B E S C H R E I B U N G DESCRIPTION
Zweiteiliger Stahlkolben, Fügeprozess Two-piece steel piston, joining process
Die Erfindung betrifft einen Kolben sowie ein Verfahren zur Herstellung eines zweiteiligen Kolbens aus einem Oberteil und einem Unterteil, gemäß den Merkmalen des jeweiligen Oberbegriffes der unabhängigen Patentansprüche. The invention relates to a piston and a method for producing a two-part piston from an upper part and a lower part, according to the features of the respective preamble of the independent claims.
Die EP 1 878 902 A2 beschreibt den Aufbau eines Kolbens aus einem Oberteil und einem Unterteil, die über Fügestege im Bereich von Kontaktzonen abgestützt und miteinander verbunden sind. Eine Klemmverbindung entsteht hier durch ein Verdrehen von dem Oberteil zu dem Unterteil, vergleichbar einer Kupplung. Dies ist im Handling sehr aufwendig. EP 1 878 902 A2 describes the construction of a piston comprising an upper part and a lower part, which are supported via joining webs in the region of contact zones and connected to one another. A clamping connection arises here by a rotation of the upper part to the lower part, comparable to a clutch. This is very complicated to handle.
Aus der DE 10 2005 030 556 B4 ist die Herstellung einer Verbindung zwischen Oberteil und Unterteil eines Kolbens für eine Brennkraftmaschine durch Formschluss bekannt. Nachteilig ist hier, dass das durch Formschluss gefügte Oberteil lediglich einen Teil des Kolbenbodens ausbildet. From DE 10 2005 030 556 B4 the production of a connection between the upper part and lower part of a piston for an internal combustion engine by positive locking is known. The disadvantage here is that the joined by positive fit upper part only forms part of the piston crown.
Der Kolben, insbesondere der Kühlkanalkolben, besteht aus einem Oberteil und einem Unterteil. In dem Oberteil kann, muss aber nicht ein Kühlkanal eingebracht sein. Das Oberteil umfasst die dem Brennraum des Zylinders zugewandte Oberfläche, in an sich bekannterweise das Ringfeld und gegebenenfalls eine Brennraummulde. Das Unterteil besteht aus sich gegenüberliegenden tragenden Schaftwandabschnitten, Verbindungswänden, die die Schaftwand abschnitte verbinden, wobei in den Verbindungswänden in an sich bekannterweise die Bolzenbohrungen angeordnet sind. Die beiden Teile können aus gleichem oder unterschiedlichem Material bestehen. Handelt es sich bei dem Kolben um einen Kühlkanalkolben, kann vor dem Zusammenfügen von Oberteil und Unterteil eine Abdeckung für den Kühlkanal vorgesehen werden, wobei diese Abdeckung durch das Zusammenfügen der beiden Teile an ihrem
Bestimmungsort festgelegt wird. Alternativ oder ergänzend dazu kann auch nach dem Zusammenfügen der beiden Teile die Abdeckung unabhängig von dem Klemm- prozess angeordnet werden oder auch dann, wenn sie von dem Ober- und Unterteil eingeklemmt wurde, durch zusätzliche Maßnahmen, wie z. B. Verschweißen oder dergleichen, an ihrem Bestimmungsort festgelegt und durch diese zusätzlichen Maßnahmen abgedichtet werden. Die beiden Teile können im gleichen Verfahren oder in unterschiedlichen Verfahren, wie z. B. Schmieden, Gießen oder dergleichen, hergestellt sein. The piston, in particular the cooling channel piston, consists of an upper part and a lower part. In the upper part can, but does not have to be introduced a cooling channel. The upper part comprises the surface facing the combustion chamber of the cylinder, in known per se, the ring field and optionally a combustion bowl. The lower part consists of opposite supporting shaft wall sections, connecting walls, which connect the skirt wall sections, wherein in the connecting walls in known per se, the bolt holes are arranged. The two parts can be made of the same or different material. If the piston is a cooling channel piston, a cover for the cooling channel can be provided before joining the upper part and the lower part, this cover being provided by joining the two parts to one another Destination is determined. Alternatively or additionally, even after the joining of the two parts, the cover can be arranged independently of the clamping process or even if it was clamped by the upper and lower part, by additional measures such. As welding or the like, set at their destination and sealed by these additional measures. The two parts can in the same process or in different processes, such. As forging, casting or the like, be prepared.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die nachteilige Trennebene zwischen Unterteil und Oberteil eines Kolbens abzuschaffen. The invention is therefore based on the object to abolish the disadvantageous parting plane between the lower part and upper part of a piston.
