DE660064C

DE660064C - Leichtmetallkolben fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE660064C
Application number: DEM130536D
Authority: DE
Original assignee: ERNST MAHLE DIPL ING
Current assignee: ERNST MAHLE DIPL ING
Priority date: 1935-03-26
Filing date: 1935-03-26
Publication date: 1938-05-16

Description

Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft einen Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen.
Es ist bekannt, solche Kolben wegen der verschiedenem Beanspruchungen aus zwei verschiedenen Baustoffen mechanisch oder durch Gießen zusammenzusetzen. Das Gießen erfolgte in der Weise, daß ein vorgegossener Schwermetallkörper in :einer besonderen Kokille von dem Leichtmetall des Schaftteiles umgossen wurde, so daß eine Verbindung der Baustoffteilchen an ihrer Begrenzung den bis zu einem gewissen Grade festen Zusammenhalt beider Teile ergab.
Bei den immer steigenden Beanspruchungen der Kolben für neuzeitliche Motoren, die sich aus den großen Laufgeschwindigkeiten und den starken Drücken bei höheren Wärmegraden ergeben, gibt weder diese noch eine mechanische Zusammenfügung beider Kolbenteile durch Verschraubung genügende Gewähr für :eine ständige Betriebssicherheit. Dies gilt insbesondere für Flugmotorkolben. Außerdem entsprechen diese seither bekannten Verbundkolben nicht der stetig wachsenden Forderung nach geringstem Gewicht.
Für die Herstellung von Verbundgußstücken hat man schon vorgeschlagen, zwei verschiedene Metalle gleichzeitig und unter Benutzung einer gemeinsamen Gießvorrichtung so zu vergießen, daß die Metalle sich im Innern innig miteinander verbinden, dagegen an den Außen-Jlächen unvermengt bleiben und das Gußstück auf den beiden Seiten verschiedene Beschaffenheit :erhält. Derartige Verbundgußstücke sind jedoch als Rohlinge für Motorkolben nicht verwendbar.
Gemäß der Erfindung wird nun ein Leichtmetallkolben als Verbundguß aus zwei oder mehreren Legierungen von verschiedener Beschaffenheit hergestellt, wobei der Zusammenguß der Legierungen möglichst gleichzeitig erfolgt. Auf diese Weise behalten beide Teile des Verbundkörpers, z. B. der Kolbenboden und der Kolbenschaft, nach erfolgtem Gießvorgang ihren legierungstechnisch eigenen Baustoffcharakter bei. Durch das Zusammengießen wird eine Zwischenlegierungszone gebildet, deren Eigenart nicht nur starken Zug-, Druck- und Verdrehungsbeanspruchungen standhält, sondern auch eine günstige. Angleichung der sich teilweise entgegenstehenden wärme- und verschleißtechnischen Eigenschaften beider Legierungen gewährleistet. Es besteht die Möglichkeit, Formstücke zu gießen, die aus zwei oder mehreren Legierungsschichten bestehen, um alsdann diese Formstücke im Preßverfahren zu Kolbenrohlingen zu verpressen.
Bei Anwendung der Erfindung kann man alle Kolbenbauformen und Ausführungen beibehalten, die sich seither als zweckmäßig erwiesen haben. Die Zwischenlegierungszone der einzelnen Schichten kann man unter Berücksichtigung der spezifischen Gewichte und der Erstarrungstemperaturen der einzelnen Leichtmetallegierungen festlegen, indem man die zeitliche Folge der ,einzelnen Gießvorgänge entsprechend bemißt und gegebenenfalls die Art des Gießvorganges verändert. Beim Gießverfahren können z. B. die @einzelnen flüssigen Legierungen drucklos oder unter Preßdruck am gleichen Anguß @oäer getrennt zugeführt werden. Bei mehreren Angüssen können diese in verschiedener Höhenlage angeordnet sein, und die Ebene der Bodenfläche oder aber die des Schaftrandes des Kolbens kann je nach den vorliegenden Verhältnissen mit der Kokillengrundfläche zusammenfallen.
Die schematischen Abbildungen der Zeichnung erläutern und veranschaulichen die Erfindung.
Abb. i zeigt den Längsschnitt eines Kolbens, der aus zwei Legierungsschichten mit im wesentlichen eben verlaufender Grenzzone besteht.
Abb. 2 zeigt den Längsschnitt eines Kolbens, bei welchem eine mehrfache Schichtung verschiedener Legierungen durchgeführt ist und die Grenzzonen kurvenförmig verlaufen.
Der Kolben nach Abb. 1 zeigt die tlllereinanderschichtung zweier Legierungen i und Die Zwischenlegierungszolle ist mit 3 bezeichnet und verläuft nahezu eben. Die Legierung t kann z. B. eine Aluminium-Kupfer-Legierung mit guter Wärmeleitfähigkeit, Festigkeit und Dehnung sein, und die Legierung 2 könnte durch eine Aluminium-Silicium-Legierung mit geringerer Wärmeausdehnungsziffer und gutem. Verschleißwert gebildet werden..
Der Kolben nach Abb.2 setzt sich aus mehreren Legierungsschichten .l, 5 und 6 zusammen. Dabei körnen die Legierullgell 4. und 6 gleiche Beschaffenheit haben. Bei dem gezeichneten Beispiel verlaufen die Grenzzonen der Zwisch.enlegIer ungsschichten 7 und ä kurvenförmig.

Claims

PATENTANSPIZUC1f Leichtmetallkolben für Bremikxaftma.schinen, bestehend aus zwei oder mehreren durch Gießen verbundenen Baustoffen, dadurch gekennzeichnet, daß er als Verbundguß aus zwei (oder mehreren) Legierungen von verschiedener Beschaffenheit hergestellt ist, deren Z.usammenguß möglichst gleichzeitig erfolgt.