EP2440365A1 - Method for producing a piston of an internal combustion engine by means of an inductive energy supply and laser beam - Google Patents
Method for producing a piston of an internal combustion engine by means of an inductive energy supply and laser beamInfo
- Publication number
- EP2440365A1 EP2440365A1 EP10744675A EP10744675A EP2440365A1 EP 2440365 A1 EP2440365 A1 EP 2440365A1 EP 10744675 A EP10744675 A EP 10744675A EP 10744675 A EP10744675 A EP 10744675A EP 2440365 A1 EP2440365 A1 EP 2440365A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- laser beam
- combustion bowl
- piston
- combustion
- edge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/0823—Devices involving rotation of the workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/10—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/003—Pistons
Definitions
- the invention relates to a method for producing a piston of an internal combustion engine by means of inductive energy supply and laser irradiation according to the features of the preamble of patent claim 1.
- the invention is therefore based on the object, a method for producing a piston of an internal combustion engine in which the combustion bowl trough edge is heated inductively and melted by means of a laser beam, to further improve.
- the laser beam is deflected during a rotational relative movement with respect to the piston.
- either the piston rests and the laser beam rotates relative to the piston i.e., the load beam itself is moved radially along the combustion bowl trough edge.
- An alternative to this is to direct the laser beam to a point while rotating the piston relative to the laser beam.
- the laser beam is directed from one laser beam source or even several laser beam sources directly to the combustion bowl trough edge or the supply of the at least one laser beam indirectly, for example by means of a mirror system (also referred to as -Scanner) to the combustion bowl trough edge judge.
- a mirror system also referred to as -Scanner
- the laser beam is directed onto the combustion bowl trough edge in such a way that the laser beam is deflected out of a laser beam source or out of several laser beam sources during the rotational relative movement with respect to the piston.
- This deflection takes place, for example, with respect to a piston stroke axis, to a region above and below the vertex of the combustion bowl trough edge, based on its cross section.
- This makes it possible, not with the inventive method only to melt a larger surface but also a greater depth of the combustion bowl edge and thus to achieve a hardening by changing the microstructure, which is substantially improved compared to the known method.
- This means that the execution of the method according to the invention achieves a remelting track which is wider and deeper than the remelting track which is achieved with the known hardening method.
- the laser beam is punctiformly directed punctiformly during the rotational movement onto the region of the combustion chamber bowl rim to be remelted.
- the laser beam is split into several so-called laser spots or laser spots. This can e.g. be effected by the laser beam by a corresponding control briefly on and off or the generation of laser spots are achieved by a corresponding optics by the laser beam is once directed to the combustion chamber trough edge and another time of this pioneering.
- This interrupted punctiform irradiation of the combustion bowl trough edge with the laser beam can in jsiner embodiment be carried out continuously during the rotational movement of either the piston or the laser beam source.
- the piston is further rotatably moved relative to the laser beam (or vice versa, by the laser beam is further rotated rotatably and the piston rests), in which case the next Partial area is remelted, wherein the rotational advancement is carried out so often until the entire combustion bowl rim has been melted in its radial extent.
- the combustion bowl rim is used to optimize the remelting process and to improve its resistance partially remelted, wherein the desired width and depth can be adjusted for the remelting process by the deflection of the laser beam and in particular in connection with the point-shaped irradiation.
- the intensity of the laser beam in the course of the irradiation either remains the same or is changed.
- the intensity and hence the energy input can remain the same, resulting in a uniform remelting process in the radial course of the combustion bowl rim.
- the intensity of the laser beam during its deflection and also with respect to the rotational movement can be changed.
- parts of the combustion bowl rim can be achieved with different degrees of hardness.
- the residence time of the laser beam is set to the area to be reflowed and / or by the energy output of the laser source.
- the invention thus offers the advantage that, on the one hand, the remelted area (in particular the width and the depth) of the combustion bowl trough edge is significantly increased and, if desired, different degrees of hardness of the combustion bowl trough edge can be set in its radial course.
