EP1144834A1 - Gebauter kolben oder aus miteinander verschweissten bzw. verlöteten bauteilen bestehender kolben - Google Patents

Gebauter kolben oder aus miteinander verschweissten bzw. verlöteten bauteilen bestehender kolben

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EP1144834A1 EP00903523A EP00903523A EP1144834A1 EP 1144834 A1 EP1144834 A1 EP 1144834A1 EP 00903523 A EP00903523 A EP 00903523A EP 00903523 A EP00903523 A EP 00903523A EP 1144834 A1 EP1144834 A1 EP 1144834A1
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    • F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
    • F05C2201/0448—Steel

Definitions

  • the invention relates to a built piston with a forged upper part made of steel and a lower part made of an iron material according to the preamble of claim 1 or a piston made of iron material consisting of at least two components which are connected by welding or soldering technology.
  • a piston is known from DE 3032671 A, in which the upper piston part is made of heat-resistant steel and the lower piston part is made of extruded steel and in which the upper piston part and the lower piston part are connected to one another by welding or soldering, but which has remained papery state of the art.
  • the invention is therefore concerned with the problem of producing forged steel parts or pistons with a sufficiently long shaft in a simple manner.
  • Friction welding and MAG welding are particularly suitable as welding methods for connecting the shaft extension to the forged piston or lower part.
  • the shrinking or shrinking is usually carried out by heating or cooling at least one of the components to be connected.
  • Fig. 1 shows a piston according to the invention in cross section, cut left in the pin direction, cut right in the pressure-counter pressure direction
  • Fig. 2 shows a piston according to the invention with a shrunk shaft extension.
  • a built piston 1 consists of an upper part 2 made of forged steel and a lower part 3, which are connected by expansion screws 4.
  • the lower part 3 consists of a forged component 6 made of steel with hubs 7 and an approximately tubular shaft extension 5 connected to the component 6 by welding, consisting of an iron material.
  • the latter has a collar 8 which can be machined for the purpose of setting a piston weight that is within the tolerance range.

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Abstract

Bei Kolben mit einem Unterteil aus geschmiedetem Stahl soll die Herstellung von derartigen Unterteilen mit langen Schäften erleichtert werden, da eine schmiedetechnische Herstellung schwierig ist. Hierzu wird an das Unterteil eine Schaftverlängerung angeschweisst oder auf- bzw. eingeschrumpft.

