äußeren Hüllenkörper zu definieren.
  • Die rohrförmige Seitenwand 20 beinhaltet benachbart der Krone einen Bereich bzw. eine Region 40 von axial beabstandeten, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Ringnuten bzw. -rillen 42, die in die Wand bearbeitet bzw. eingearbeitet sind, und zwischen dem Ringnutbereich und dem offenen Ende 24 sind Schultermittel 44 bereitgestellt, die zum offenen Ende gerichtet sind, was durch Änderungen im Innendurchmesser der Wand bewirkt wird.
  • Wie am besten in 1(c) und 1(d) zu sehen, umfassen die Schultermittel 44 eine erste kleinere Verringerung in der Dicke des Ringnutbereichs bei 46, was die erste Schulter 48 definiert, und eine zweite, größere Verringerung in der Dicke bei 50 zwischen dem Ringnutbereich und dem offenen Ende 24, was eine zweite Schulter 52 definiert.
  • Die rohrförmige Seitenwand ist, außer den Ringnuten, von im wesentlichen gleichförmiger Dicke im Rillen- bzw. Nut bereich zwischen der Krone und den Schultermitteln, und auch einer verringerten, aber im wesentlichen gleichförmigen Dicke zwischen den Schultermitteln und dem offenen Ende; die Verringerung in der Dicke ist bzw. wird hauptsächlich durch die Schultermittel definiert, aber es gibt auch eine geringfügige Verjüngung der Wanddicke von der Krone zum offenen Ende, um das Gesamtgewicht zu minimieren, indem geringere Wanddicke besessen wird, wo eine geringere Festigkeit erforderlich ist.
  • Der Bereich 46 kann, und nicht nachteiligerweise an der gleichen axialen Position wie eine oder mehrere der Ringnuten liegen.
  • Das Montageglied 14 kann durch ein Modellausschmelzverfahren oder dgl. gegossen werden und umfaßt eine axial dünne Platte 54, die bemessen ist, um in das offene Ende der rohrförmigen Seitenwand zu passen, so daß wenigstens einige Punkte an ihrem Umfang 56, und vorzugsweise alle ihres Umfangs, mit dem Wandschulterbereich 46 an der Wandgrenzfläche 57 zusammenwirken und durch welche die Grenzfläche mit der äußeren Hülle verbunden ist. In dieser Ausführungsform ist sie mit der rohrförmigen Wand um im wesentlichen die Gesamtheit ihres Umfangs verbunden und diesem Zweck weist die Platte eine erhöhte axiale Dicke an ihrem Umfang auf, wobei ein Flansch 58 definiert wird, der sich axial zu einer Seite der Platte in Richtung zur Krone erstreckt.
  • Die Montagegliedplatte 54 trägt auch Kolbenanschlagmittel 60, die einstückig bzw. integral damit an der Seite, die zum offenen Ende 24 gerichtet ist, und axial zwischen dem Flansch 58 und dem offenen Ende ausgebildet sind. Die Kolbenbolzen-Anschlagmittel beinhalten eine Bohrung 62 für den Durchtritt eines herkömmlichen Kolbenbolzens (nicht gezeigt) querlaufend bzw. transversal zur Längsachse 18. Die Montagegliedplatte 54 enthält weiterhin einen Verbindungsstangenraum, in der Form einer Öffnung 64, die sich durch das Montageglied entlang der Längskolbenachse erstreckt, wobei die Öffnung von den Kolbenbolzen-Anschlagmitteln zwei Kolbenbolzenanschläge 66 und 68 definiert, die entlang der Bohrung beabstandet sind und, wenn die Platte in der Position ist, den zentralen Bereich der Krone zu dem offenen Ende der rohrförmigen Seitenwand freilegt.
  • Der zentrale Bereich der Krone, insbesondere die Verbindung zwischen dem Verbrennungsschalenboden 32 und der Wand 34, weist wenigstens eine axiale Erstreckung zur Bodenwand auf, passenderweise als ein am Umfang bzw. in Umfangsrichtung vollständiger Flansch 70, welcher eine gleichförmige Oberfläche bereitstellt, die sich querlaufend zur Kolbenachse erstreckt und gegen welche die Montagegliedplatte 54 an einer Kronengrenzfläche 71 anliegen kann, um ihre axiale Position innerhalb der rohrförmigen Wand zu definieren. In dieser Ausführungsform ist die axiale Position des Flanschs 70 derart, daß der Umfangsflansch 58 der Platte frei von der ersten Schulter 48 ist, d.h., das Montageglied nur auf eine axiale gegebene Größe positioniert ist.
  • Das Montageglied ist metallurgisch mit der Seitenwand an der Grenzfläche 57 verbunden und mit der Krone an der Grenzfläche 71 durch ein Löten, durch Anwenden eines Lötmaterials auf die Grenzflächen zwischen dem Montageglied und der äußeren Hülle, wenn sie zusammengebaut werden, Erwärmen bzw. Heizen auf eine Temperatur, die ausreicht, um das Lötmaterial zu schmelzen, gefolgt durch irgendein anderes Wärmebehandlungs-, Abkühl- und/oder Abschreckregime, das wünschenswert ist, um gewünschte physikalische Eigenschaften den gelöteten Komponenten zu verleihen. Insofern das Montageglied und die äußere Hülle vollständig erhitzt sind, können die einzelnen Komponenten einer Entspannung vor einem Zusammenbau und einem gemeinsamen Erwärmen unterworfen werden.