Gelöst wird die Aufgabe durch einen Kolben sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. The object is achieved by a piston and by a method having the features of the independent claims.
Vorgeschlagen wird, das Oberteil mit Brennraummulde und Ringfeld sowie einem optionalen Kühlkanal einstückig zu fertigen. It is proposed to manufacture the upper part with combustion chamber recess and ring field as well as an optional cooling channel in one piece.
Gegenüber dem Stand der Technik ist es vorteilhaft eine Fügerichtung anzustreben. Compared to the prior art, it is advantageous to strive for a joining direction.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Oberteil mindestens einen Brennraum und mindestens eine Ringnut umfasst. Eine Verbindung bei der wenigstens zwei zu verbindende Komponenten mechanisch ineinander greifen und aufgrund ihrer geometrischen Form der zu verbindenden Komponenten im Verbindungsbereich die Verbindung bestehen bleibt, wird als Formschluss bezeichnet. Auch wenn keine Kraftübertragung zwischen den zu verbindenden Komponenten erfolgt beziehungsweise die Kraftübertragung zwischen den zu verbindenden Komponenten unterbrochen ist, wird die Verbindung aufrecht erhalten. Verbindungen mit Hinterschnitt, Nietverbindungen oder Schwalbenschwanzverbindungen werden beispielsweise den formschlüssigen Verbindungen zugerechnet.
Die Erfindung betrifft einen Kolben, insbesondere Kühlkanalkolben, für eine Brenn- kraftmaschine, mit wenigstens einem Unterteil und einem Oberteil, sowie einem Brennraum und mit wenigstens einer Ringnut, wobei das Oberteil oder das According to the invention, it is provided that the upper part comprises at least one combustion chamber and at least one annular groove. A connection in which at least two components to be connected mechanically interlock and because of their geometric shape of the components to be connected in the connection region, the connection remains, is referred to as positive locking. Even if there is no power transmission between the components to be connected or the power transmission between the components to be connected is interrupted, the connection is maintained. Connections with undercut, riveted joints or dovetail joints are, for example, attributed to the positive connections. The invention relates to a piston, in particular a cooling channel piston, for an internal combustion engine, with at least one lower part and an upper part, and a combustion chamber and with at least one annular groove, wherein the upper part or the
Unterteil mit wenigstens einem Hinterschnitt am Unterteil oder am Oberteil fixiert ist, wobei das Oberteil mindestens einen Brennraum und mindestens eine Ringnut um- fasst. Lower part is fixed with at least one undercut on the lower part or on the upper part, wherein the upper part comprises at least one combustion chamber and at least one annular groove.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der mindestens eine Hinterschnitt Bestandteil der Wandung einer Öffnung ist. Der Hinterschnitt kann vorteilhaft in einem Arbeitsschritt mit der Öffnung hergestellt werden. Furthermore, the invention provides that the at least one undercut is part of the wall of an opening. The undercut can be advantageously prepared in one step with the opening.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein Zapfen nach dem Umformen in den Hinterschnitt eingreift. Somit wird unter Einbeziehung des Hinterschnittes eine robuste formschlüssige Verbindung geschaffen. Die Verbindung ist nahezu unlösbar und kann nur, wenn überhaupt, mit einem sehr hohen Aufwand wieder gelöst werden. Furthermore, the invention provides that at least one pin engages after forming in the undercut. Thus, a robust positive connection is created by including the undercut. The compound is almost insoluble and can only be solved, if at all, with a very high cost.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Volumen des Zapfen nahezu exakt dem Volumen der Öffnung entspricht. Somit ist gewährleistet, dass der Zapfen die gesamte, beispielsweise zylinderförmige Öffnung, ausfüllt. Dies führt zu einer sicheren hochfesten Verbindung. Die Öffnung ist nahezu zylinderförmig ausgeführt, wobei sie im Eintrittsbereich des Zapfens einen geringeren Durchmesser als an der gegenüberliegenden Seite aufweist. Die Öffnung wird von einer Wandung begrenzt, die dem Mantel eines Kegelstumpfes entspricht, wobei der Kegelstumpf mit der „Spitze" in Richtung des Zapfens deutet.