- the deflection of the laser beam over the remeltable area of the combustion bowl trough edge and in particular the interrupted point-like irradiation of the combustion bowl trough edge offers the significant advantage that sufficient Energy for remelting the combustion bowl rim is available to remelt the desired depth and width, while at the same time preventing the irradiated area from melting away and thus the combustion bowl rim in its geometric shape after being manufactured by a casting process (or forging process) is changed.
- the present invention thus offers the advantage that a significantly larger Umschmelsvolumen can be generated either by the scanner, the beam splitting or by the use of multiple lasers at the same process time (for example, a revolution for the machining of the piston).
- combustion bowl trough edge can be interrupted punctually irradiated during the deflection of the laser beam.
- FIG. 4 shows a further variant in which the laser beam sweeps over the area of the combustion bowl trough edge during the rotational feed movement, wherein this sweeping can not be carried out in a punctiform manner but also continuously.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
The invention relates to a method for producing a piston of an internal combustion engine, wherein the piston has a combustion bowl comprising a combustion bowl rim, and the combustion bowl rim is hardened by being remelted in a first step by means of an inductive energy supply and in a further step by means of a laser beam. According to the invention, the laser beam is deflected during a rotary, progressive motion relative to the piston.
Description
Verfahren zur Herstellung eines Kolbens einer Brennkraftmaschine mittels induktiver Energiezufuhr und Laserbestrahlung Method for producing a piston of an internal combustion engine by means of inductive energy supply and laser irradiation
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens einer Brennkraftmaschine mittels induktiver Energiezufuhr und Laserbestrahlung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentsanspruches 1.The invention relates to a method for producing a piston of an internal combustion engine by means of inductive energy supply and laser irradiation according to the features of the preamble of patent claim 1.
Aus der DE 10 2007 044 696.0 ist es bekannt, zur Herstellung eines Kolbens, der eine Brennraummulde mit einem Brennraummuldenrand aufweist, den Brennraum- muldenrand dadurch zu härten, dass er in einem ersten Schritt mittels induktiver Energiezufuhr und in einem weiteren Schritt mittels eines Laserstrahls umgeschmolzen wird. Dieses Umschmelzen des Randes der Brennraummulde führt zu einer widerstandsfähigeren Gefügestruktur, so dass die Lebensdauer des Kolbens, und insbesondere des Brennraumuldenrandes, den extremen Anforderungen an heutige Bre.n.nkraftmaschinen in Bezug auf Verbrennungsdrücke und Verbrennungstempera- turen besser genügt, als Brennraummuldenränder, die durch einfaches Gießen des Kolbens erzeugt werden.From DE 10 2007 044 696.0 it is known, for the production of a piston having a combustion bowl with a combustion bowl edge to cure the combustion chamber trough edge in that it remelted by inductive energy supply in a first step and in a further step by means of a laser beam becomes. This remelting of the edge of the combustion bowl leads to a more resistant microstructure, so that the service life of the piston, and in particular the edge of the combustion chamber edge, better meets the extreme requirements of today's combustion engines with respect to combustion pressures and combustion temperatures than combustion bowl edges easy casting of the piston can be generated.
Auf Grund steigender Festigkeitsanforderungen und Anforderungen an erhöhte Lebensdauer der Kolben ist dieses schon angewandte Verfahren noch nicht zufriedenstellend genug, da der Laserstrahl während seines radialen Umlaufes nur einen in der Größe durch die Form des Laserstrahls begrenzten Bereich aufschmilzt und härtet, wohingegen weitere Bereiche, d.h. tiefer gehende Bereiche des Brennraummul- denrandes, nicht aufgeschmolzen werden und die Gefügestruktur behalten, die sich beim Gießen des Kolbens, genauer des Kolbenrohlings, eingestellt hat.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens einer Brennkraftmaschine, bei dem der Brennraummuldenrand induktiv erwärmt und mittels eines Laserstrahles aufgeschmolzen wird, weiter zu verbessern.Due to increasing strength requirements and requirements for increased life of the piston this already applied method is not yet satisfactory enough, since the laser beam melts and hardens only a limited in size by the shape of the laser beam during its radial circulation, whereas other areas, ie deeper going areas of the combustion bowl edge, not melted and retain the microstructure, which has set during the casting of the piston, more precisely the piston blank. The invention is therefore based on the object, a method for producing a piston of an internal combustion engine in which the combustion bowl trough edge is heated inductively and melted by means of a laser beam, to further improve.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentsanspruches 1 gelöst.This object is solved by the features of patent claim 1.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Laserstrahl während einer rotatorischen relativen Fortbewegung in Bezug auf den Kolben ausgelenkt wird.According to the invention it is provided that the laser beam is deflected during a rotational relative movement with respect to the piston.
