JP4597997B2 - 内燃機関のためのピストンを作製する方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の、内燃機関のためのピストンを作製する方法に関する。

旧東ドイツ特許第１４２３７２号明細書につき、アルミニウムより成るピストンを作製することが公知であり、この場合に、鋳込み法でアルミニウムベース、及び特にアルミニウムから、ピストン縁部領域を補強するためのリングエレメントが作製される。この場合リングエレメント内には冷却通路のための切欠きが加工される。これに続いてベースには鋼リングが溶接され、次いでこの鋼リングを設けられたベースにリングエレメントが溶接される。最後の作業段階では前記鋼リング内にシールリングのためのピストンリング溝が成形される。この場合には作製方法の複雑さが欠点である。

従来技術のこれらの欠点を阻止することが本発明の課題である。この課題は、請求項１の特徴部に記載の特徴により解決される。

アルミニウムピストンを作製する方法の著しい簡易化が、リングエレメントが複合鋳込み法で作製され、この場合に一体成形された冷却通路を有するリング支持体がリングエレメント内へ鋳込まれる。

次に本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。

図１は、内燃機関のためのピストン１を、２つの半割部から成る断面図で示しており、この断面図の左側の半割部はボス孔３の長手方向軸線２に沿ったピストン１の断面図を示しており、右側の半割部は、これに対して９０°だけずらされたピストン１の断面図を示している。

ピストン１は、基本的に円筒形のベース４から成っており、このベース４の１端面はピストンヘッド５を形成している。このピストンヘッド５の半径方向外側の領域内には、本実施例では横断面図で見て長方形の切欠き２２が成形されており、この切欠き２２内にはリングエレメント６が圧入されている。ピストンヘッド５の中央領域内には燃焼室７が配置されている。さらに前記ベース４は、ピストンヘッド５に向いていない下側に、ボス孔３のためのピンボス８と、これらのピンボス８を互いに接続するシャフトエレメント９を有している。前記リングエレメント６は、シールリング（図示していない）のためのリング溝１１を備えたリング支持体１０を有している。

ニレズシトより成るリング支持体１０の、半径方向内側に位置する円筒形の面１２には、基本的に円環状の、断面図で見てＣ字形の、半径方向外側に開かれた、鋼薄板より作製された冷却通路１５の自由な脚部１３，１４が溶接されている。この冷却通路１５とピストン内側１９との間に設けられた流入及び流出開口（図示していない）を介して、冷却オイルを冷却通路１５内へ導入し、次いで再び導出することができる。

さらにリングエレメント６内には、シャフトエレメント９の方向にリング支持体１０に接続する別のリング溝１６が成形されている。オイルリング溝１７がリングエレメント６の近傍に、ベース４の外周面１８内に配置されている。

ベース４もリングエレメント６もアルミニウムより成っており、この場合にベース４には鍛造により望ましい形状が付与され、これに対してリングエレメント６は鋳込み法により作製される。この場合に複合鋳込み法で、冷却通路１５を備えたリング支持体１０がリングエレメント６内へ鋳込まれる。別の作業工程ではベース４とリングエレメント６とが互いに溶接され、この場合、有利には電子ビーム・溶接法が用いられる。この場合に、本実施例によれば、半径方向に位置する溶接継ぎ目２０及び軸線方向に配置された溶接継ぎ目２１が生じる。最後の作業工程では、ピストン１に、切削による製造法、例えば旋削により、望ましい最終形状が付与される。

図２には、ピストヘッド５の縁部領域の拡大した断面図が、アルミニウムより成るリングエレメント６と、このリングエレメント６内に鋳込まれた、冷却されたリング支持体１０とを示しており、このリング支持体１０は、半径方向外側にはシールリングのためのリング溝１１を有しており、半径方向内側には冷却通路１５を有している。リングエレメント６内に位置する別のリング溝１６及びベース４内に成形されたオイルリング溝１７もよく見ることができる。

図３に例として示した、本発明の別の実施例によれば、切欠き２２が次のように成形されていてよい、すなわち、環状の溶接継ぎ目２１がピストン長手方向軸線に向かって傾斜しており、ピストンヘッド５に向かって円錐状に延びており、溶接継ぎ目２０が、例えばボス孔３に向かって、半径方向の配向とは異なる配向を有しているように成形されていてよい。

本発明によるアルミニウム・リングエレメントを有する、９０°だけずらされたピストンの長手方向断面図を示す２つの半部から成る、内燃機関のためのピストンの断面図である。 リングエレメントを有するピストンヘッドの縁部領域を拡大して示す断面図である。 本発明の実施例の断面図である。

符号の説明

１ ピストン、 ２ 長手方向軸線、 ３ ボス孔、 ４ ベース、 ５ ピストンヘッド、 ６ リングエレメント、 ７ 燃焼室、 ８ ピンボス、 ９ シャフトエレメント、 １０ リング支持体、 １１ リング溝、 １２ リング支持体１０の面、 １３，１４ 脚部、 １５ 冷却通路、 １６ リング溝、 １７ オイルリング溝、 １８ 外周面、 １９ ピストン内側、 ２０，２１ 溶接継ぎ目、 ２２ 切欠き

Claims (4)

1. 内燃機関のためのピストン（１）を作製する方法であって、
   アルミニウムより成る、基本的に円筒形のベース（４）が設けられており、該ベース（４）の一方の端面が、ピストンヘッド（５）を形成しており、
   ベース（４）の、ピストンヘッド（５）に向いていない下側に配置された、ボス孔（３）を有するピンボス（８）が設けられており、
   該ピストンボス（８）を互い接続するシャフトエレメント（９）が設けられている形式のものにおいて、
   ベース（４）を鍛造法で作製し、ピストンヘッド（５）の半径方向外側の縁部領域内に切欠き（２２）を成形し、
   ニレジストより成るリング支持体（１０）の、半径方向内側に位置する円筒形の面（１２）に、基本的に円環状の、断面図で見てＣ字形の、半径方向外側へ開かれた、鋼薄板より製造された冷却通路（１５）を溶接し、
   冷却通路（１５）を設けられたリング支持体（１０）を、複合鋳込み法で、アルミニウムより成るリングエレメント（６）内へ鋳込み、該リングエレメント（６）に、前記切欠き（２２）内に適合するような形状を付与し、
   リングエレメント（６）を切欠き（２２）内へ圧入し、ベース（４）に溶接し、
   ピストン（１）に、切削による製造方法により最終形状を付与する、
   ことを特徴とする、内燃機関のためのピストン（１）を作製する方法。
2. ピストンヘッド（５）の半径方向外側の縁部領域内に、断面図で見て長方形の切欠き（２２）を成形し、リングエレメント（６）に、前記切欠き（２２）内に適合するような、断面図で見て長方形の形状を付与する、請求項１記載の、内燃機関のためのピストン（１）を作製する方法。
3. リングエレメント（６）に、該リングエレメント（６）の半径方向内側に位置する表面が、ベース（４）と共に、ピストンヘッド（５）に向かって円錐状に延びる溶接継ぎ目（２１）を形成するような形状を付与する、請求項１記載の、内燃機関のためのピストン（１）を作製する方法。
4. リングエレメント（６）に、該リングエレメント（６）の、ボス孔（３）の方向に軸線方向に位置する表面が、ベース（４）と共に溶接継ぎ目（２０）を形成しており、該溶接継ぎ目（２０）が、半径方向の配向とは異なる配向を有する形成するような形状を付与する、請求項１又は３記載の、内燃機関のためのピストン（１）を作製する方法。

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