„Nahezu exakt" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Volumen des Zapfens (also das Volumen, welches in der Öffnung platziert werden soll) kleiner oder maximal gleich dem Volumen der Öffnung sein darf.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zum Verschluss eines Kühlkanales, zumindest ein Verschlusselement, insbesondere ein Ring, vorgesehen ist. Furthermore, the invention provides that the volume of the pin corresponds almost exactly to the volume of the opening. This ensures that the pin fills the entire, for example, cylindrical opening. This leads to a secure high-strength connection. The opening is made almost cylindrical, wherein it has a smaller diameter in the inlet area of the pin than on the opposite side. The opening is bounded by a wall which corresponds to the mantle of a truncated cone, the truncated cone pointing to the "tip" in the direction of the peg. "Almost exactly" in this context means that the volume of the peg (ie the volume which is in the opening is to be placed) may be less than or equal to the volume of the opening. Furthermore, the invention provides that for closing a cooling channel, at least one closure element, in particular a ring, is provided.
Ein solches Verschlusselement ist einteilig, kann aber auch mehrteilig, z.B. aus zwei oder mehr als zwei Teilen, ausgestaltet sein. Außerdem ist je nach Form des Kühlkanales das zumindest ein Verschlusselement der Geometrie des Kühlkanales an- gepasst. Ist der Kühlkanal rotationssymetrisch (zum Beispiel bezogen auf die Such a closure element is in one piece, but may also be multi-part, e.g. from two or more than two parts, be configured. In addition, depending on the shape of the cooling channel, the at least one closure element of the geometry of the cooling channel is adapted. Is the cooling channel rotationally symmetrical (for example, based on the
Kolbenhubachse) ausgebildet, ist auch das eine Teil des Verschlusselementes (oder die mehreren Teile, die das Verschlusselement bilden) rotationssymetrisch ausgebildet. Ist jedoch die Geometrie des Kühlkanales nicht rotationssymetrisch (z.B. oval, ellipsenförmig oder andere Geometrien) ist das zumindest eine Verschluss-element dementsprechend auch angepasst, dass heißt auch nicht rotations-symetrisch ausgebildet. Kolbenhubachse), is also formed a part of the closure element (or the plurality of parts which form the closure element) rotationally symmetrical. If, however, the geometry of the cooling channel is not rotationally symmetrical (for example oval, elliptical or other geometries), the at least one closure element is correspondingly also adapted, that is also not rotationally symmetrical.
Vorgesehen ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines zweiteiligen Kolbens, insbesondere Kühlkanalkolben, für eine Brennkraftmaschine, mit einem Unterteil und einem Oberteil umfassend die folgenden Schritte, The invention provides a method for producing a two-part piston, in particular a cooling channel piston, for an internal combustion engine, having a lower part and an upper part, comprising the following steps,
Zuführung des Unterteils aufweisend mindestens eine Öffnung oder mindestens einen Zapfen, Zuführung des Oberteils aufweisend mindestens einen Zapfen oder mindestens eine Öffnung, wobei der mindestens eine Zapfen unter Krafteinwirkung den Hinterschnitt der mindestens einen Öffnung ausfüllt. Supply of the lower part having at least one opening or at least one pin, supply of the upper part having at least one pin or at least one opening, wherein the at least one pin under force the undercut of the at least one opening fills.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mindestens der mindestens eine Zapfen vor dem Fügen auf eine Temperatur deutlich oberhalb der Raumtemperatur erwärmt wird. Somit wird der Fügeprozess unterstützt, da das zu fügende Material leichter verformbar wird. Furthermore, the invention provides that at least the at least one pin is heated to a temperature well above room temperature before joining. Thus, the joining process is supported because the material to be joined is easier to deform.