  • Der Flansch 70, welcher den Verbrennungsschalenboden umgibt, umgibt auch die Verbindungsstangenöffnung 64 derart, daß die Krone, die rohrförmige Seitenwand und das verbundene Montageglied dazwischen eine ringförmige Kühlkammer 80 definieren, welche im wesentlichen in der axialen Richtung durch die Krone und durch das Montageglied geschlossen ist. Kanalmittel, angegeben allgemein bei 82, erlauben einen Durchtritt von Kühlfluid zu und von der ringförmigen Kammer. Die Kanalmittel umfassen eine Fluidzutrittsöffnung 84, die sich durch das Montageglied in einer im wesentlichen axialen Richtung erstreckt und derart angeordnet ist, daß für wenigstens ein Teil des Kolbenhubs ein Fluidstrahl durch die Öffnung und in die Kammer gelenkt wird. Eine Fluiddrainage- bzw. -ablauföffnung 86 erstreckt sich durch das Montageglied versetzt um die Längsachse von der Zutrittsöffnung.
  • Unter Beibehaltung eines Herstellens eines Kolbens mit leichtem Gewicht wird die rohrförmige Seitenwand am offenen Ende 24 um die Längskolbenachse in Übereinstimmung mit den Enden der Kolbenbolzenbohrung bis zu einem axialen Niveau zwischen den Enden der Kolbenbolzenbohrung und dem Ringnutbereich ausgeschnitten. Es wird erkannt bzw. geschätzt werden, daß die Seitenwand strikter, als illustriert, bis zum Niveau der Schultermittel oder einer anderen Abgrenzung des Endes des Ringnutbereichs geschnitten werden kann, so daß dort zu jeder Seite der Bolzenanschlagmittel zwei in Umfangsrichtung diskrete Einfassungsabschnitte existieren, die im wesentlichen voneinander isoliert sind.
  • Es wird erkannt werden, daß, indem die Hülle 12 und das Montageglied 14 ausgebildet wurden, es im wesentlichen nur eine einzige Zusammenbautätigkeit in bezug auf ein Positionieren des Montageglieds innerhalb der äußeren Hülle und einem Verbinden bzw. Bonden daran, genauer an bzw. mit der Seitenwand und Kronenverbrennungsschale gibt, aber daß sogar mit der Verwendung einer äußeren Hülle mit einem relativ dünnen Querschnitt und Montagegliedkomponenten die resultierende Struktur eine beträchtliche Festigkeit und einen Widerstand gegen Verformung der Seitenwand im Ringnutbereich besitzt. In der gleichen Art und Weise, daß eine sogenannte selbsttragende bzw. Monocoque-Struktur Festigkeit und Steifigkeit einem Fahrzeugkörper verleiht, ist die Struktur hier analog und kann als eine Struktur vom selbsttragenden Typ betrachtet werden. Die Festigkeit ist sowohl der strukturellen Form bzw. Gestalt als auch den Materialien zuzuschreiben und der Kolben kann somit durch kohlenstoffreichen oder mittleren Kohlenstoffstahl bei niedrigen Kosten ausgebildet werden, d.h. ein niedrig legierter Stahl.
  • Tatsächlich ist die Konstruktion geeignet für Nicht-Eisenlegierungen mit der Maßgabe, daß sie fähig sind, in eine derartige äußere Hülle und ein Montageglied geformt und miteinander verbunden zu werden. Außerdem wird gesehen werden, daß die äußere Hülle und das Montageglied aus verschiedenen Metallen hergestellt sein können mit der Maßgabe, daß sie erfolgreich verbunden werden können oder in bezug auf Festigkeit und Wärmeausdehnung und Fähigkeit kompatibel sind, eine metallurgische Verbindung zwischen ihnen auszubilden. Das oben erwähnte Löten kann mit gleichen oder verschiedenen Metallen verwendet werden. Es kann möglich sein, ein Verbinden zwischen dem Montageglied und der äußeren Hülle durch eine nicht-metallurgische Verbindung zu bewirken. Es kann auch möglich sein, eine oder beide der äußeren Hüll- und Montagegliedkomponenten aus nichtmetallischem Material zur Verfügung zu stellen, das den obigen Kriterien für ein Verbinden unterworfen bzw. ausgesetzt ist. Wo die äußere Hülle mit einer diskreten Verbrennungsschale oder einem anderen zentralen Bereich konstruiert ist, kann dieses Teil auch nicht-metallisch sein.
  • Wie oben erwähnt, ist die äußere Hülle 12 als ein einstückiger Körper durch Rückextrusion ausgebildet. Bezugnehmend auf 4 zeigt diese schematisch einen Rückextrusionsapparat 400, der einen Dorn 402 enthält, der eine äußere Oberfläche 404 aufweist, die sich an die Innenform und Abmessungen der rohrförmigen Seitenwand 20 anpaßt, enthaltend eine Stufe 406 entsprechend Schultermitteln 404 und eine seichte bzw. flache längsweise Verjüngung, die eine minimale Wanddicke gemäß Festigkeitserfordernissen bewirkt, als auch Vertiefung bzw. Aussparung 408 entsprechend der Verbrennungsschale 30. Eine zylindrische Hülse 410 umgibt den Dorn, getrennt durch einen Spalt 418 und eine Relativbewegung zwischen ihnen übt Druck auf einen Metallrohling 420 aus, welcher sich verformt und in den Spalt und in Übereinstimmung mit dem Dorn fließt, um den Hüllenkörper zu definieren. Die oben erwähnte kleine Verjüngung der Dornoberfläche 404, die die oben diskutierte Innenseitenwandverjüngung erzeugt, erleichtert auch eine Entfernung der extrudierten Hülle bzw. Schale. Eine derartige Verjüngung kann auf einem Minimum gehalten werden, insofern dies mit einer Festigkeit übereinstimmend bzw. konsistent ist, kann aber gänzlich beseitigt werden, ohne eine Entfernung vom Dorn zu beeinflussen.
  • Es wird erkannt werden, daß eine derartige Extrusion, im Unterschied zum Schmieden, Gießen und derartigen Tätigkeiten bzw. Vorgängen, eine Präzisionstätigkeit ist, die die Ausbildung von relativ dünnen Wänden von relativ gleichförmiger Dicke erlaubt, welche in Verbindung mit der Festigkeit und Steifigkeit, welche durch die Struktur des selbsttragenden Typs geboten wird, eine Ausbildung eines leichtgewichtigen Kolbens aus einem dichten Material, wie beispielsweise Stahl erlaubt. Jedoch ist es durchaus möglich, die äußere Körperhülle durch ein Schmieden oder andere metallverformende Prozesse bereitzustellen.