Hier ist zunächst festzuhalten, dass entweder der Kolben ruht und der Laserstrahl einer rotatorischen, relativen Fortbewegung in Bezug auf den Kolben ausführt, d.h., dass der Lasterstrahl selber radial entlang des Brennraummuldenrandes bewegt wird. Eine Alternative hierzu ist es, den Laserstrahl auf einen Punkt zu richten und gleichzeitig den Kolben rotatorisch relativ in Bezug auf den Laserstrahl zu bewegen. Bei diesen beiden Varianten ist es denkbar, dass der Laserstrahl aus einer Laserstrahlquelle oder auch mehreren Laserstrahlquellen direkt auf den Brennraummuldenrand gerichtet wird oder die Zufuhr des zumindest einen Laserstrahls indirekt, beispielsweise mittels eines Spiegelsystems (auch als -Scanner bezeichnet), auf- den Brennraummuldenrand zu richten.It should first be noted that either the piston rests and the laser beam rotates relative to the piston, i.e., the load beam itself is moved radially along the combustion bowl trough edge. An alternative to this is to direct the laser beam to a point while rotating the piston relative to the laser beam. In these two variants, it is conceivable that the laser beam is directed from one laser beam source or even several laser beam sources directly to the combustion bowl trough edge or the supply of the at least one laser beam indirectly, for example by means of a mirror system (also referred to as -Scanner) to the combustion bowl trough edge judge.
Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun der Laserstrahl, entweder feststehend und bei rotierendem Kolben oder umgekehrt, derart auf den Brennraummuldenrand gerichtet, dass der Laserstrahl aus einer Laserstrahlquelle oder aus mehreren Laserstrahlquellen während der rotatorischen relativen Fortbewegung in Bezug auf den Kolben ausgelenkt wird. Diese Auslenkung erfolgt beispielsweise, bezogen auf eine Kolbenhubachse, auf einen Bereich oberhalb und unterhalb des Scheitelpunktes des Brennraummuldenrandes, bezogen auf dessen Querschnitt. Dadurch ist es möglich, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht
nur eine größere Oberfläche, sondern auch eine größere Tiefe des Brennraummul- denrandes aufzuschmelzen und somit durch Veränderung der Gefügestruktur eine Härtung zu erreichen, die wesentlich verbessert ist gegenüber dem bekannten Verfahren. Das bedeutet, dass durch die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Umschmelzspur erzielt wird, die breiter und tiefer ist als die Umschmelz- spur, die mit dem bekannten Härtungsverfahren erzielt wird.In carrying out the method according to the invention, the laser beam, either stationary and with a rotating piston or vice versa, is directed onto the combustion bowl trough edge in such a way that the laser beam is deflected out of a laser beam source or out of several laser beam sources during the rotational relative movement with respect to the piston. This deflection takes place, for example, with respect to a piston stroke axis, to a region above and below the vertex of the combustion bowl trough edge, based on its cross section. This makes it possible, not with the inventive method only to melt a larger surface but also a greater depth of the combustion bowl edge and thus to achieve a hardening by changing the microstructure, which is substantially improved compared to the known method. This means that the execution of the method according to the invention achieves a remelting track which is wider and deeper than the remelting track which is achieved with the known hardening method.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Laserstrahl unterbrochen punktförmig währen der rotatorischen Bewegung auf den umzuschmelzenden Bereich des Brennraummuldenrandes gerichtet wird. Um den Umschmelzprozess (Auf- schmelzprozess) zu optimieren und einen größeren Bereich (Breite und Tiefe) der Brennraummulde bzw. deren Brennraummuldenrandes umzuschmelzen, wird der Laserstrahl in mehrere so genannte Laserpunkte oder Laserspots aufgeteilt. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, dass der Laserstrahl durch eine entsprechende Steuerung kurzzeitig ein- und ausgeschaltet wird oder die Erzeugung der Laserspots durch eine entsprechend Optik erzielt werden, indem der Laserstrahl einmal auf den Brenn- raummuldenrand und ein anderes Mal von diesem wegweisend gerichtet wird. Diese unterbrochene punktförmige Bestrahlung des Brennraummuldenrandes mit dem Laserstrahl kann in jsiner Ausführungsform während der rotatorischen Bewegung entweder des Kolbens oder der Laserstrahlquelle kontinuierlich erfolgen.In a further development of the invention, it is provided that the laser beam is punctiformly directed punctiformly during the rotational movement onto the region of the combustion chamber bowl rim to be remelted. In order to optimize the remelting process (melting process) and to remelt a larger area (width and depth) of the combustion bowl or its combustion bowl rim, the laser beam is split into several so-called laser spots or laser spots. This can e.g. be effected by the laser beam by a corresponding control briefly on and off or the generation of laser spots are achieved by a corresponding optics by the laser beam is once directed to the combustion chamber trough edge and another time of this pioneering. This interrupted punctiform irradiation of the combustion bowl trough edge with the laser beam can in jsiner embodiment be carried out continuously during the rotational movement of either the piston or the laser beam source.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zunächst ein Teilbereich des Brennraummuldenrandes umgeschmolzen wird, dann der Kolben relativ zu dem Laserstrahl rotatorisch weiter bewegt wird (oder umgekehrt, indem der Laserstrahl rotatorisch weiter bewegt wird und der Kolben ruht), wobei dann der nächste Teilbereich umgeschmolzen wird, wobei die rotatorische Weiterbewegung so oft ausgeführt wird, bis der gesamte Brennraummuldenrand in seinem radialen Umfang aufgeschmolzen worden ist. Dadurch wird der Brennraummuldenrand zur Optimierung des Umschmelzprozesses und zur Verbesserung seiner Widerstandsfähig-
keit teilbereichsweise umgeschmolzen, wobei durch die Auslenkung des Laserstrahls und insbesondere in Zusammenhang mit der punktförmigen Bestrahlung die gewünschte Breite und Tiefe für den Umschmelzprozess eingestellt werden kann.In a further embodiment of the invention, it is provided that first a portion of the combustion bowl trough edge is remelted, then the piston is further rotatably moved relative to the laser beam (or vice versa, by the laser beam is further rotated rotatably and the piston rests), in which case the next Partial area is remelted, wherein the rotational advancement is carried out so often until the entire combustion bowl rim has been melted in its radial extent. As a result, the combustion bowl rim is used to optimize the remelting process and to improve its resistance partially remelted, wherein the desired width and depth can be adjusted for the remelting process by the deflection of the laser beam and in particular in connection with the point-shaped irradiation.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Intensität des Laserstrahls im Verlauf der Bestrahlung, insbesondere der punktförmigen Bestrahlung, entweder gleich bleibt oder verändert wird. Das bedeutet, dass während der Auslenkung des Laserstrahls, d.h., während seines Überstreichens über den Brennraummuldenrand, die Intensität und damit die Energiezufuhr gleich bleiben kann, was zu einem gleichmäßigen Umschmelzprozess im Radialverlauf des Brennraummuldenrandes führt. Für den Fall, dass lokal, d.h. teilbereichsweise, unterschiedliche Härtegrade gewünscht sind, kann die Intensität des Laserstrahls während seiner Auslenkung und auch in Bezug auf die rotatorische Bewegung verändert werden. In Folge dessen lassen sich Teilbereiche des Brennraummuldenrandes mit unterschiedlichen Härtegraden erzielen.In a further development of the invention, it is provided that the intensity of the laser beam in the course of the irradiation, in particular the point-like irradiation, either remains the same or is changed. This means that during the deflection of the laser beam, i.e., during its sweep across the combustion bowl rim, the intensity and hence the energy input can remain the same, resulting in a uniform remelting process in the radial course of the combustion bowl rim. In the event that local, i. In some areas, different degrees of hardness are desired, the intensity of the laser beam during its deflection and also with respect to the rotational movement can be changed. As a result, parts of the combustion bowl rim can be achieved with different degrees of hardness.