Unter dem Begriff „Raumtemperatur" sind im Regelfall die jenigen Temperaturen zu verstehen, in denen der Herstellungsprozess solcher Kolben stattfindet. Es handelt sich somit um Temperaturen, die für die Personen, die in solchen Produktionshallen tätig sind, aushaltbar sind. Die Temperatur, auf die der mindestens eine Zapfen vor dem Fügen erwärmt wird, liegt somit signifikant über dieser Raumtemperatur, bei
spielweise deutlich über 100 Grad Celsius. Findet als Fügeprozess das Kaltschmie- den oder Warmschmieden statt, kommen deutlich oberhalb von 200 Grad Celsius in Betracht. Zum Beispiel wird beim Halbwarmen-Schmieden im The term "room temperature" as a rule means the temperatures at which the production process of such pistons takes place, ie temperatures that are sustainable for the persons who work in such production halls the at least one pin is heated before joining, thus significantly above this room temperature, at clearly more than 100 degrees Celsius. If cold joining or hot forging takes place as a joining process, it is possible to consider it well above 200 degrees Celsius. For example, in the half-warm forging in the
Temperaturbereich über 300 Grad Celsius (+/- 20 %) gearbeitet. Beim Warm- Schmieden liegen die Temperaturen noch deutlich darüber. Temperature range above 300 degrees Celsius (+/- 20%) worked. In hot forging, the temperatures are still significantly higher.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass vor dem Fügen von Unterteil und Oberteil ein Ring zur Bildung eines Kühlkanales eingelegt wird. Somit kann optional ein Kolben mit Kühlkanal erzeugt werden, ohne Werkzeugänderung. Furthermore, the invention provides that prior to the joining of lower part and upper part of a ring to form a cooling channel is inserted. Thus, optionally, a piston can be produced with a cooling channel, without tool change.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mindestens eine Ringnut nach dem Fügen in das Oberteil eingebracht wird. Ringnuten dienen zur Aufnahme von Kolbenringen zum Einsatz mindestens eines Kolbens in einer Brennkraftmaschine. Furthermore, the invention provides that at least one annular groove is introduced after the joining in the upper part. Ring grooves are used to accommodate piston rings for use at least one piston in an internal combustion engine.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine unlösbare, formschlüssige Verbindung zwischen Unterteil und Oberteil geschaffen wird. Hierdurch entsteht ein quasi einteiliger Kolben, der jedoch aus verschiedenen Materialien gefertigt sein kann. Diese Materialien müssen keiner stoffschlüssigen Verbindung zugänglich sein, da erfindungsgemäß eine hochfeste formschlüssige Verbindung geschaffen wird. Furthermore, the invention provides that an insoluble, positive connection between the lower part and upper part is created. This creates a quasi one-piece piston, which can be made of different materials. These materials need not be accessible to a cohesive connection, since according to the invention a high-strength positive connection is created.
Ausgebildet ist der erfindungsgemäße Formschluss derart, dass er den beim Betrieb in einer Brennkraftmaschine ausgesetzten Kräften entgegenwirkt. Dies sind überwiegend Kräfte, deren Vektor parallel zur zentralen Längsachse des Kolbens verläuft. Trained is the positive connection according to the invention such that it counteracts the forces exposed during operation in an internal combustion engine. These are predominantly forces whose vector is parallel to the central longitudinal axis of the piston.
Nähere Details der Erfindung werden im Zusammenhang mit den Figuren erläutert. Es zeigen: Further details of the invention will be explained in connection with the figures. Show it:
Fig. 1 A bis 1 D zeigen den Ablauf zur Vorbereitung des Fügeprozesses zwischen Unter- und Oberteil eines Kolbens, 1 A to 1 D show the sequence for preparing the joining process between the lower and upper part of a piston,
Fig. 2A bis 2D zeigen schematisch den Ablauf des Fügeprozesses für einen Fig. 2A to 2D show schematically the sequence of the joining process for a
Kolben.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht eines Kolbenrohlings und die Piston. Fig. 3 shows a sectional view of a piston blank and the
Fig. 4A bis 4B zeigen mehrere Ansichten der Kolbenteile. 4A to 4B show several views of the piston parts.