  • Wie vorher hierin beschrieben, weist die Verbrennungsschalenwand eine axiale Erstreckung in der Form eines Flansches 70 auf. Es wird erkannt werden, daß das Montageglied direkt mit dem Boden der Verbrennungsschale zusammenwirken könnte oder daß eine derartige axiale Erstreckung auf dem Montageglied ausgebildet sein und sich zum Schalenboden erstrecken könnte. Es wird auch verstanden werden, daß die Verbrennungsschale gänzlich weggelassen werden kann, d.h., eine im wesentlichen flache oder gewölbte Krone aufweisen kann, und sich ein derartiger Flansch von der Montagegliedplatte zum Boden der Kronenoberfläche erstreckt, wobei eine derartige Anordnung noch die Abstützung zwischen Krone und Kolbenbolzen-Anschlagmitteln und ringförmiger Kühlkammer bereitstellt.
  • Obwohl es für den zentralen Bereich 26 der Krone geeignet bzw. passend ist, integral mit dem Umfangsbereich 22 zu sein, muß es nicht sein, und kann gesondert hergestellt sein und in den Umfangsbereich geschweißt sein, um die einheitliche äußere Hülle zu bewirken. Eine derartige getrennte Ausbildung einer Verbrennungsschale kann geeignet sein zu vermeiden, radiale rückeintretende Merkmale in situ bearbeiten zu müssen, aber es ist selbstverständlich nicht für eine Verbrennungsschale notwendig, derartige rückeintretende Merkmale aufzuweisen, und sie kann eine Seitenwand aufweisen, die für ein vollständiges Ausbilden durch den Extrusionsprozeß geeignet ist, der die Hülle definiert.
  • Obwohl der Kolben 10 im wesentlichen aus zwei Komponenten konstruiert ist, die in einer einzigen Verbindungstätigkeit zusammengebracht wurden, wird erwartet, daß es noch Bearbeitungstätigkeiten gibt, die an den externen Oberflächen der Seitenwand und Krone erforderlich sind, wie beispielsweise eine Definition von rückeintretenden Merkmalen der Verbrennungsschale, Herstellen von Ventiltaschen oder Vertiefungen bzw. Aussparungen in der Fläche der Krone, Ausbilden von Ringnuten bzw. -rillen, Schneiden des Wandendes und Anwenden einer Oberflächenendbearbeitung, die auch die Außenabmessungen auf innerhalb feiner bzw. genauer Toleranzen definiert. Einige von diesen können vor oder nach einem Zusammenbau und Verbinden der äußeren Hülle und des Montageglieds durchgeführt werden und einige können während der Extrusion erzielt werden, die die äußere Hülle ausbildet, beispielsweise Ventiltaschen 90 in der Kronenfläche und Ovalität des Querschnitts, der durch den Extrusionsdorn definiert wird. Der Grad einer für einen Kolben erforderlichen Ovalität ist üblicherweise eine Funktion seines Gesamtdurchmessers; es wird erwartet, daß der Grad einer Ovalität, der an Kolben von kleinem Durchmesser gefordert ist, durch die Endbearbeitung der äußeren Oberfläche erzielt werden kann, während für Kolben mit größerem Durchmesser eine derartige Ovalität besser durch ein Ausbilden der äußeren Hülle mit einem derartigen Querschnitt auf einem geeignet geformten Dorn erzielt werden kann. Auch beseitigt die Ausbildung von Ventiltaschen oder anderen seichten Kronenflächenmerkmal mit der Hülle wenigstens eine relativ teure maschinelle Bearbeitungstätigkeit. Eine Ausbildung der äußeren Hülle durch eine Rückextrusion um einen Dorn erlaubt, daß die Innenoberfläche der rohrförmigen Wand auf einen geeigneten Grad einer Genauigkeit ohne weitere maschinelle Bearbeitung definiert wird. Von besonderer Bedeutung in Verbindung mit einem Ausbilden eines leichtgewichtigen Kolbens ist, zusätzlich dazu, fähig zu sein, irgendwelche nicht wesentliche Teile der rohrförmigen Seitenwand wegzuschneiden, alle Wandabschnitte so dünn wie möglich für die Funktionen aufzuweisen, die davon gefordert sind. Zu diesem Zweck ist es möglich, die Seitenwand mit nur einer geringfügigen Veränderung in der Dicke von Ende zu Ende (anders als an den Schultermitteln) und den Ringnutbereich auch geringer dick, als als akzeptabel erachtet werden kann, infolge der Abstützung von dem querlaufenden Montageglied zu extrudieren.
  • Es ist ein Merkmal der beschriebenen Ausführungsform, daß beim Zusammenbau vor einem Verbinden sich die Grenzfläche 57 zwischen dem Montageglied und der Seitenwand axial erstreckt, und somit das Montageglied radial positioniert, während sich die Kronengrenzfläche 71 radial erstreckt und das Montageglied axial positioniert. Die Verbindung an der Grenzfläche 71, welche zwischen dem Montageglied und der Krone eingeschlossen ist, muß durch das vorher erwähnte Löten oder irgendeine andere Technik bewirkt werden, welche nicht auf einen Zutritt zu ihm beruht. Eine Alternative ist ein Reibungsschweißen, aber das kann als ungeeignet für die sich axial erstreckende Wandgrenzfläche 57 angesehen werden, und obwohl die Letztere vom offenen Ende zugänglich ist, und einem Verbinden durch eine andere Technik zugänglich ist, kann bevorzugt werden, nicht verschiedene Verbindungssysteme im Gebrauch gemeinsam zu haben.