Zur Erzielung unterschiedlicher Härtegrade des Brennraummuldenrandes in seinem radialen Verlauf kann daran gedacht werden, dass die Veränderung der Intensität und damit der Energieeintragung durch .die Verweildauer des Laserstrahles auf den umzuschmelzenden Bereich und/oder durch die Energieabgabe der Laserquelle eingestellt wird.To achieve different degrees of hardness of the combustion bowl trough edge in its radial course can be thought that the change in intensity and thus the energy input by .The residence time of the laser beam is set to the area to be reflowed and / or by the energy output of the laser source.
Insgesamt bietet die Erfindung somit den Vorteil, dass zum einen der umgeschmolzene Bereich (insbesondere die Breite und die Tiefe) des Brennraummuldenrandes deutlich erhöht wird und außerdem, falls gewünscht, unterschiedliche Härtegrade des Brennraummuldenrandes in seinem radialen Verlauf einstellbar sind. Darüber hinaus bietet die Auslenkung des Laserstrahles über den umzuschmelzenden Bereich des Brennraummuldenrandes und insbesondere die unterbrochen punktförmige Bestrahlung des Brennraummuldenrandes den wesentlichen Vorteil, dass genügend
Energie zum Umschmelzen des Brennraummuldenrandes zur Verfügung steht, um die gewünschte Tiefe und Breite umzuschmelzen, wobei jedoch gleichzeitig damit verhindert wird, dass der bestrahlte Bereich wegschmilzt und somit der Brennraum- muldenrand in seiner geometrischen Gestaltung nach seiner Herstellung durch einen Gießprozess (oder einen Schmiedeprozess) verändert wird.Overall, the invention thus offers the advantage that, on the one hand, the remelted area (in particular the width and the depth) of the combustion bowl trough edge is significantly increased and, if desired, different degrees of hardness of the combustion bowl trough edge can be set in its radial course. In addition, the deflection of the laser beam over the remeltable area of the combustion bowl trough edge and in particular the interrupted point-like irradiation of the combustion bowl trough edge offers the significant advantage that sufficient Energy for remelting the combustion bowl rim is available to remelt the desired depth and width, while at the same time preventing the irradiated area from melting away and thus the combustion bowl rim in its geometric shape after being manufactured by a casting process (or forging process) is changed.
Die vorliegende Erfindung bietet somit den Vorteil, dass entweder durch den Scanner, die Strahlteilung oder durch die Verwendung mehrerer Laser bei gleichbleibender Prozesszeit (beispielsweise eine Umdrehung für die Bearbeitung des Kolbens) ein deutlich größeres Umschmelsvolumen erzeugt werden kann.The present invention thus offers the advantage that a significantly larger Umschmelsvolumen can be generated either by the scanner, the beam splitting or by the use of multiple lasers at the same process time (for example, a revolution for the machining of the piston).
In den Figuren sind Beispiele gezeigt, wie auf unterschiedliche Art und Weise der Brennraummuldenrand während der Auslenkung des Laserstrahls unterbrochen punktförmig bestrahlt werden kann.In the figures, examples are shown how, in different ways, the combustion bowl trough edge can be interrupted punctually irradiated during the deflection of the laser beam.