In der nachfolgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie oben, unten, links, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf die in den jeweiligen Figuren gewählte beispielhafte Darstellung und Position der Einrichtung und anderer Elemente. Diese Begriffe sind nicht einschränkend zu verstehen, das heißt durch verschiedene Positionen und/oder spiegelsymmetrische Auslegung oder dergleichen können sich diese Bezüge ändern. In the following description of the figures, terms such as top, bottom, left, right, front, back, etc. refer exclusively to the example representation and position of the device and other elements selected in the respective figures. These terms are not intended to be limiting, that is to say that different positions and / or mirror-symmetrical design or the like may change these references.
Die Figuren 1A bis 2D zeigen den erfindungsgemäßen Fügeprozess am Beispiel eines Kühlkanalkolbens. Das Verfahren ist nicht auf Kühlkanalkolben beschränkt, auch Kolben ohne Kühlkanal können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigt werden. FIGS. 1A to 2D show the joining process according to the invention using the example of a cooling channel piston. The method is not limited to cooling channel pistons, also pistons without cooling channel can be manufactured by the method according to the invention.
Alle Figuren 1A bis 1 D zeigen eine Draufsicht auf die Unterseite (in Betriebsstellung) eines Oberteiles 3 eines Kolbenrohlings 1 . All Figures 1A to 1 D show a plan view of the underside (in the operating position) of an upper part 3 of a piston blank. 1
In der Figur 1 A wird ein Ring 4 zur Bildung eines Kühlkanales 7 in das auf dem Kopf liegende Oberteil 3 eingebracht. Wenn später das Unterteil 2 zugeführt wird und das erfindungsgemäße Verbindungsverfahren zur Anwendung gekommen ist, liegt der Ring 4 fixiert zwischen Unterteil 2 und Oberteil 3. Der Ring 4 schließt dann den darunterliegenden (in Betriebsstellung darüber liegenden) Hohlraum zur Bildung des Kühlkanales 7 dicht ab. In FIG. 1A, a ring 4 is introduced into the upside-down upper part 3 to form a cooling channel 7. If later the lower part 2 is supplied and the connection method of the invention has been used, the ring 4 is fixed between the lower part 2 and upper part 3. The ring 4 then closes the underlying (in the operating position overlying) cavity to form the cooling channel 7 tightly.
Figur 1 B zeigt das Oberteil 3 mit eingelegtem Ring 4 sowie Zapfen 5 vor dem Fügen des Unterteiles 2. Deutlich zu erkennen sind die in diesem Fall vier Zapfen 5 zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung zwischen Unterteil 2 und Oberteil 3. Es können jedoch auch lediglich zwei Zapfen 5 oder mehr als vier Zapfen 5 vorgesehen werden.
Die Zuführung des Unterteiles 2 vor dem Fügen zeigt die Figur 1 C. Zum Fügen können insbesondere die Zapfen 5 auf eine Temperatur deutlich oberhalb der Umgebungstemperatur erhitzt werden. Dies unterstützt den darauffolgenden Umformpro- zess der Zapfen 5. Figure 1 B shows the upper part 3 with inserted ring 4 and pin 5 before joining the lower part 2. Clearly visible in this case four pins 5 for producing a positive connection between the lower part 2 and upper part 3. However, there may only two Pin 5 or more than four pins 5 are provided. The supply of the lower part 2 before joining is shown in FIG. 1C. For joining, in particular the pins 5 can be heated to a temperature well above the ambient temperature. This supports the subsequent forming process of the pin 5.
Figur 1 D zeigt den nun einteiligen Kolbenrohling 1 , gefertigt aus dem Unterteil 2 und dem Oberteil 3. Durch die transparente Darstellung des Unterteils 2 ist die Verformung der Zapfen 5 nach dem Fügen ersichtlich. Figure 1 D shows the now one-piece piston blank 1, made of the lower part 2 and the upper part 3. Due to the transparent representation of the lower part 2, the deformation of the pin 5 can be seen after joining.