  • Diese und andere alternative strukturelle Möglichkeiten sind in einer zweiten beispielhaften Ausführungsform des Kolbens in Übereinstimmung mit der Erfindung angesprochen und bei 110 in 2(a) bis 2(d) gezeigt. Viele der Teile sind ähnlich jenen des Kolbens 10 und die Beschreibung wird sich auf die Unterschiede konzentrieren. Zur Erleichterung einer Bezugnahme weisen entsprechende Teile Bezugszeichen auf, die um 100 erhöht sind. Der Kolben 110 ist eine verbundene Anordnung einer äußeren Hülle 112 und eines Montageglieds 114, wobei eine Kolbenkrone eine Verbrennungsschale 130 darin enthält. Die äußere Hülle 112 ist im allgemeinen ähnlich der Hülle 12, insofern sie eine rohrförmige Seitenwand 120, die einen Ringnutbereich 140 enthält, und Schultermittel 144 und einstückig damit, einen Kronenumfangsbereich 122 aufweist. Der Umfangsbereich enthält, verlagert von der Seitenwand, eine sich axial erstreckende Verbrennungsschalenwand 134. Ein zentraler Bereich 126 der Krone, der durch die Grenzlinien 128 um die Längsachse 18 definiert ist, umfaßt den Boden 132 der Verbrennungsschale, welche von einer diskreten Ausbildung vom Umfangsbereich ist und daran an der Grenzfläche 133 verbunden ist, welche sich um den Umfang dieses zentralen Bereichs bzw. dieser zentralen Region und im wesentlichen parallel zur Längsachse 18 erstreckt.
  • Der Verbrennungsschalenboden 132 ist bzw. wird durch das Montageglied 114 getragen, das einstückig bzw. integral damit ausgebildet ist und über einem Verbindungsstangenraum 164 liegt, der der Verbindungsstangenöffnung 64 des Glieds 14 des Kolbens 10 entspricht, wobei die Grenzfläche 133, die den Schalenboden mit der Bodenwand bildet, eine Kronengrenzfläche umfaßt.
  • Das Montageglied 114 umfaßt eine Platte 154, die auf der Oberfläche gegenüberliegend den Verbrennungsschalen-Kolbenbolzen-Anschlagmitteln 160 aufliegt, beinhaltend eine querlaufende Bohrung 162 und Anschläge 166 und 168, die voneinander durch den Verbindungsstangenraum 164 beabstandet sind. Der Außenumfang des Glieds bei 156 ist definiert, um eine dichte Passung in die rohrförmige Seitenwand zu sein, insbesondere mit dem Wandbereich 146 an der Wandgrenzfläche 157 zusammenzuwirken, welche sich in einer im wesentlichen Längsrichtung erstreckt.
  • Die Basis der Verbrennungsschalenwand, benachbart dem Boden, weist eine axiale Erstreckung 170 auf, welche gegen die obere Oberfläche der Montagegliedplatte anstößt bzw. anliegt, um sie axial in bezug auf den Kronenumfang anzuordnen. Eine radiale Anordnung wird durch die Kronengrenzfläche 133 und Wandgrenzfläche 157 bewirkt, obwohl die Wandgrenzfläche 157, insofern sie an Schultermitteln definiert ist, die axiale Anordnung bereitstellen kann.
  • Es wird erkannt werden, daß das Montageglied mit der rohrförmigen Seitenwand an der Grenzfläche 157 und mit der Krone an der Grenzfläche 133 verbunden ist, aber signifikant bzw. merklich, ist zusätzlich zur Wandgrenzfläche 157, die in Übereinstimmung bzw. Linie mit dem offenen Ende der Seitenwand ist, die Kronengrenzfläche 133 in Übereinstimmung bzw. Linie mit dem offenen Ende der Verbrennungsschale.
  • Da jede Grenzfläche in der axialen Richtung zugänglich ist, ist es möglich, jede durch Laserstrahl, Teilchen- bzw. Partikelstrahl, Plasmastrahl oder dgl. zu schweißen, indem die Kolbenanordnung oder der Schweißapparat um die Längskolbenachse gedreht wird. Um eine derartige geschweißte Bindung zu erleichtern, werden bzw. sind die Oberflächen, die jede Grenzfläche begrenzen, ausgebildet, um eine kleine Abweichung in der Richtung bereitzustellen, von welcher eine derartige Schweißung bewirkt wird.
  • Es wird verstanden werden, daß, insofern jede Grenzfläche durch eine entfernte Energiequelle in Übereinstimmung damit geschweißt wird, die Linie bzw. Richtung einer oder beider Grenzfläche(n) in bezug auf die Längsachse derart geneigt sein kann, daß eine oder beide der Grenzflächen nicht nur von außerhalb des Kolbens sichtbar ist bzw. sind, sondern eine Verjüngung aufweisen kann bzw. können, die sowohl eine radiale als auch axiale Anordnung zwischen dem Montageglied und der äußeren Hülle bewirkt. Es ist selbstverständlich möglich, ein Verbinden bzw. Bonden zwischen der äußeren Hülle und dem Montageglied an den Grenzflächen durch ein Löten, wie oben beschrieben, zu bewirken.
  • Eine Kühlkammer 180 ist zwischen der äußeren Hülle und der Montagegliedplatte 154 definiert und die Platte 154 weist einen Fluidzutrittskanal 184 und einen Drainage- bzw. Ablaufkanal 186 dadurch auf. Von dieser Anordnung wird gezeigt, sich von jener des Kolbens 10 insofern zu unter scheiden, daß die Kammer 180 von größerer axialer Ausdehnung in Übereinstimmung mit der Kolbenbolzenbohrung 162 ist, d.h., über den Anschlägen bzw. Erhebungen 166 und 168 liegt, wie dies bei 167 und 169 gezeigt ist. Insofern als der Zufuhr- und Ableitungskanal bei einem betrieblich höheren Niveau sind, bilden diese ausgedehnten bzw. erstreckten Bereiche Reservoire bzw. Behälter für Kühlfluid.
