DE695877C

DE695877C - Geschmiedeter oder gepresster Kolben fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE695877C
Application number: DE1939E0052317
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Meyer-Raessler
Original assignee: Elektron-Co Mbh; Elektron Co mbH
Current assignee: Elektron-Co Mbh; Elektron Co mbH
Priority date: 1939-03-11
Filing date: 1939-03-11
Publication date: 1940-09-05

Description

Geschmiedeter oder gepreßter Kolben für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine besondere Anordnung des Faserverlaufs in Brennkraftmaschinenkolben, durch welche die Festigkeit der Kolben gegen die auftretenden Beanspruchungen vorteilhaft erhöht wird, und auf die Herstellung solcher Kolben.
Es ist eine bekannte Erscheinung, daß bei Kolben, insbesondere bei Leichtmetallkolben, im Betrieb Spaltbrüche durch das Hämmern des Bolzens in den Lagernaben auftreten können. Diese Brüche erstrecken sich z. B. vom oberen Scheitel der Bolzennaben aus in Richtung auf den Kolbenboden. Das Auftreten der Spaltbrüche wird bei geschmiedeten oder gepreßten Kolben wesentlich durch den zur Kolbenachse parallelen Faserverlauf in den Abstützungen der Bolzennaben gegen den Kolbenboden begünstigt, ,weil die Fasern und die auftretenden Kräfte dann gleichgerichtet sind und weil dann der Faserverlauf durch die Bolzenbohrung gerade an den am stärksten beanspruchten Stellen unterbrochen wird.
Durch die vom Bolzen ausgehenden schlagartigen Drücke wird das Materialgefüge einer Quetschwirkung ausgesetzt, die leicht zu Anrissen und Spaltbrüchen führt. Ähnlich wie beim Holzspalten, schlitzt das Material wesentlich leichter in der Faserrichtung auf, während das Durchschneiden oder Durchschlagen des Werkstoffes quer zur Faser ungleich schwieriger ist.
Die Erfindung sieht demgemäß vor, einen Kolben -herzustellen, bei welchem die Materialfasern im- Bereich der Naben und deren Abstützungen senkrecht oder nahezu senkrecht zur Kolbenachse verlaufen, während sie im Schaft und im Boden in bekannter Weise parallel zu den Wandungen gerichtet sind.
Die Herstellung derartiger Kolben erfolgt gemäß der Erfindung unter Verwendung eines Vorpreßlings, der bereits eine senkrecht zur Preßrichtung verlaufende Faserstruktur aufweist. Ein solcher Vorpreßling kann beispielsweise aus einer gepreßten Stange derart herausgearbeitet werden, d'aß seine Längsachse etwa senkrecht zu den Materialfasern der vorgepreßten Stange verläuft. Die Preßstangen bzw. Vorpreßlinge werden vorzugsweise auf einer Längsseite mit einem im wesentlichen der Form der Bolzennaben und deren Abstützungen entsprechenden Profil versehen. Auf diese Weise kann die Grundgestaltung der Bolzennaben durch Eindrücken oder Ausfräsen des Profilrückens der Preßstange entsprechend vorgearbeitet werden, wobei die waagerechte Faserung in den stehengeblicbenen, später die Bolzenaugen bildenden Profilteilen weitgehendst erhalten bleiben. Dadurch wird die Bolzenlagerung gegen die Schlagbeanspruchungen des hämmernden Bolzens unempfindlicher, und Spaltbrüche werden vermieden. Diese voxteilhafte Faserrichtung ändert sich auch beim Fertigpressen der Kolben nicht mehr wesentlich. Lediglich im Schaft bildet sich eine Längsfaserung, wie es für die dort vorkommenden Beanspruchungen erwünscht ist.
In der Zeichnung sind einzelne Gestaltungsformen von Vorpreßlingen und ein aus ihnen sich ergebender erfindungsgemäßer Kolben beispielsweise dargestellt.
Abb. i zeigt.eine Preßstange von rechteckigem Querschnitt und Abb. 2 eine solche Preßstange mit ballig ausgebildeter`Oberfläche. Abb. 3 stellt einen Querschnitt durch eine profilierte Preßstange dar, und in Abb. 4 ist ein z. B. aus einer Preßstange nach Abb. 3 vorgearbeiteter oder in einem besonderen Preßgang erzeugter Vorpreßling abgebildet.
Abb. 5 zeigt einen geschmiedeten Kolben mit waagerechtem Faserverlauf in Schnittansicht, wobei der Faserverlauf durch Strichelung angedeutet ist. .
Der Vorpreßling i (Abb. i) wird. aus der gepreßten Stange :2 derart herausgearbeitet, daß die Materialfasern 3 waagerecht zu seiner Längsachse verlaufen. Die Preßstange kann rechteckig mit ebenen Oberflächen (Abb. i) oder mit einer balligen Oberfläche 4 (Abb. 2), gegebenenfalls an einer Fläche mit einem den Naben und deren Abstützungen angepaßten Profil 5 (Abb. 3), ausgebildet sein. Bei einem aus einer gemäß Abb.3 profilierten Preßstange hergestellten Vorpreßling 6 kann die Grundform der Bolzennaben 7 durch Eindrücken oder Ausfräsen von Ausnehmungen 8 v orgearb-eitet werden (Abb. 4).
Beim V erpressen der Vorpreßlinge zur Kolbenform 9 (Abb. 5) werden die waagerecht verlaufenden Preßfasern 3 im Bereich der Bolzennaben io und deren Abstützungen ii zum Kolbenboden i2 im wesentlichen ihr,. waagerechte Richtung beibehalten, wohingegen das ausgepreßte, den Schaft 13 bildende Material einen senkrechten Faserverlauf aufweist. Der erfindungsgemäße Kolben erhält so die hervorragende Eigenschaft, daß er in seinen einzelnen Kolbenzonen gerade den Faserverlauf aufweist, der den dort herrschenden Beanspruchungen am sichersten standhalten kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Geschmiedeter oder gepreßter Kolben -für Brennkraftmaschinen, dessen Preßfasern im Schaft und im Boden parallel zu den Wandungen verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserverlauf in den Bolzennaben (i o) und deren Abstützungen (ii) senkrecht oder nahezu senkrecht zur Kolbenlängsachse gerichtet ist.
2. Herstellung eines geschmiedeten oder gepreßten Kolbens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer vorgepreßten Stange (2), die auf einer Längsseite mit einem im wesentlichen der Ausgangsform der Bolzennaben (io) und deren Abstützungen (ii) entsprechenden Profil (5) versehen sein kann, Vorpreßlinge (i) herausgearbeitet werden, deren Längsachsen (i) etwa senkrecht zu den Materialfasern (3) der vorgepreßten Stange (2) verlaufen.
3. Geschmiedeter Kolben für Brennkraftrizaschinen nach, den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, dä.ß bei einem Vorpreßling (6) die Ausnehmungen (8) zwischen den für die Nabenteile vorgesehenen Profilformen (7) durch Eindrücken bzw. Ausfräsen hergestellt werden.