WO2000045038A1 - Leichter kastenkolben - Google Patents

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Wolfgang Issler
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Mahle Gmbh
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/101—Permanent cores
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/16—Pistons  having cooling means
    • F02F3/20—Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
    • F02F3/22—Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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    • F02F3/20—Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
    • F02F3/22—Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
    • F02F3/225—Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid the liquid being directed into blind holes

Definitions

  • the invention relates to a light box piston according to the preamble of claim 1 and claim 5.
  • Such a piston is known from JP-U 64-25446.
  • This piston - which in itself can be described as a light piston - should become even lighter.
  • Weight is saved due to the cavities above the pin hubs, which are produced with the aid of arc-shaped quills, without the strength of the hub support being significantly impaired.
  • the heat flow for bolt support is influenced.
  • the heat dissipation from the piston can be improved by designing the channel as a through-opening through which oil flows.
  • the inlet opening created by the quill lies to the side of the pin hubs. Due to the narrower running surface on the counter pressure side, the curved sleeve can be arranged approximately at right angles to the axis of the hub bores (in the view from above).
  • the conventional casting machines which only have linear movements of the Kokil- Allow oil parts to be retrofitted with devices for pivoting the quills.
  • These are pivotable side trains arranged on a circular path, each of which has an arcuate core part that tapers in cross section.
  • the taper is necessary to allow the arched core part to be shaped.
  • An angle of approx. 6 can be selected as the bevel for the core part.
  • the bevel can be dispensed with, since the salt core can be rinsed out and removed with water, as is also the case with cooling ducts, so it does not have to be pulled out of the cast piston like a quill.
  • Fig. 1 the piston according to the invention in a front view, left section
  • FIG. 2 shows the piston of FIG. 1 in the sections indicated there
  • Fig. 3 shows the piston in longitudinal section at the level of the curved channel.
  • a box piston 1 has a running surface 2 on the pressure side, the width of which in the circumferential direction is greater than the width of the counter-pressure side running surface 3.
  • Connecting walls 4 and 4 ' run approximately in the pressure-counter-pressure direction between the pin bosses 5 and the running surfaces 2 and 3. Outside the connecting wall 4' and at an angle next to it
  • the hub zenite begins on the counter-pressure side with an arc-shaped channel 6 tapering in the direction of the pressure side, which for the most part runs above the pin hub in the pressure-counter-pressure direction.
  • the channel 6 can end as a blind hole or be continuous.

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Abstract

Bei einem Kastenkolben mit druck- und gegendruckseitig ungleich breiter Lauffläche soll das Gewicht vermindert werden. Hierzu weist der Kolben mindestens einen, giesstechnisch unter Anwendung von gebogenen Pinolen hergestellten, zumindest teilweise oberhalb der Bolzennaben liegenden gebogenen Kanal mit sich verjüngendem Querschnitt auf, der etwa in Druck-Gegendruck-Richtung verläuft.