  • In einer Modifikation zu dem Obigen kann der Fluiddrainage- bzw. -ableitungskanal einen oder mehrere Kanal bzw. Kanäle 188 umfassen, der bzw. die sich im wesentlichen radial von der Kühlkammer zu dem Verbindungsstangenraum 164 erstreckt (erstrecken). Eine derartige Anordnung von Kühlkammerreservoirs und Drainagekanälen kann auf den Kolben 10 angewandt werden.
  • Es wird erkannt werden, daß der zentrale Bereich 126 definiert werden kann, anders zu sein als das, was im wesentlichen das Ganze des Verbrennungsschalenbodens ist. Er kann beispielsweise ein kleinerer Bereich des Bodens sein oder er kann größer sein und die Bodenwand 134 integrieren bzw. aufnehmen, wobei die Grenze zwischen zentralen und Umfangsbereichen an der oberen Kronenoberfläche ist, wie dies durch Grenzlinien 128' gezeigt ist, und die Montageglied-/Kronen-Grenzfläche 133 damit zusammenfällt, wobei die zentralen und Umfangsbereiche zusammen eine im wesentlichen flache gekrönte oder gewölbte Krone definieren.
  • In einer weiteren Modifikation, die nicht speziell gezeigt ist, kann der zentrale Bereich der Krone mit dem Umfangsbereich der Krone als Teil der äußeren Hülle in der Art des Kolbens 10 ausgebildet sein und das Montageglied kann ein aufragendes bzw. aufrechtes Verschlußglied an einem Verbin dungsstangenraum in der Art des Kolbens 110 aufweisen, wodurch das Verschlußglied nicht nur aufrechte Flanschmittel, wie oben beschrieben, zum Definieren der Kühlkammer bereitstellt, sondern überlagert auch, und ist zu einem Verteilen einer Last von dem zentralen Bereich der Krone fähig.
  • Querschnittsansichten einer dritten exemplarischen bzw. beispielhaften Ausführungsform des Kolbens 210 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind in 3(a) bis 3(d) gezeigt, wobei Teile, die jenen von 1(a) bis 1(d) entsprechen, Bezugszeichen um 200 erhöht aufweisen. Der Kolben 210 umfaßt die äußere Hülle 212 und das Montageglied 214, die miteinander verbunden bzw. aneinander gebondet sind.
  • Die äußere Hülle 212 umfaßt einen einheitlichen bzw. einstückigen Körper, der aus einem Kronenumfangsbereich 222, Kronenzentralbereich 226 in der Form einer Verbrennungsschale 230 und einer rohrförmigen Seitenwand 220 besteht. Die rohrförmige Seitenwand besteht aus einem dickeren Ringnutbereich 240 benachbart der Krone und einem dünneren Einfassungsbereich, der bei 224 offen endet, getrennt vom Ringnutbereich durch einfache Schultermittel 244. Die Verbrennungsschale 230 umfaßt einen Schalenboden 232, der axial vom Umfangsbereich durch die Schalenwand 234 verlagert ist und die Wand weist an der Verbindung mit dem Boden eine Anzahl von axialen Erstreckungen 2701 , 2702 mit Spalten zwischen ihnen und möglicherweise von geringfügig verschiedener axialer Länge auf.
  • Das Montageglied 214 umfaßt eine relativ dünne Montageplatte 254, deren Umfang bemessen ist, um in das dünnere Teil der Seitenwand benachbart den Schultermittel 244 zu passen; der Umfang 256 der Platte definiert eine Zwischen- bzw. Grenzfläche 257 mit der rohrförmigen Wand und weist keinen axialen Flansch oder ähnlichen Vorsprung auf, um die axiale Länge der Grenzfläche zu erhöhen.
  • Die untere Fläche der Platte, die zum offenen Ende 224 gerichtet ist, trägt integrale Kolbenbolzen-Anschlagmittel 260, die eine querlaufende Kolbenbolzenbohrung 262 dadurch aufweisen, und durch die Platte entlang der Kolbenachse 18 ist eine Verbindungsstangenöffnung 264, welche auch eine Ausbildung von gesonderten Kolbenbolzenanschlägen bzw. -erhebungen 266 und 268 bewirkt.
  • Die obere Fläche der Platte, die bei 255 angegeben ist und zur Krone gerichtet ist, ist im wesentlichen flach und stößt bzw. liegt gegen die Schalenwanderstreckungen 2701 und 2702 an, die daran eine Grenzfläche 271 definieren, die sich querlaufend in bezug auf die Kolbenachse 18 erstreckt. Insofern als die Grenzflächen 257 und 271 in der Position und Ausrichtung bzw. Orientierung den Grenzflächen 57 und 71 des Kolbens 10 entsprechen, werden die äußere Hülle und das Montageglied in der gezeigten Anordnung miteinander durch ein Löten, wie oben beschrieben, verbunden, welche die starke bzw. feste Struktur des selbsttragenden Typs definieren, die eine geschlossene ringförmige Kühlkammer 280 zwischen der Krone, dem Ringnutbereich der Seitenwand und der oberen Oberfläche 255 der Montagegliedplatte 254 enthält. Fluidkanalmittel 284 erlauben eine Zufuhr von Kühlfluid in die Kammer und Kanäle 288 erlauben eine Drainage bzw. Ableitung durch die Spalte zwischen den axialen Erstreckungen 2701 und 2702 der Schalenwand zu der Verbindungsstangenöffnung.
  • Als eine Alternative zu dem gleichermaßen anwendbaren Wegschneiden des offenen Endes der Seitenwand in einem für die Kolben 10 und 110 gezeigten Ausmaß, können sich die Kolbenbolzenanschläge 266 und 268 in das Widerlager mit der Seitenwand erstrecken und die Letztere enthält Durchtrittsöffnungen 290 und 292 in Ausrichtung mit der Kolbenbolzenbohrung 262. Außerdem kann, insofern als jeder Anschlag bzw. Vorsprung jeweils eine Grenzfläche 294, 296 mit der Seitenwand definiert, er damit benachbart den Öffnungen verbunden werden.