Dabei ist in Figur 1 , bezogen auf eine Vorschubrichtung V entweder des Kolbens oder des Laserstrahls während des rotatorischen Vorschubs, gezeigt, dass zunächst, bezogen auf den Brennraummuldenrand oberhalb und unterhalb in Bezug auf eine Kqlbenhubachse überstreichend, mehrere Laserspots- durch Ein- und Aussehalten der Laserquelle oder durch eine geeignete Optik mit dem Laserstrahl bestrahlt werden, dann ein Vorschub erfolgt, die Bestrahlung wiederholt wird, danach wieder eine Fortbewegung in Vorschubrichtung erfolgt und wieder mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, und zwar solange, bis der Brennraummuldenrand einmal in seinem radialen Umfang abgefahren worden ist.It is shown in Figure 1, relative to a feed direction V of either the piston or the laser beam during the rotary feed, that initially, with respect to the combustion bowl trough edge above and below with respect to a Kqlbenhubachse sweeping, several Laserspots- by input and Aussehalten the Laser source or by a suitable optics are irradiated with the laser beam, then a feed takes place, the irradiation is repeated, then again a movement in the feed direction and irradiated with the laser beam, and that until the combustion bowl trough once traveled in its radial extent has been.
Das gleiche Verfahren ist in den Figuren 2 und 3 gezeigt, wobei hier auf Grund der unterschiedlichen Anzahl der Laserspots unterschiedliche Energien zum Umschmelzen des Brennraummuldenrandes zugeführt werden.
Figur 4 schließlich zeigt eine weitere Variante, bei der der Laserstrahl während der rotatorischen Vorschubbewegung den Bereich des Brennraummuldenrandes überstreicht, wobei dieses Überstreichen nicht zwangsweise punktförmig, sondern auch kontinuierlich ausgeführt werden kann.The same method is shown in FIGS. 2 and 3, wherein different energies are supplied for remelting the combustion bowl trough edge due to the different number of laser spots. Finally, FIG. 4 shows a further variant in which the laser beam sweeps over the area of the combustion bowl trough edge during the rotational feed movement, wherein this sweeping can not be carried out in a punctiform manner but also continuously.
Während in den Figuren 1 bis 4 gezeigt ist, dass auf Grund eines jeweiligen Laserspots immer die gleiche Umschmelzenergie zugeführt wird, kann auch daran gedacht werden, für einen oder mehrere Laserspots unterschiedliche Energien und/oder unterschiedliche Verweildauern während der Bestrahlung einzusetzen.
While it is shown in FIGS. 1 to 4 that the same remelting energy is always supplied due to a respective laser spot, it is also conceivable to use different energies and / or different residence times during the irradiation for one or more laser spots.
Claims
1. Verfahren zur Herstellung eines Kolbens einer Brennkraftmaschine, wobei der Kolben eine Brennraummulde mit einem Brennraummuldenrand aufweist und der Brennraummuldenrand dadurch gehärtet wird, dass er in einem ersten Schritt mittels induktiver Energiezufuhr und in einem weiteren Schritt mittels eines Laserstrahls umgeschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl während einer rotatorischen relativen Fortbewegung in Bezug auf den Kolben ausgelenkt wird.A method for producing a piston of an internal combustion engine, wherein the piston has a combustion bowl with a combustion bowl edge and the combustion bowl rim is cured by being remelted in a first step by means of inductive power supply and in a further step by means of a laser beam, characterized in that the laser beam is deflected during a rotational relative movement with respect to the piston.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl unterbrochen punktförmig auf den umzuschmelzenden Bereich des Brennraummul- denrandes gerichtet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the laser beam is punctiform directed punctiform on the remeltable area of the combustion chamber edge.