Description

Leichter Kastenkolben
Die Erfindung betrifft einen leichten Kastenkolben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5.
Ein derartiger Kolben ist aus der JP-U 64-25446 bekannt. Dieser Kolben - der an sich schon als leichter Kolben bezeichnet werden kann - soll noch leichter werden.
Dieses Problem wird bei gattungsgemäßen Kolben durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche .
Durch die mit Hilfe von bogenförmigen Pinolen erzeugten, oberhalb der Bolzennaben liegenden Hohlräume wird Gewicht eingespart, ohne daß die Festigkeit der Nabenabstützung wesentlich beeinträchtigt wird. Gleichzeitig wird der Wärmeabfluß zur Bolzenabstützung beeinflußt. Bei geeigneter Anordnung von Kühlöldüsen kann die Wärmeabfuhr aus dem Kolben verbessert werden, indem der Kanal als öldurchströmte Durchgangsöffnung ausgeführt wird.
Dabei liegt die von der Pinole erzeugte Eintrittsöffnung seitlich neben den Bolzennaben. Bedingt durch die auf der Gegendruckseite schmalere Lauffläche kann die gebogene Pinole etwa rechtwinklig zur Achse der Nabenbohrungen verlaufend (in der Ansicht von oben) angeordnet werden.
Zur Herstellung des gekrümmten Kanals müssen die konventionellen Gießmaschinen, die nur lineare Bewegungen der Kokil- lenteile zulassen, mit Vorrichtungen zum Verschwenken der Pinolen nachgerüstet werden. Dabei handelt es sich um auf einer Kreisbahn angeordnete, schwenkbare Seitenzüge, die jeweils ein im Querschnitt sich verjüngendes bogenförmiges Kernteil tragen.
Die Verjüngung ist notwendig, um ein Ausformen des bogenförmigen Kernteiles zu ermöglichen. Als Anzugsschräge für o das Kernteil kann ein Winkel von ca. 6 gewählt werden.
Bei einer Herstellung mittels Salzkernen gemäß Anspruch 5 anstelle von Pinolen kann auf die Anzugsschräge verzichtet werden, da der Salzkern wie auch bei Kühlkanälen üblich mit Wasser ausgespült und entfernt werden kann, also nicht wie eine Pinole aus dem gegossenen Kolben gezogen werden muß.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 den erfindungsgemäßen Kolben in Vorderansicht, links geschnitten
Fig. 2 den Kolben nach Fig. 1 in den dort angegebenen Schnitten
Fig. 3 den Kolben im Längsschnitt auf Höhe des gekrümmten Kanals .
Ein Kastenkolben 1 hat druckseitig eine Lauffläche 2, deren Breite in Umfangsrichtung größer ist als die Breite der ge- gendruckseitigen Lauffläche 3.
Verbindungswände 4 und 4 ' verlaufen etwa in Druck-Gegendruck-Richtung zwischen Bolzennaben 5 und den Laufflächen 2 und 3. Außerhalb der Verbindungswand 4 ' und schräg neben dem Nabenzenit beginnt gegendruckseitig ein sich in Richtung Druckseite verjüngender bogenförmiger Kanal 6, der etwa in Druck-Gegendruck-Richtung verlaufend zum Großteil oberhalb der Bolzennabe liegt.
Dabei kann der Kanal 6 als Sackloch enden oder durchgehend ausgeführt sein.

Claims

Patentansprüche
1. Leichter Kastenkolben (1) mit einer druckseitigen Lauffläche (2) und einer gegendruckseitigen Lauffläche (3), wobei die Breite der Lauffläche auf der Druckseite (2) in Umfangsrichtung gesehen größer ist als die der Lauffläche (3) auf der Gegendruckseite und wobei die etwa in Druck-Gegendruck-Richtung verlaufenden Verbindungswände (4, 4') zwischen den Laufflächen (2,3) und den Bolzennaben (5) auf der Druckseite einen größeren Abstand zur in Druck-Gegendruck-Richtung verlaufenden Mittelachse des Kolbens (1) aufweisen als auf der Gegendruckseite , dadurch gekennzeichnet, daß der Kastenkolben (1) mindestens einen gießtechnisch unter Anwendung von gebogenen Pinolen hergestellten, zumindest teilweise oberhalb der Bolzennaben (5) liegenden gebogenen Kanal (6) aufweist, der etwa in Druck- Gegendruck-Richtung verläuft, dessen Querschnitt sich verjüngt und dessen größter Querschnitt von der Bolzenachse aus gesehen in Richtung Gegendruckseite liegt .
2. Leichter Kastenkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (6) als Durchgangsöffnung ausgeführt ist.
3. Leichter Kastenkolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gießtechnisch als Sackloch hergestellte Kanal (6) durch spanende Bearbeitung als Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Leichter Kastenkolben nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (6) zwecks Kühlung des Kolbens als ölführender Kanal ausgebildet ist.
Leichter Kastenkolben (1) mit einer druckseitigen Lauffläche (2) und einer gegendruckseitigen Lauffläche (3), wobei die Breite der Lauffläche auf der Druckseite (2) in Umfangsrichtung gesehen größer ist als die der Lauffläche (3) auf der Gegendruckseite und wobei die etwa in Druck-Gegendruck-Richtung verlaufenden Verbindungswände (4, 4') zwischen den Laufflächen (2,3) und den Bolzennaben (5) auf der Druckseite einen größeren Abstand zur in Druck-Gegendruck-Richtung verlaufenden Mittelachse des Kolbens (1) aufweisen als auf der Gegendruckseite , dadurch gekennzeichnet, daß der Kastenkolben (1) mindestens einen gießtechnisch unter Anwendung von gebogenen Salzkernen hergestellten, zumindest teilweise oberhalb der Bolzennaben (5) liegenden Kanal (6) aufweist, der etwa in Druck-Gegendruckrichtung verläuft.
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