  • Diese Anordnung einer längeren, mit einer Öffnung versehenen Seitenwand und fakultativ Kolbenbolzenanschlägen, die sich darauf erstrecken, kann auf den Kolben 10 und auf den Kolben 110 angewandt werden mit der Maßgabe, daß das Montageglied durch ein Löten oder dgl. verbunden wird, das nicht einen direkten Zugriff erfordert.
  • Die Montagemittel 214 sind von im wesentlichen gleichförmigem Querschnitt in der Richtung der Kolbenbolzenbohrung 262, d.h. wie in 3(a) gesehen, ausgenommen selbstverständlich dort, wo die Verbindungsstangenöffnung 264 geschnitten ist. Statt daß das Montageglied gegossen wird, wird es durch ein Schneiden aus einem extrudierten Block bzw. Vorrat ausgebildet und dann geformt, um in die rohrförmige Seitenwand und die sich axial erstreckenden Öffnungen 264 und 284 zu passen, die darin geschnitten sind.
  • Es wird erkannt werden, daß ein gegossenes Montageglied, das eine komplexere Oberfläche aufweist, wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen gesehen, im Kolben 210 verwendet werden kann oder ein derartiges extrudiertes Montageglied mit den Kolben 10 und 110 verwendet werden kann.
  • Ein anderer, in dieser Ausführungsform illustrierter Unterschied ist eine rohrförmige Seitenwand, welche an jeder Seite der Schultermittel 244 von gleichförmiger bzw. gleichmäßiger Dicke ist, d.h., ohne die normalerweise geringfügig sich verjüngende Charakteristik einer Extrusion oder eines Schmiedens. Die äußere Hülle 212 wird, obwohl sie durch Extrusion oder Schmieden ausgebildet werden kann, durch ein sogenanntes Fließformen erzeugt, in welchem, wie 5 illustriert, ein scheibenartiges Metallstück 502 veranlaßt wird, sich mit einem profilierten Dorn 504 zu drehen, und während der Drehung die Umfangsbereiche der Scheibe axial verlagert werden, um entlang des Dorns zu liegen und diesem zu entsprechen, der die jeweiligen Wanddicken und Schultermittel definiert. Wie bei der oben beschriebenen Rückextrusion, kann die rohrförmige Seitenwand darauf ausgebildet werden und ohne eine Innenwandverjüngung entfernt werden, wo dies Gewicht sparen kann.
  • Ein derartiges Fließformen der äußeren Hülle kann in bezug auf den Kolben 10 und 110 verwendet werden. Obwohl es bevorzugt sein kann, die rohrförmige Seitenwand mit einem dickeren Bereich zu definieren, in welchem Ringnuten anschließend bearbeitet werden, wird erkannt werden, daß ein derartiges Fließformen, mit der Verwendung eines radial zusammenziehbaren Dorns, eine Ausbildung einer rohrförmigen Seitenwand 220' von im wesentlichen gleichförmiger Dicke von Ende zu Ende erlaubt, welche jedoch im Radius als eine Funktion einer axialen Position variiert, um die Ringnuten bzw. -rillen 242' und die Schultermittel 244' zu definieren, wie dies in 6 illustriert ist.
  • Es wird auch erkannt werden, daß, während die obigen Ausführungsformen das Montageglied als über die Gesamtheit seines Umfangs mit der Seitenwand an den Schultermitteln verbunden beschrieben haben, es nur an einer Mehrzahl von diskreten Punkten verbunden sein kann und der Umfang des Montageglieds anders als übereinstimmend in der Form bzw. Gestalt mit der rohrförmigen Seitenwand sein kann, welche sich erstreckt, um die Wand nur an Verbindungspunkten zu kontaktieren.
  • Obwohl es für den Zusammenbau geeignet bzw. angenehm ist, eine Verbindungsgrenzfläche zwischen dem Umfang des Montageglieds mit der Seitenwand an Schultermitteln zu definieren, welche zwischen dem Ringnutbereich und der leichter belasteten Einfassung abgrenzt, ist sie nicht wesentlich und kann mit der Seitenwand anders als an einer derartigen Schulter verbunden werden, wenn ein Anordnen der Grenzfläche anderswo Beanspruchungs- bzw. Spannungsmuster verbessert.
  • Es wird erneut wiederholt, daß verschiedene Ausführungsformen des Kolbens gemäß der Erfindung nicht in der Größe und den Strukturen beschränkt sind und Verfahren einer Herstellung fähig sind, auf eine breite Vielfalt von Abmessungen angepaßt bzw. geändert zu werden.

Claims (28)

  1. Kolben (10; 110; 210), umfassend eine vorgefertigte Außenschale bzw. -hülle (12; 112; 212), enthaltend eine Krone (16; 116; 216), die auf einer Längskolbenachse (18) zentriert ist, und eine rohrförmige Seitenwand (20; 120; 220), die sich axial in bezug auf den Umfang der Krone zu einem offenen Ende (24; 124; 224) erstreckt und in der rohrförmigen Seitenwand der Hülle ein vorgefertigtes Montageglied (14; 114; 214), das angeordnet ist, um sich querverlaufend zu der Längsachse zu erstrecken und sowohl mit der Krone als auch der Seitenwand zusammenzuwirken, die von der Krone beabstandet ist, wobei das Montageglied Kolbenbolzen-Anschlagmittel (60; 160; 260) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Montageglied ein oberes Gliedteil (54; 154; 254) umfaßt, das metallurgisch an die Krone an einer Grenzfläche zwischen diesen (71; 133; 271) gebondet bzw. mit dieser verbunden ist, die ein sich querverlaufend erstreckendes plattenartiges Verschlußglied, das teilweise von unten eine Umfangskammer (80; 180; 280) in der Krone (16) verschließt, durch eine sich radial erstreckende Grenzfläche (71; 271) mit der Krone und die als ein gegenseitiger axialer Positionsbezug dient, und durch wenigstens eine sich axial nach außen erstreckende angeordnete Umfangsgrenzfläche (57; 157; 257) mit der Seitenwand definiert, an welcher das Montageglied metallurgisch mit der Seitenwand verbunden ist.