Die Figuren 2A bis 2D zeigen Schnittansichten im Bereich der erfindungsgemäßen Verbindung analog zu den Figuren 1 A bis 1 D. Figur 2D zeigt deutlich, dass der Zapfen 5 nach dem Umformen die Gegenform einer Öffnung 6 vollständig ausfüllt. FIGS. 2A to 2D show sectional views in the region of the connection according to the invention analogous to FIGS. 1A to 1D. FIG. 2D clearly shows that the pin 5 completely fills the counter-shape of an opening 6 after the forming.
Die Figuren 2A und 2B zeigen das Zuführen des Unterteiles 2 vor dem Fügen. Figur 2B zeigt weiterhin, dass das Maß x des Zapfen 5 vor dem Fügen größer ist als das in der Figur 2D angezogene Maß y nach dem Fügen. Diese Maße x und y beziehen sich auf die Höhe des Zapfens 5 gemessen ab der Trennebene 8. Das in der Höhe „überschüssige" Material des Zapfens 5 ist so kalkuliert, dass es die Öffnung 6 nach dem Fügevorgang vollständig ausfüllt. Der in der Figur 3 eingezeichnete Winkel α verdeutlicht, dass die Öffnung 6 einen Hinterschnitt aufweist. In den Bereich des Hinterschnittes wird das„überschüssige" Material des Zapfens 5 beim Fügevorgang hineingepresst. Die Materialmenge des Zapfen 5 muss genau auf das Volumen der Öffnung 6 abgestimmt werden, damit das Oberteil 3 und das Unterteil 2 in der Trennebene 8 plan aufeinanderliegend gefügt werden können. Das Volumen des Zapfen 5 vor und nach dem Fügevorgang entspricht somit exakt dem Volumen der Öffnung 6. Zumindest die Zapfen 5 können vor dem Fügeprozess auf eine Temperatur deutlich über der Raumtemperatur erwärmt werden, dies erleichtert den Umformprozess und lässt das Material des Zapfen 5 nahezu in die Öffnung 6 fließen. Nach Abschluss des Fügeprozesses sind das Unterteil 2 und das Oberteil 3 unlösbar zu einem Kolbenrohling 1 verbunden. In weiteren Prozessschritten werden beispielsweise die Ringnuten in das Oberteil 3 eingebracht.
In Figur 3 ist der Kolbenrohling 1 im Schnitt durch die erfindungsgemäße Verbindungsstelle dargestellt. Eingezeichnet ist eine Linie 9 die die spätere Außenkontur eines Kolbens 10 wiedergibt. Auch ist ersichtlich, dass die Verbindungsstellen oberhalb neben einer Bolzenbohrung 12 liegen. Hier ist genügend Material vorhanden um eine feste, sichere Verbindung zwischen Unterteil 2 und Oberteil 3 zu gewährleisten. Mit 8 ist in der Figur 3 die Trennebene zwischen Unterteil 2 und Oberteil 3 gekennzeichnet. Figures 2A and 2B show the feeding of the lower part 2 before joining. FIG. 2B furthermore shows that the dimension x of the pin 5 before the joining is greater than the dimension y drawn in FIG. 2D after the joining. These dimensions x and y refer to the height of the pin 5 measured from the parting plane 8. The "excess" material of the pin 5 is calculated so that it completely fills the opening 6 after the joining process drawn angle α illustrates that the opening has an undercut 6. In the region of the undercut, the "excess" material of the pin 5 is pressed during the joining process. The amount of material of the pin 5 must be matched exactly to the volume of the opening 6, so that the upper part 3 and the lower part 2 in the parting plane 8 can be joined plan superimposed. The volume of the pin 5 before and after the joining process thus corresponds exactly to the volume of the opening 6. At least the pin 5 can be heated to a temperature well above room temperature before the joining process, this facilitates the forming process and leaves the material of the pin 5 almost in the opening 6 flow. After completion of the joining process, the lower part 2 and the upper part 3 are permanently connected to a piston blank 1. In further process steps, for example, the annular grooves are introduced into the upper part 3. In Figure 3, the piston blank 1 is shown in section through the junction point according to the invention. Plotted is a line 9 which represents the later outer contour of a piston 10. It can also be seen that the connection points lie above next to a pin bore 12. Here is enough material available to ensure a solid, secure connection between the lower part 2 and upper part 3. 8, the separating plane between the lower part 2 and upper part 3 is marked in FIG.