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein Teilbereich des Brennraummuldenrandes umgeschmolzen wird, dann der Kolben relativ zu dem Laserstrahl rotatorisch weiter bewegt wird (oder umgekehrt), dann der nächste Teilbereich des Brennraummuldenrandes umgeschmolzen wird, wobei die rotatorische Weiterbewegung schrittweise so oft ausgeführt wird, bis der gesamte Brennraummuldenrand in seinem radialen Umfang aufgeschmolzen worden ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that first a portion of the combustion bowl trough edge is remelted, then the piston is relatively rotatably moved relative to the laser beam (or vice versa), then the next portion of the combustion bowl trough edge is remelted, wherein the rotary further movement is gradually performed so often until the entire combustion bowl rim has been melted in its radial extent.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des Laserstrahls im Verlauf der Bestrahlung, insbesondere der punktförmigen Bestrahlung, gleich bleibt.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the intensity of the laser beam during the irradiation, in particular the punctiform irradiation remains the same.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des Laserstrahls im Verlauf der Bestrahlung, insbesondere der punktförmigen Bestrahlung, verändert wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the intensity of the laser beam in the course of the irradiation, in particular the punctiform irradiation, is changed.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Intensität durch die Verweildauer des Laserstrahls auf den umzuschmel- zenden Bereich des Brennraummuldenrandes eingestellt wird.6. The method according to claim 5, characterized in that the change in intensity is set by the dwell time of the laser beam on the umzuschmelzzenden region of the combustion bowl trough edge.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Intensität durch die Energieabgabe der Laserstrahlquelle auf den umzu- schmelzenden Bereich des Brennraummuldenrandes eingestellt wird. 7. The method according to claim 5, characterized in that the change in intensity is set by the energy output of the laser beam source to be remelted region of the combustion bowl trough edge.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009025064A DE102009025064A1 (en) | 2009-06-10 | 2009-06-10 | Method for producing a piston of an internal combustion engine by means of inductive energy supply and laser irradiation |
PCT/EP2010/003474 WO2010142439A1 (en) | 2009-06-10 | 2010-06-10 | Method for producing a piston of an internal combustion engine by means of an inductive energy supply and laser beam |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP2440365A1 true EP2440365A1 (en) | 2012-04-18 |
Family
ID=43308442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP10744675A Withdrawn EP2440365A1 (en) | 2009-06-10 | 2010-06-10 | Method for producing a piston of an internal combustion engine by means of an inductive energy supply and laser beam |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20120187110A1 (en) |
EP (1) | EP2440365A1 (en) |
JP (1) | JP2012529586A (en) |
CN (1) | CN102802863A (en) |
DE (1) | DE102009025064A1 (en) |
WO (1) | WO2010142439A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012212791B4 (en) * | 2012-07-20 | 2014-02-27 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Method for producing a piston for an internal combustion engine |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1507205A (en) * | 1974-07-12 | 1978-04-12 | Caterpillar Tractor Co | Apparatus for heat treating an internal bore in a workpiece |
DD291717A5 (en) * | 1990-01-31 | 1991-07-11 | Fz Des Werkzeugmaschinenbaues Chemnitz,De | METHOD FOR ADJUSTING DEFINED LATERAL TEMPERATURE FIELDS IN LASER MATERIAL PROCESSING |
DE4430220C2 (en) * | 1994-08-25 | 1998-01-22 | Fraunhofer Ges Forschung | Method for controlling the laser beam intensity distribution on the surface of components to be processed |
JP3518723B2 (en) * | 1998-05-25 | 2004-04-12 | トヨタ自動車株式会社 | Overlaying method |
US8319150B2 (en) * | 2004-07-09 | 2012-11-27 | General Electric Company | Continuous motion laser shock peening |
JP2008267598A (en) * | 2007-03-23 | 2008-11-06 | Yamaha Motor Co Ltd | Crankshaft, internal combustion engine, transportation apparatus, and manufacturing method for crankshaft |
DE102007044696A1 (en) | 2007-06-29 | 2009-01-08 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Melt-treated bowl rim of a piston combustion bowl |
DE102011119527A1 (en) * | 2011-11-26 | 2013-05-29 | Mahle International Gmbh | Piston for an internal combustion engine and method for its production |
-
2009
