SE508878C2 - Framställningsmetod för tudelad kolv och tudelad kolv som framställts med denna metod - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 (TI CD CD CO *šl CO sprickor som kan åstadkomma överdelens brott. En välkänd lös- ning av detta problem består i att förse kolven med en kamma- re, i vilken kylolja cirkulerar. I den delade kolven bildas denna kammare av ett urtag, eller spår, på omkretsen i över- delen och en skàl på kåpans ovansida. Kylmediet matas fram till kammaren med hjälp av i ett i motorns vevhus befintligt munstycke. Kolvens fram- och återgàende rörelse får oljan att stänka mot kammarväggen och därmed bortföra en del av värmen från överdelen, i synnerhet runt förbränningsskålen, Det finns för dieselmotorer en grundläggande princip som innebär att förbränningsskålens mitt i kolvöverdelen måste ligga i linje med bränsleinsprutningsmunstycket för att åstadkomma bästa möjliga förhållanden för förbränningsverk- ningsgraden. Bränsleinsprutningsmunstyckets placering i vissa dieselmotorer kräver således att förbränningsskålen ligger förskjuten i förhållande till kolvöverdelens centrumlinje. I sådana fall blir det nödvändigt att utforma kylkammaren pà ett sådant sätt att en effektiv kylning àstadkoms, d.v.s. tjockleken av kammarens inre vägg, som skiljer kammaren från förbränningsskålen, skall vara så liten och likformig som möjligt. Detta kräver att kylkammaren görs osymmetrisk i för- hållande till kolvens längdaxel. I vanliga delade kolvöverde- lar, där överdelens och stiftbussningarnas partier utgör en gemensam del blir anordningen av ett osymmetriskt spår i det nedre partiet endast möjligt, om delen framställs medelst gjutning. Denna gjutmetod har emellertid visat sig vara olämplig för framställning av överdelar med konstruktiva egenskaper som överensstämmer med de belastningar de utsätts för. Av detta skäl föredrar man idag avgjort smidesmetoden.

Denna metod medför emellertid nackdelar: det är inte möjligt att förse överdelens nedre parti med ett spår under smid- ningsmomentet och spåret måste således åstadkommas medelst maskinbearbetning och detta endast om en osymmetrisk kammare föreligger. En osymmetrisk kammare är ogenomförbar på grund av bearbetningssvårigheter, eftersom bearbetningsverktyget omöjligen kan komma in i det område som skall bearbetas. 10 75 20 25 30 35 Föreliggande uppfinning har angivit och utvecklat ett kon- cept, enligt vilket de en delad kolvs överdel bildande de- larna, d.v.s. det övre partiets och stiftbussningarnas parti framställs separata och därefter sammanfogas medelst svets- ning. Detta koncept beskrivs i den brasilianska patentansökan 8BO57l6.

Med stöd av detta koncept har här utformats en metod för att lösa problemet att åstadkomma ett osymmetriskt spår i överde- lens nedre parti i en delad kolv. Enligt föreliggande uppfin- ning utformas de partier som bildar en delad kolvs överdel, d.v.s. övre parti och stiftbussningarna, separata, ett osym- metriskt spår bearbetas in i överdelens nedre parti och efteråt sammanfogas överdelen med stiftbussningarna medelst svetsning.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är således en fram- ställningsmetod för en delad kolvs överdel, varvid kolvöver- delens nedre parti förses med ett omkretsspår som är osym- metriskt i förhållande till överdelens längdaxel.

Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är en delad kolvs överdel som är försedd med en förbränningsskål som pla- cerats osymmetrisk i förhållande till överdelens längdaxel, varvid undersidan av överdelens parti är försedd med ett om- kretsspår som är osymmetriskt i förhållande till överdelens längdaxel. Uppfinningens process àskádliggörs schematiskt i den bifogade ritningen, till vilken beskrivningens referens- siffror hänvisar för en föredragen utföringsform.

