In hochbeanspruchte Brennkraftmaschinen, insbesondere in Dieselmotoren
eingebaute Kolben; erleiden am Boden oft örtliche Erhitzungen bis 4.10' C und mehr.
Diesen Temperaturen vermögen die gebräuchlichen Leichtmetallkolbenwerkstoffe nicht
standzuhalten. Man hat daher schon vorgeschlagen, die gefährdeten Stellen durch
Einsatzkörper aus hochhitzebeständigen und zunderfesten Werkstoffen zu schützen.
Diese Maßnahme hat jedoch nicht die erwartete Wirkung gezeigt, weil die in Frage
kommenden Werkstoffe durchweg eine verhältnismäßig schlechte Wärmeleitfähigkeit
aufweisen; die aus ihnen gefertigten Einsatzkörper wurden daher erst recht heiß
und brachten sogar das umgebende Leichtmetall in einen plastischen oder halbplastischen
Zustand. Infolgedessen lockerten sich die Einsattstücke im Betrieb rasch. Umgekehrt
wurde auch schon vorgeschlagen, Einsatzkörper aus Werkstoffen mit guter Wärmeleitfähigkeit
z. B. aus Reinaluminium oder Kupfer einzusetzen, um die einfallende Wärme möglichst
rasch abführen zu können. Aber auch diese Maßnahme hat sich nicht bewährt, weil
die Oberflächen dieser Körper 'den mechanischen Beänspruchungen z. B. durch den
Brennstoffstrahl bei Dieselmotoren nicht standhielten.In highly stressed internal combustion engines, especially in diesel engines
built-in pistons; often suffer local heating up to 4.10 ° C and more on the floor.
Conventional light metal piston materials are not capable of these temperatures
to withstand. It has therefore already been suggested that the endangered areas be through
To protect insert bodies made of highly heat-resistant and scale-resistant materials.
However, this measure has not had the expected effect because of the one in question
coming materials consistently have a relatively poor thermal conductivity
exhibit; the inserts made from them therefore got really hot
and even transformed the surrounding light metal into a plastic or semi-plastic
State. As a result, the inserts quickly loosened during operation. Vice versa
it has also already been proposed that insert bodies made of materials with good thermal conductivity
z. B. from pure aluminum or copper to use the incident heat as possible
to be able to discharge quickly. But even this measure has not proven itself because
the surfaces of these bodies' the mechanical stresses z. B. by the
Failed to withstand the fuel jet in diesel engines.
Gemäß der Erfindung werden die geschilderten Nachteile dadurch vermieden,
daß man metallische Einsatzkörper verwendet, deren dem Brennraum zugekehrte Deckflächen
aus zunderfesten Metallen, z. B. aus Aluminiumbronze, zunderfestem Stahl oder Hartchrom,
bestehen und deren im Kolbenwerkstoff verankerte Seiten im wesentlichen aus einem
Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit, z. B. aus Reinaluminium oder Kupfer, gebildet
sind. Solche Körper kann man beispielsweise dadurch bilden, daß man auf ein Kupfer-oder
Aluminiumblöckchen auf galvanischem Wege oder durch Aufschweißen oder Hartlöten
eine Schicht aus Chrom oder Stahl -o. dgl. aufbringt.According to the invention, the disadvantages outlined are avoided by
that one uses metallic insert bodies whose top surfaces facing the combustion chamber
made of non-scaling metals, e.g. B. made of aluminum bronze, scale-resistant steel or hard chrome,
consist and the sides anchored in the piston material essentially consist of one
Material with good thermal conductivity, e.g. B. made of pure aluminum or copper
are. Such bodies can be formed, for example, by clicking on a copper or
Aluminum blocks by electroplating or by welding or brazing
a layer of chrome or steel -o. the like.
Besonders vorteilhaft ist es, die Einsatzkörper so zu gestalten, daß
von der aus zunderfestem Metall gebildete Deckfläche Verankerungsstücke in den Kolbenboden
hineinragen. Insbesondere kann man die Einsatzkörper als einseitig offene Hohlkörper
aus zunderfestem Metall ausbilden, deren Mantelflächen Durchbrechungen aufweisen
und deren Hohlraum von einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit ausgefüllt ist.It is particularly advantageous to design the insert body so that
from the top surface formed from non-scaling metal anchoring pieces in the piston crown
protrude. In particular, the insert body can be a hollow body open on one side
made of non-scaling metal, the outer surfaces of which have perforations
and the cavity of which is filled with a material with high thermal conductivity.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Fig. i zeigt einen Längsschnitt durch den Kopfteil eines
Kolbens i, in dessen Boden ein Einsatzstück eingefügt ist, das aus einer zunderfesten
Deckschicht 2 und einem mit dieser fest verbundenen Körper 3 aus einem Werkstoff
mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht.The drawing shows three exemplary embodiments of the subject matter of the invention
shown schematically. Fig. I shows a longitudinal section through the head part of a
Piston i, in the bottom of which an insert piece is inserted, which consists of a non-scaling
Cover layer 2 and a body 3 made of a material that is firmly connected to this
with good thermal conductivity.
Beim Beispiel nach Fig. 2 erstreckt sich von der Deckschicht 2 des
Einsatzkörpers Verankerungsstücke 4 in axialer Richtung in den Kolbenboden hinein.In the example of Fig. 2 extends from the top layer 2 of the
Insert body anchoring pieces 4 in the axial direction into the piston head.
Beim Beispiel nach Fig.3 ist der Einsatzkörper durch einen aus einem
Boden und einem Mantel 5 bestehenden Hohlkörper gebildet. Der Mantel weist Durchbrechnungen
6 auf. Der Innenraum 3 des Hohlkörpers ist durch einen Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit
ausgefüllt. Das Einfügen der Einsatzkörper: kann gemäß allen gezeigten Ausführungsbeispielen
durch Einpressen oder Eingießen der vorgefertigten Körper erfolgen. Dabei ergibt
sich eine besonders innige Haftung dadurch, daß der z. B. aus Reinaluminium oder
Kupfer bestehende Teil 3 bei den in Frage kommenden Temperaturen mit dem Kolbenwerkstoff
verschweißt. Beim Beispiel nach Fig.3 erfolgt diese Verschweißung außer an der Grundfläche
auch durch die Durchbrechnungen 6 des Mantels 5 des Einsatzstückes hindur: h.In the example of Figure 3, the insert body is through one of a
Bottom and a shell 5 existing hollow body formed. The jacket has openings
6 on. The interior 3 of the hollow body is made of a material with good thermal conductivity
filled out. The insertion of the insert body: can according to all of the illustrated embodiments
be done by pressing or pouring the prefabricated body. It results
a particularly intimate adhesion in that the z. B. made of pure aluminum or
Copper existing part 3 at the temperatures in question with the piston material
welded. In the example according to FIG. 3, this welding takes place except on the base area
also through the openings 6 of the jacket 5 of the insert piece: h.