EP1515816B1 - Verfahren zur herstellung eines gekühlten ringträgers - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for producing a cooled ring carrier according to the preamble of claim 1.
- the invention is based on the problem, the known method for the production of a ring carrier with a cooling channel to improve so far, that it is easily executable, and that it is the disadvantages of the state the technology avoids.
- ring carrier 1 for one on its outside arranged piston ring 2 has on its ring carrier back 3 a recess 4 in the form of a downwardly open recess.
- the ring carrier 1 in a known manner from a gray cast iron with an 18% nickel content Alloy.
- the ring carrier 1 is inserted into a casting mold, which is, for example, filled with aluminum.
- a casting mold which is, for example, filled with aluminum.
- salt granules at a pressure of 100 to 300 N / mm 2 in the recess 4 pressed so that a salt core 5 forms from the salt granules.
- the ring carrier 1 and the salt core 5 existing composite preheated to a temperature of 200 ° C to 250 ° C, before the ring carrier-salt core composite in a third step 2 1 ⁇ 2 to 5 Immersed for 1 ⁇ 2 minutes in an Alfinbad, which is called from a ca 730 ° C.
- Aluminum melt consists. The meaning of this is that in the following Process step for producing an aluminum piston after insertion of the ring carrier 1 in a casting tool and the casting of the piston itself used aluminum well with the gray cast iron alloy from which the ring carrier 1 exists, connects.
- Fig. 2 shows an enlarged view of a marked in Fig. 1 with A. Area in which the ring carrier 1 with the piston ring 2, on his back. 3 mounted recess 4 and the pressed-in salt core 5 clearly visible are.
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Ringträgers
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus dem Stand der Technik ist es allgemein bekannt, bei im Gießverfahren herzustellenden
Kühlkanalkolben den hierbei vorgesehenen Kühlkanal als gepressten
Salzkern vorzuformen und über Pinolen in der Gießform zu befestigen, bevor die
Schmelze in die Gießform eingefüllt wird. Um diesen Kühlkanal derart anzuordnen,
dass ein thermisch besonders belasteter Ringträger hierdurch bevorzugt gekühlt
wird, wird in der französischen Patentschrift 2.044.242 ein Ringträger für den Kolben
eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen, der auf seiner Innenseite eine nach
unten offene Ausnehmung aufweist. Diese Ausnehmung wird zunächst mit einem gut
auflösbaren Material gefüllt, bevor der Ringträger, ohne zuvor in ein Alfinbad eingetaucht
worden zu sein, in die Gussform für einen Kolben gelegt wird, wonach durch
Einfüllen von flüssigem Metall in die Gussform der Kolben hergestellt wird. Dadurch,
dass hierbei das Alfinieren des Ringträgers unterbleibt, ergibt sich bei dem bekannten
Verfahren keine ausreichend feste Bindung zwischen dem Ringträger und dem
gegossenen Kolben, sodass bei der Benutzung des aus dem Stand der Technik
bekannten Kolbens in einem Verbrennungsmotor Funktionsprobleme zu erwarten
sind.
Im Anschluss daran wird das Material mittels einer geeigneten Flüssigkeit aufgelöst
und aus der Ausnehmung des Ringträgers entfernt, sodass sich hierbei im Kolben
ein Kühlkanal ergibt. Dem genannten Stand der Technik sind keinerlei Angaben zu
entnehmen, welcher Art das Material ist, das in die Ausnehmung gefüllt wird, und mit
welcher Flüssigkeit dieses Material auflösbar ist. Zudem hat das aus dem Stand der
Technik bekannte Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens den Nachteil,
dass sich bei einem einfachen Füllen der Ausnehmung zwischen der Wandung der
Ausnehmung und dem dabei verwendeten Material Hohlräume bilden können, die
beim anschließenden Gießen des Kühlkanalkolbens mit der Metallschmelze gefüllt
werden, wodurch sich der Querschnitt des gebildeten Kühlkanals verringert.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, das bekannte Verfahren
zur Herstellung eines Ringträgers mit einem Kühlkanal insoweit zu verbessern,
dass es auf einfache Weise ausführbar ist, und dass es die Nachteile des Standes
der Technik vermeidet.
Dieses Problem wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Ringträgers
mit den Merkmalen nach dem Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst. Dadurch,
dass hierbei die auf dem Ringträgerrücken eingearbeitete Eindrehung als Form
dient, in die das Salzgranulat zur Bildung eines Salzkernes eingepresst wird, nimmt
der Salzkern genau die Form der Eindrehung an, sodass sich keinerlei Hohlräume
zwischen Salzkern und Eindrehung bilden können.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird in die Eindrehung ein fertig
gepresster Salzkern eingelegt, der in der Halterung über eine Klebeverbindung
befestigt wird. Das Verfahren zur Herstellung eines Ringträgers mit einem Kühlkanal
wird hierdurch sehr vereinfacht und damit auch verbilligt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand einiger Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Es zeigen
- Fig. 1
- einen Schnitt durch einen Ringträger mit einer Eindrehung zur Aufnahme eines Salzkernes und
- Fig. 2
- eine vergrößerte Darstellung eines in Fig. 1 mit A gekennzeichneten Bereiches des Ringträgers.