Enligt föreliggande uppfinning placeras och fastsätts ett första i stort sett cylindriskt råämne 1 på en här icke visad bearbetningsenhet och passerar ett första bearbetningsmoment för att åstadkomma ett axiellt symmetriskt kringlöpande om- 'a'). kretsspår 5 på det första ämnets l undersida (moment Därefter flyttas det första, på bearbetningsenheten fastsatta 10 15 20 25 30 35 ämnet 1 ut från sin längdaxel och passerar ett andra bearbet- ningsmoment, under vilket ytterligare material borttages från endast en del av spåret 5 i delens l axiella riktning (steg 'b') på grund av ämnets excentriska läge i förhållande till bearbetningsverktyget. Vid behov kan ytterligare bearbet- ningsmoment genomföras (motsvarande stegen 'c' och 'd') hela tiden med ytterligare förflyttning av delen l tills spàrets 5 avsedda utformning åstadkommits.

Under parallella moment passerar ett andra råämne 2 bearbet- ning, varvid en av dess ändar förses med en ursvarvning och intill ursvarvningen med en avsmalning av kanten och defini- erar därmed en vulst 6.

Delarna l och 2 sammanfogas därefter medelst svetsning genom att lägga vulsten 6 an mot den första delens l nedre mittsida och bildar således den råa överdelen 3 av en tudelad kolv.

Den råa överdelen 3 passerar därefter avslutande bearbet- ningsmoment för att åstadkomma förbränningsskàlen 7, ring- spåren 8, vridstiftbussningarna 9 och vridstifthàlen 10 och bildar därmed den färdigt bearbetade överdelen 4.

I denna slutliga form framgår att förbränningsskålen 7 är placerad förskjuten i förhållande till överdelens 4 centrum- linje samt att den ringformiga vulsten ll mellan förbrän- ningsskålen 7 och urtaget 5 har i stort sett likformig tjock- lek, vilket möjliggör en optimal värmebortledning från denna region.

Här bör dessutom observeras att med mindre bredd i det osym- metriska spåret och en större önskad osymmetri erfordras ett större antal bearbetningsmoment för att åstadkomma det osym- metriska spåret.

Efter förbränningsskålens bearbetning i överdelens parti kom- mer spàrets inre vägg att bli koncentrisk med förbrännings- skàlen och tillsammans med förbränningsskålens vägg begränsa 10 15 20 25 509. 378 en ringformig vulst med minskad och likformig tjocklek, en egenskap som främjar effektiv och likformig kylning av detta parti av kolvöverdelen.

Den föredragna metoden för att sammanfoga de båda delarna som bildar kolvöverdelen utgörs av friktionssvetsningsmetoden som åstadkommer en sammanfogning utan att förorsaka material- smältning av något av materialen som skall svetsas. Frik- tionssvetsningsmetodens fördel består i frånvaron av krymp- ningsporositeter, eftersom ingen vätskefas bildas under svetsningsmomentet, vilket i sin tur förhindrar struktur- förändringar i delarnas material som svetsas mot varandra.

Andra metoder kan emellertid användas för att genomföra (MIG), hårdme- elektrodsvetsning, svetsningen, såsom metallskyddsgassvetsning (TIG), elektrisk bågsvetsning eller lasersvetsning. tallgassvetsning smältsvetsning, Den beskrivna och åskàdliggjorda utföringsformen är den före- dragna men är inte begränsande, och givetvis är andra utfö- ringsformer möjliga inom uppfinningens anda och ram. Det andra råämnet 2 kan således exempelvis utgöras av en gjuten, smidd eller även sintrad del som redan fått sin slutliga pro- fil för att sammanfogas med del 1, varigenom bearbetningsmo- menten för att åstadkomma urtaget och vulsten i del 2 kan utgå.