- 2009-06-10 DE DE102009025064A patent/DE102009025064A1/en not_active Ceased
-
2010
- 2010-06-10 CN CN2010800242693A patent/CN102802863A/en active Pending
- 2010-06-10 JP JP2012514384A patent/JP2012529586A/en not_active Withdrawn
- 2010-06-10 EP EP10744675A patent/EP2440365A1/en not_active Withdrawn
- 2010-06-10 US US13/377,458 patent/US20120187110A1/en not_active Abandoned
- 2010-06-10 WO PCT/EP2010/003474 patent/WO2010142439A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See references of WO2010142439A1 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102802863A (en) | 2012-11-28 |
WO2010142439A1 (en) | 2010-12-16 |
DE102009025064A1 (en) | 2011-04-28 |
JP2012529586A (en) | 2012-11-22 |
US20120187110A1 (en) | 2012-07-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2618990B1 (en) | Method for selective laser sintering and system for selective laser sintering | |
DE102012213226B4 (en) | Method of making a synchronizer ring and program | |
DE2754602A1 (en) | GEAR AND METHOD OF ITS MANUFACTURING | |
EP2629963A2 (en) | Device for producing, repairing and/or replacing a component by means of a powder that can be solidified by energy radiation, method and component produced according to said method | |
DE102013009209A1 (en) | Producing piston for internal combustion engine by welding two components made of steel with each other using welding unit, forming rotationally symmetrical weld seam, and pre-heating portions of components using heat treatment unit | |
WO2006087074A1 (en) | Connection of a shaft to a turbine wheel of an exhaust gas turbocharger | |
DE102007006948A1 (en) | Production of an annular groove of the base of a steel piston of an internal combustion engine comprises providing the groove with a layer absorbing the energy of laser beams before or during hardening and impinging with laser beams | |
EP2012960B1 (en) | A process for manufacturing clearing edges of a circular saw blade | |
EP2540431B1 (en) | Flash butt welding machine with a cam system powered with a servomotor | |
DE102016120522A1 (en) | Method and plant for producing a camshaft component | |
EP2440365A1 (en) | Method for producing a piston of an internal combustion engine by means of an inductive energy supply and laser beam | |
DE102011102288B4 (en) | Device and method for producing a spur gear with a helical toothing | |
DE102015118341A1 (en) | Device and method for generating a Verkrallstruktur for cylinder surfaces | |
EP2675609B1 (en) | Process for selective laser melting and system for carrying out said process | |
EP2024522B1 (en) | Process for hardening an annular groove of a piston head by means of laser beams | |
EP3631024B1 (en) | Hardening method and apparatus for surface hardening of a rotationally symmetrical workpiece | |
DE102005027827A1 (en) | In the tooth direction modified gear and method and apparatus for producing the same | |
DE102010022094A1 (en) | Method for manufacturing base plate for bipolar plate of fuel cell, involves cutting source material i.e. stainless steel film, of base plate using laser beam from remote laser system, and reworking base plate after cutting | |
EP2829695A1 (en) | Roller-bearing-mounted shaft | |
EP2226151A1 (en) | Manufacturing method for a turbine rotor | |
DE102009059265A1 (en) | Method for manufacturing internal gears of transmission part, involves pressing outer gear forming roller in progressive circumferential direction under formation of gears against inner lateral surface of molding blank | |
DE102004023021B4 (en) | Method for ablative processing of surface areas | |
DE102013009208A1 (en) | Manufacturing component, comprises welding two components made of metal by welding unit, forming rotationally symmetrical weld seam, and pre-heating each region of components to be welded before welding by heat treatment unit | |
DE102012018938B4 (en) | Process for manufacturing a support shaft for an adjustment element | |
EP2574419A1 (en) | Wheel with optically designed outer surface and method for producing same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20110923 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR |
|
DAX | Request for extension of the european patent (deleted) | ||
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN |
|
18W | Application withdrawn |
Effective date: 20130112 |