Figur 4A zeigt eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäß hergestellten Kolbens 10, wobei das Unterteil 2 und das Oberteil 3 beabstandet dargestellt sind. Die Figur 4B wiederum zeigt eine Draufsicht auf das Unterteil 2 und das Oberteil 2 in der Trennebene 8. Am Oberteil 3 sind bereits in Figur 3 durch die Linie 9 markierten Ringnuten 1 1 herausgearbeitet. Wenn gedanklich die Komponenten 2 und 3 zusammengefügt werden, liegt ein fertiger Kolben 10 vor. Figure 4A shows a perspective view of a piston 10 according to the invention, wherein the lower part 2 and the upper part 3 are shown spaced. FIG. 4B, in turn, shows a plan view of the lower part 2 and the upper part 2 in the parting plane 8. On the upper part 3, ring grooves 1 marked by the line 9 are already worked out in FIG. Mentally when components 2 and 3 are joined, a finished piston 10 is present.
Sowohl im allgemeinen Beschreibungsteil sowohl als auch bei der Beschreibung der Figuren wird der Begriff „Öffnung" (im Teil der Figurenbeschreibungen mit der Bezugsziffer 6 versehen) in dem Sinne verwendet, dass in dem Oberteil (allgemein) bzw. in dem Oberteil 3 (gemäß dem Ausführungsbeispiel) ein Volumen ausgenommen ist (Ausnehmung), in dem der Zapfen (allgemein) bzw. Bezugsziffer 5 in der Figurenbeschreibung eingebracht und umgeformt wird. Dabei wird der Zapfen von dem Unterteil (allgemein, bzw. Unterteil 2 in dem Ausführungsbeispiel) gebildet. Denkbar ist auch, dass die zumindest eine Ausnehmung in dem Unterteil und der zumindest eine korrespondierende Zapfen Bestandteil des Oberteiles ist. Wesentlich ist, dass Zapfen und Ausnehmung (bzw. Öffnung) so aufeinander abgestimmt sind, dass das Volumen des Zapfens nach dem Umformen das Volumen der Ausnehmung (Öffnung) ausfüllt. Durch die entstandene Umformung des Zapfens„verkrallt" sich dieser in der Ausnehmung, so dass dadurch Oberteil und Unterteil in dem Sinne unlösbar miteinander verbunden sind, so dass sie nicht mehr relativ bewegbar zueinander angeordnet sind. Nur durch im Betrieb nicht auftretende und somit ungewöhnlich hohe Kräfte würde es möglich Unterteil und Oberteil voneinander zu trennen.
Bezugszeichenliste Both in the general description part and in the description of the figures, the term "opening" (denoted by the reference numeral 6 in the part of the figure descriptions) is used in the sense that in the upper part (general) and in the upper part 3 (according to FIG 1) in which the pin (general) or reference numeral 5 is introduced and deformed in the description of the figure, whereby the pin is formed by the lower part (general or lower part 2 in the exemplary embodiment) is also that the at least one recess in the lower part and the at least one corresponding pin part of the upper part is essential., It is essential that pin and recess (or opening) are coordinated so that the volume of the pin after forming the volume of the By the resulting deformation of the pin "digs" this in the recess, so that dadurc h upper part and lower part are inseparably connected to each other in the sense that they are no longer arranged relatively movable to each other. Only by not occurring in operation and thus unusually high forces, it would be possible to separate lower part and upper part of each other. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Kolbenrohling 1 piston blank
2 Unterteil 2 lower part
3 Oberteil 3 shell
4 Ring 4 ring
5 Zapfen 5 cones
6 Öffnung 6 opening
7 Kühlkanal 7 cooling channel
8 Trennebene 8 parting plane
9 Linie 9 line
10 Kolben 10 pistons
1 1 Ringnut 1 1 ring groove
12 Bolzenbohrung 12 pin hole
13 Brennraum x Maß vor dem Fügen y Maß nach dem Fügen α Winkel
13 Combustion chamber x dimension before joining y Dimension after joining α angle