Description

Gebauter Kolben oder aus miteinander verschweißten bzw. verlöteten Bauteilen bestehender Kolben
Die Erfindung betrifft einen gebauten Kolben mit einem geschmiedeten Oberteil aus Stahl und einem Unterteil aus einem Eisenwerkstoff nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. einen aus mindestens zwei schweiß- oder löttechnisch miteinander verbundenen Bauteilen bestehenden Kolben aus Eisenwerkstoff .
Bei den bisher bekannten Kolben aus Eisenwerkstoff bestand das Unterteil oder der gesamte Kolben im Regelfall aus Gußeisen.
Ferner ist aus der DE 3032671 A ein Kolben bekannt, bei dem das Kolbenoberteil aus warmfestem Stahl und das Kolbenunterteil aus fließgepreßtem Stahl besteht und bei dem das Kolbenoberteil und das Kolbenunterteil durch Schweißen oder Löten miteinander verbunden sind, der jedoch papierener Stand der Technik geblieben ist.
Neuere Konstruktionen verzichten auf den Einsatz von Gußeisen und gehen bei der Werkstoffauswahl für Eisenkolben bzw. für Kolbenunterteile auf geschmiedeten Stahl über, da die im Gußeisen nie ganz auszuschließenden Gießfehler in Verbindung mit erhöhten Zünddrücken zu Schadensfällen führen können .
Bei geschmiedeten Unterteilen und bei einstückig aus geschmiedetem Stahl hergestellten Kolben besteht allerdings das Problem, daß die Herstellung von langen Schäften schmiedetechnisch aufwendig ist. Die Schmiedbarkeit eines Bauteils hängt ab von der Einpreßtiefe des Schmiedestempels und den Anzugsschrägen. Die notwendigen Anzugsschrägen führen andererseits zu unnötig großen Schaftwandstärken. Um dies zu vermeiden wird der untere Schaftrand relativ dünnwandig gestaltet. Dies führt dazu, daß das Schaftende beim Bearbeiten zum Schwingen neigt.
Die Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, aus Stahl geschmiedete Unterteile bzw. Kolben mit einem ausreichend langen Schaft auf einfache Weise herzustellen.
Dieses Problem wird bei den gattungsgemäßen Kolben gelöst durch eine Ausgestaltung mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 bzw. 2.
Als Schweißverfahren zur Verbindung der Schaftverlängerung mit dem geschmiedeten Kolben bzw. Unterteil kommen insbesondere Reibschweißen und MAG-Schweißen in Betracht.
Das Aufschrumpfen bzw. Einschrumpfen erfolgt üblicherweise durch Erwärmung oder Abkühlen zumindest eines der zu verbindenden Bauteile.
Ein Vorteil der angeschweißten, angelöteten oder durch Schrumpfen mit dem Kolben verbundenen Schaftverlängerung ist auch darin zu sehen, daß am unteren Schaftrand ein Bund als Gewichtsausgleich vorgesehen werden kann, um die vom Motorenhersteller vorgegebenen Gewichtstoleranzen durch Abdrehen des Bunds einzuhalten. Bei einteilig geschmiedeten Kolben bzw. Unterteilen führt ein entsprechender Bund zu zu großen Wandstärken. Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei Ausfüh- rungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Kolben im Querschnitt, links geschnitten in Bolzenrichtung, rechts geschnitten in Druck-Gegendruckrichtung
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Kolben mit aufgeschrumpfter Schaftverlängerung.
Ein gebauter Kolben 1 besteht aus einem Oberteil 2 aus geschmiedetem Stahl und einem Unterteil 3, die durch Dehnschrauben 4 miteinander verbunden sind. Das Unterteil 3 besteht aus einem geschmiedeten Bauteil 6 aus Stahl mit Naben 7 und einer schweißtechnisch mit dem Bauteil 6 verbundenen etwa rohrförmigen Schaftverlängerung 5, bestehend aus einem Eisenwerkstoff. Im unteren Bereich der Schaftverlängerung 5 weist diese einen Bund 8 auf, der zwecks Einstellung eines im Toleranzbereich liegenden Kolbengewichts bearbeitbar ist.

Claims

Patentansprüche
Gebauter Kolben (1) mit einem Oberteil (2) aus geschmiedetem Stahl und einem aus zwei oder mehreren miteinander verbundenen Bauteilen (5, 6) bestehenden Unterteil (3) aus Eisenwerkstoff, wobei das eine Bauteil
(6) Naben (7) beinhaltet und wobei das Oberteil (2) und das Unterteil (3) durch eine oder mehrere Dehnschrauben (4) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (3) zumindest im Bereich der Naben
(7) aus geschmiedetem Stahl besteht und daß das Unterteil (3) unterhalb der Naben (7) eine Schaftverlängerung (5) aufweist, die zumindest in Druck-Gegendruckrichtung etwa den Außendurchmesser des Bauteils (6) aufweist und die schweißtechnisch oder löttechnisch mit dem die Naben (7) beinhaltenden Bauteil (6) verbunden ist oder die auf das Bauteil (6) aufgeschrumpft bzw. in das Bauteil (6) eingeschrumpft ist.
Aus mindestens zwei schweiß- oder löttechnisch miteinander verbundenen Bauteilen bestehender Kolben aus Eisenwerksto f , dadurch gekennzeichnet, daß er zumindest im Bereich des Kolbenbodens und der Naben aus geschmiedetem Stahl besteht und daß er unterhalb der Naben (7) eine Schaftverlängerung (5) aus einem Eisenwerkstoff aufweist, die zumindest in Druck-Gegendruckrichtung etwa den Außendurchmesser des Eisenkolbens aufweist und die schweißtechnisch oder löttechnisch mit dem Kolben verbunden ist oder die auf den Kolben aufgeschrumpft bzw. in den Kolben eingeschrumpft ist .
EP00903523A 1999-01-20 2000-01-04 Gebauter kolben oder aus miteinander verschweissten bzw. verlöteten bauteilen bestehender kolben Expired - Lifetime EP1144834B1 (de)

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