Claims (10)

15 20 25 30 35 Patentkrav

1. Förfarande för framställning av en tudelad kolvöverdel, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar stegen att åstadkomma ett första ämne (1) med en huvudsakligen cylindrisk form; att bearbeta fram ett axelsymmetriskt runt om gående spår (5) i undersidan av det första ämnet (1) tätt intill dess kant; att förflytta det första ämnet (1) från längdaxeln på vilken det runt om gående spåret (5) bearbetades; att avlägsna ytterligare material från en innervägg på det runt om gående spåret (5) genom åtminstone en ytterligare bearbetningsoperation; (2): att på en yta av det andra ämnet (2) bilda en cirkulär att åstadkomma ett andra ämne upphöjd vulst (6) omgivande en urtagning; att sammanfoga undersidan av det första ämnet (1) med en yta på det andra ämnet (2) genom att placera det andra ämnets vulst (6) mot undersidan av det första ämnet, varvid de för- sta och andra ämnena sammanfogas och bilda en rå överdel (3) på kolven; och att den råa överdelen (3) bearbetas ytterligare för att (7), koncentrisk med innerväggen på det runt om gående spåret (5), (8), och vridstifthål (10). åstadkomma en förbränningsskàl axiellt förskjuten och ringspär stiftbussningar (9)

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar stegen att bearbeta en ände av det andra ämnet (2) för att bilda en urtagning, en avsmalnad ytterdiameter och en cirkulär vulst (6) däremellan.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a t av att det första ämnet (1) sammanfogas med det andra ämnet (2) genom svetsning. 70 75 20 25 30 35 LT! CI) CO

4. Förfarande enligt krav 3, k à n n e t e c k n a t av att svetsningen är friktionssvetsning.

5. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att det första ämnet (1) placeras på en hållaranordning före det första bearbetningssteget och att hållaranordningen förflyt- tas före avlägsnandet av material från det runt om gående spåret (5) operationen. genom den åtminstone en ytterligare bearbetnins-

6. Förfarande enligt krav 1 eller 5, k ä n n e t e c k - n a t av att avlägsnandet av material genomförd medelst åtminstone den en ytterligare bearbetningsoperationen utföres på både inner- och ytterväggarna hos spåret (5) hos det förs- ta ämnet (l).

7. Tudelad kolvöverdel för förbränningsmotorer, k ä n n e - t e c k n a d av att den innefattar ett huvudsakligen cy- lindriskt första ämne (1) med ett axelsymmetriskt runt om gående spår (5) med en yttervägg, en innervägg och bredd däremellan på undersidan, tätt intill dess kant, varvid in- nerväggsytan på det runt om gående spåret (5) uppvisar varia- bel bredd över åtminstone en del av spåret, och en urtagen förbränningsskål (7) anordnad i översidan, axiellt förskjuten och koncentrisk med innerväggen på det runt om gående spåret (5). yta med en cirkulär upphöjd vulst (6) samt ett huvudsakligen cylindriskt andra ämne (2) med en omgivande en urtagning däri, varvid det första ämnet (1) är sammanfogat med nämnda en yta på det andra ämnet (2) genom placering av undersidan på det första ämnet mot vulsten (6) på det andra ämnet, och varvid de sammanfogade första och andra ämnena bildar den råa överdelen (3) hos den tudelade kolvöverdelen.

8. Kolvöverdel enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar ringspår (8), och vrid- stifthål (10). stiftbussningar (9) (TI 38 8-78

9. Kolvöverdel enligt krav 7 eller 8, k ä n n e t e c k - n a d av att den vidare innefattar en ände på det andra ämnet (2) med en urtagning däri, en avsmalnad ytterdiameter och en cirkulär vulst (6) däremellan.

10. Kolvöverdel enligt något av kraven 7 till 9, k ä n n e - t e c k n a d av att innerväggarna pà det runt om gående spåret (5) och förbränningsskàlen (7) bildar en ringformig omgivande vulst (ll) med huvudsakligen enhetlig tjocklek.