  2. Kolben nach Anspruch 1, durch gekennzeichnet, daß die Verbindung bzw. Bondung (57; 157; 257) zwischen dem Montageglied und der rohrförmigen Seitenwand im wesentlichen an derselben Längsposition wie die Verbindung zwischen dem Montageglied und der Krone (71; 171; 271) ist.
  3. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Seitenwand benachbart der Krone einen Bereich bzw. eine Region von axial beabstandeten, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Ringnuten bzw. -rillen (40; 140; 240) beinhaltet und das Montageglied mit der Seitenwand an dem Ende des Ringnutenbereichs (46) entfernt von der Krone verbunden ist.
  4. Kolben (10; 210) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Krone einen zentralen Bereich (26; 226) aufweist, der durch einen Umfangsbereich umgeben ist, wobei der Umfangsbereich von einstückiger bzw. integraler Ausbildung mit der rohrförmigen Seitenwand ist und der zentrale Bereich eine Verbrennungsschale umfaßt, die eine Schalenwand (34; 234) und einen Schalenboden (32; 232) aufweist, die axial von dem Kronenumfangsbereich durch die Schalenwand beabstandet sind, wobei der Verbrennungsschalenboden einstückig bzw. integral mit der Schalenwand ausgebildet ist und das Montageglied mit der Krone an der Verbrennungsschale (71; 271) verbunden ist.
  5. Kolben nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sich radial erstreckende Grenzfläche (71; 271) zwischen dem Montageglied und der Krone, die als ein gegenseitiger axialer Positions- bzw. Ortsbezug dient, zwischen dem Montageglied und der Krone an der Verbindung zwischen der Verbrennungsschalenwand (34; 234) und dem Schalenboden (32; 232) definiert ist.
  6. Kolben nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die sich radial erstreckende Grenzfläche durch eine axiale Erstreckung (70; 2701 ; 2702 ) zu der Verbrennungsschalenwand definiert ist.
  7. Kolben nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Montageglied (14; 214) mit der Krone an der sich radial erstreckenden Grenzfläche (71; 271) zwischen dem Montageglied und der Krone verbunden ist, die als ein wechselseitiger axialer Positionsbezug dient.
  8. Kolben nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenbolzen-Anschlagmittel einstückig mit dem und lediglich durch das Montageglied auf einer Fläche bzw. Seite des Montageglieds definiert sind, das zu dem offenen Ende des rohrförmigen Wandglieds gerichtet ist bzw. schaut und axial zwischen dem offenen Ende der Hülle und der Verbindung zwischen dem Montageglied und der Seitenwand angeordnet ist, und eine Kolbenbolzenbohrung (62; 262) beinhalten, die sich quer zu der Längskolbenachse bzw. Kolbenlängsachse (18; 218) erstreckt und entlang der Achse der Bohrung beabstandet ist, wobei das Montageglied eine Verbindungsstangenöffnung (64; 264) beinhaltet, die sich durch das Montageglied entlang der Längskolbenachse erstreckt, die von den Kolbenbolzen-Anschlagmitteln zwei Kolbenbolzenanschläge bzw. -erhebungen (66, 68; 266, 268) definiert, die entlang der Zapfenbohrungsachse beabstandet sind, und den zentralen Bereich der Krone zu dem offenen Ende der rohrförmigen Seitenwand freilegen.
  9. Kolben nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Montageglied (214) von im wesentlichen gleichförmigem Querschnitt in der Richtung der Kolbenbolzenbohrung (262) mit Ausnahme der Verbindungsstangenöffnung ist.
  10. Kolben (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Krone einen zentralen Bereich aufweist, der durch einen Umfangsbereich umgeben ist, wobei der Umfangsbereich von einstückiger Ausbildung mit der rohrförmigen Seitenwand ausgebildet, und der zentrale Bereich eine Verbrennungsschale (130) umfaßt, die eine Schalenwand (134) und einen Schalenboden (132) aufweist, die axial von dem Kronenumfangsbereich durch die Schalenwand verlagert sind, und wobei der Schalenboden (132) durch das Montageglied (114) gebildet ist, das an die Schalenwand festgelegt ist.
  11. Kolben nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsschalenboden und die Schalenwand miteinander an einer Verbindungsgrenzfläche (133) zwischen diesen verbunden sind, welche sich in einer im wesentlichen axialen Richtung erstreckt.
  12. Kolben nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die sich radial erstreckende Grenzfläche zwischen dem Montageglied und der Krone, die als ein wechselweiser axialer Positions- bzw. Ortsbezug dient, zwischen dem Montageglied (114) und einem Endbereich (170) der Schalenwand angeordnet ist.
  13. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere bzw. Außenhülle aus einer Metallegierung gebildet ist, die in festem Zustand verformbar ist und das Montageglied und die Außenhülle aus demselben Material gebildet sind.
  14. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Seitenwand darin Schultermittel (44; 144; 244) aufweist, die durch eine Änderung im Innendurchmesser der Wand zur Verfügung gestellt sind und zu dem offenen Ende (24; 124; 224) der Seitenwand schauen bzw. gerichtet sind, und der Umfang des Montageglieds mit der Seitenwand an den Schultermitteln verbunden ist.
  15. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen bzw. auswärts angeordnete Umfangsgrenzfläche (57; 157; 257) zwischen dem Montageglied und dem äußeren Hüllenteil, an welches sie metallurgisch gebondet bzw. gebunden ist, in einer Linie mit dem offenen Ende der rohrförmigen Seitenwand ist.