Ein in Fig. 1 im Schnitt dargestellter Ringträger 1 für einen auf seiner Außenseite
angeordneten Kolbenring 2 weist auf seinem Ringträgerrücken 3 eine Eindrehung 4
in Form einer nach unten offenen Ausnehmung auf. Hergestellt ist der Ringträger 1
auf bekannte Weise aus einer aus Grauguss mit einem 18%igen Nickelanteil bestehenden
Legierung.
Im Rahmen des Herstellungsverfahrens eines mit dem Ringträger 1 ausgerüsteten
Kolbens wird der Ringträger 1 in eine Gussform eingelegt, die bspw. mit Aluminium
ausgefüllt wird. Um hierbei zu erreichen, dass die Eindrehung 4 nicht mit Aluminium
aufgefüllt wird, sondern beim fertigen Kolben als Kühlkanal 6 zur Verfügung steht,
wird in einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahren Salzgranulat mit
einem Druck von 100 bis 300 N/mm2 in die Eindrehung 4 eingepresst, sodass sich
aus dem Salzgranulat ein Salzkern 5 bildet. Durch einen Volumenverlust des Salzgranulats
können sich hierbei überstehende Stege an der Wandung des Kühlkanals
6 ergeben,die bei Bedarf abgedreht werden.
Alternativ hierzu kann in die Eindrehung 4 auch ein fertig gepresster Salzkern 5 eingelegt
werden. Die Halterung des Salzkernes in der Eindrehung 4 kann dann über
eine Klebeverbindung erfolgen.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird der aus dem Ringträger 1 und dem Salzkern
5 bestehende Verbund auf eine Temperatur von 200 °C bis 250 °C vorgewärmt,
bevor der Ringträger-Salzkern-Verbund in einem dritten Verfahrensschritt 2 ½ bis 5
½ Minuten lang in ein Alfinbad eingetaucht wird, das aus einer ca 730 °C heißen
Aluminiumschmelze besteht. Der Sinn hiervon besteht darin, dass im darauf folgenden
Verfahrensschritt zur Herstellung eines Aluminiumkolbens nach dem Einlegen
des Ringträgers 1 in ein Gießwerkzeug und dem Gießen des Kolbens sich das dabei
verwendete Aluminium gut mit der Graugusslegierung, aus der der Ringträger 1
besteht, verbindet.
Im Anschluss an den Gießvorgang zur Herstellung des Aluminiumkolbens werden in
dem noch mit dem Salzkern 5 ausgefüllten Kühlkanal 6 ein Zu- und ein Ablauf
gebohrt, wodurch es möglich wird, den Salzkern 5 unter Verwendung von Wasser
aus dem Kühlkanal 6 auszulösen.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines in Fig. 1 mit A gekennzeichneten
Bereiches, in dem der Ringträger 1 mit dem Kolbenring 2 , die auf seinem Rücken 3
angebrachte Eindrehung 4 und der darin eingepresste Salzkern 5 deutlich erkennbar
sind.
- A
- Bereich
- 1
- Ringträger
- 2
- Kolbenring
- 3
- Ringträgerrücken
- 4
- Eindrehung
- 5
- Salzkern
- 6
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Claims (3)
- Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Ringträgers (1) bestehend aus einer Graugusslegierung mit einem Nickelanteil für einen im Gießverfahren herzustellenden Aluminium-Kolben eines Verbrennungsmotors mit einem auf dem Ringträgerrücken (3) als eine nach unten offene Eindrehung (4) ausgebildeten Kühlkanal (6), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:in die Eindrehung (4) wird Salzgranulat mit einem Druck von 100 bis 300 N/mm2 eingepresst, sodass sich in der Eindrehung (4) ein Salzkern (5) bildet;der aus Ringträger (1) und Salzkern (5) bestehende Verbund wird auf eine Temperatur von 200 bis 250 °C vorgewärmt;der aus Ringträger (1) und Salzkern (5) bestehende Verbund wird in ein aus einer Aluminiumschmelze bestehendes Alfinbad getaucht.
- Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Ringträgers (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus Ringträger (1) und Salzkern (5) bestehende Verbund 2 ½ bis 5 ½ Minuten lang in ein aus einer Aluminiumschmelze bestehendes Alfinbad getaucht wird.
- Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Ringträgers (1) bestehend aus einer Graugusslegierung mit einem Nickelanteil für einen im Gießverfahren herzustellenden Aluminium-Kolben eines Verbrennungsmotors mit einem auf dem Ringträgerrücken (3) als eine nach unten offene Eindrehung (4) ausgebildeten Kühlkanal (6), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:in die Eindrehung (4) wird ein fertig gepresster Salzkern (5) eingelegt, der in der Eindrehung (4) über eine Klebeverbindung befestigt wird.der aus Ringträger (1) und Salzkern (5) bestehende Verbund wird auf eine Temperatur von 200 bis 250 °C vorgewärmt;der aus Ringträger (1) und Satzkern (5) bestehende Verbund wird in ein aus einer Aluminiumschmelze bestehendes Alfinbad getaucht.
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