  16. Verfahren zur Herstellung eines Kolbens (10; 110; 210), umfassend ein Ausbilden des äußeren Hüllen- bzw. Schalenteils (12; 112; 212), umfassend eine Krone, die auf einer Längsachse zentriert ist, und eine rohrförmige Seitenwand (20; 120; 220), die sich axial in bezug auf den Umfang der Krone zu einem offenen Ende (24; 124; 224) erstreckt, ein Ausbilden eines Montageglieds (14; 114; 214), welches Kolbenbolzen-Anschlagmittel (60; 160; 260) darauf trägt, mit einem Umfang (56; 156; 256), der dimensioniert ist bzw. wird, um in die rohrförmige Seitenwand zu passen und mit dieser zusammenzuwirken bzw. eine Grenzfläche auszubilden, ein Anordnen des Montageglieds in der rohrförmigen Seitenwand derart, daß es mit der Krone an einer Kronengrenzfläche (71; 128; 271) zusammenwirkt und mit der Seitenwand an einer Wandgrenzfläche (57; 157; 257) zusammenwirkt, die von der Krone beabstandet ist, und ein Sichern des Montageglieds in bezug auf die Hülle an der Kronen- und Wandgrenzfläche, und gekennzeichnet durch ein Ausbilden des Montageglieds mit einem oberen Gliedteil (54; 154; 254), das mit der Krone an einer Grenzfläche zwischen diesen (71; 133; 271) verbunden bzw. gebondet wird, welche eine sich querverlaufend erstreckende Verschlußplatte, die teilweise von unten eine Umfangskammer (80; 180; 280) in der Krone (16) schließt, durch eine sich radial erstreckende Grenzfläche (71; 271) mit der Krone, und die als ein gegenseitiger bzw. wechselweiser axialer Positions- bzw. Ortsbezug dient, und durch wenigstens eine sich axial nach außen erstreckende, angeordnete Umfangsgrenzfläche (57; 128; 157; 257) mit der Seitenwand definiert, und ein metallurgisches Verbinden bzw. Bonden des Montageglieds an die bzw. mit der Seitenwand.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch ein Verbinden des Montageglieds mit der Krone und Wand an Grenzflächen an im wesentlichen derselben axialen Position.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, gekennzeichnet durch ein Ausbilden in der rohrförmigen Seitenwand benachbart der Krone eines Bereichs (40; 140; 240) von axial der beabstandeten, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Ringnuten bzw. -rillen und ein Verbinden des Umfangs des Montageglieds mit der Seitenwand an dem Ende des Ringrillenbereichs entfernt von der Krone.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, gekennzeichnet durch ein Ausbilden der rohrförmigen Seitenwand (20; 220) und wenigstens eines Umfangsbereichs (22; 222) der Krone, die einen zentralen Kronenbereich (26; 226) als einen einstückigen bzw. integralen Hüllenkörper begrenzen und durch ein Ausbilden von wenigstens einem Teil des zentralen Kronenbereichs als eine Verbrennungsschale (30; 230), die eine Schalenwand (34; 234) und einen Schalenboden (32; 232) aufweist, der axial von dem Kronenumfangsbereich durch die Schalenwand verlagert ist, und durch ein Verbinden des Montageglieds (14; 214) mit der Krone an der Verbrennungsschale (71; 271).
  20. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch ein Definieren der sich radial erstreckenden Kronenpositions-Grenzfläche (71; 271) zwischen dem Montageglied und der Krone, die als ein wechselweiser axialer Ortsbezug zwischen dem Montageglied und der Krone dient, an der Verbindung (70; 2701 , 2702 ) zwischen der Verbrennungsschalenwand und dem Schalenboden.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch ein Definieren der sich radial erstreckenden Kronenpositions-Grenzfläche, die als ein wechselweiser axialer Ortsbezug dient, zwischen dem Montageglied und der Verbrennungsschalenwand.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch ein Verbinden des Montageglieds mit der Krone an der sich radial erstreckenden Zwischen- bzw. Grenzfläche (71; 271) zwischen dem Montageglied und der Krone, die als ein wechselweiser axialer Ortsbezug dient.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, gekennzeichnet durch ein Extrudieren des Montageglieds.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, gekennzeichnet durch ein Ausbilden der rohrförmigen Seitenwand (120) und wenigstens eines Umfangsbereichs der Krone (122), der einen zentralen Kronenbereich begrenzt, als einen einstückigen bzw. integralen Hüllenkörper und durch ein Ausbilden von wenigstens einem Teil des zentralen Kronenbereichs als eine Verbrennungsschale (130), die eine Schalenwand (134) aufweist und einen Schalenboden (132) definiert, der axial von dem Kronenumfangsbereich durch die Schalenwand verlagert ist, durch das Montageglied (114).
  25. Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch ein Verbinden des Montageglieds mit der Krone mittels einer Grenzfläche (133) zwischen dem Verbrennungsschalenboden (132) und der Verbrennungsschalenwand (134).
  26. Verfahren nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch ein Definieren der Bonding- bzw. Verbindungsgrenzfläche (133) zwischen dem Montageglied und der Krone, die sich in einer im wesentlichen axialen Richtung erstreckt, die von außerhalb der Verbrennungsschale zugängig ist, und ein metallurgisches Bonden des Verbrennungsschalenbodens an die Verbrennungsschalenwand durch ein Anwenden von Energie von außerhalb des Kolbens.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 26, gekennzeichnet durch ein Ausbilden des äußeren Hüllenteils durch ein Flußformen um einen sich drehenden Dorn, der geformt ist bzw. wird, um das Innere der rohrförmigen Seitenwand zu definieren.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 26, gekennzeichnet durch ein Ausbilden des äußeren Hüllenteils durch eine Rückextrusion um einen Dorn, der geformt ist, um das Innere der rohrförmigen Seitenwand zu definieren.
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