WO2002027174A1 - Verfahren zur herstellung einer muldenrandverrundung an einem kolben - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer muldenrandverrundung an einem kolben Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a trough edge rounding on a piston for direct-injection diesel engines according to the preamble of claim 1.
  • Such trough edge roundings are produced by turning the trough edge when the trough is turned out and serve to avoid stress concentrations.
  • S-stroke rounding cf. z. B. in DE 4326978, Fig. 1 and 2.
  • This simple processing solution has the disadvantage that the particle emissions increase due to the increasing volume of damage.
  • the invention is therefore concerned with the problem of using a generic method to produce a suitable rounding, even with the valve recesses inclined relative to the piston head, without significantly increasing the damage volume.
  • Fig. 1 is a plan view of a piston with four valve niches, the trough edge being rounded only in the area next to the valve niches
  • FIG. 2 shows a section along line F-F from FIG. 1
  • FIG. 3 shows the implementation of the method according to the invention on the piston from FIG. 1.
  • these sharp-edged trough edge areas are rounded in a separate operation, regardless of the previous - or, if necessary. also subsequent - machining of the bowl edge areas lying next to the valve recesses.
  • Either the piston or the machining tool is tilted so that the axis B of the rounding tool C is perpendicular or at least approximately perpendicular to the plane forming the base area of the valve recess.
  • the angle between the piston longitudinal axis A and the axis B of the machining tool or the perpendicular to the valve niche G is designated E in the drawings.
  • the cutting edges of the machining tool are guided in one or more planes parallel to the inclined base surface of the valve recess.

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Abstract

Bei einem Dieselkolben mit Verbrennungsmulde und schief zum Kolbenboden liegenden Ventilaussparungen soll eine Muldenrandverrundung hergestellt werden, die die Partikelemissionen nicht wesentlich erhöht. Hierzu wird der Muldenrand im Bereich der Ventilaussparungen in einem gesonderten Bearbeitungsgang verrundet, wobei die Schneiden des spangebenden Bearbeitungswerkzeugs in einer oder mehreren, zur geneigten Ventilaussparungsfläche parallelen Ebene bzw. Ebenen geführt werden.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER MULDENRANDVERRUNDUNG AN
EINEM KOLBEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Muldenrandverrundung an einem Kolben für direkteinspritzende Dieselmotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Muldenrandverrundungen werden durch eine Drehbearbeitung des Muldenrands beim Ausdrehen der Mulde erzeugt und dienen zur Vermeidung von Spannungskonzentrationen. Ventilaussparungen mit zur Ebene des Kolbenbodens geneigter Grundfläche, die sich mit der Verbrennungsmulde überschneiden, führen zu einer unzureichenden Verrundung des Muldenrands im Bereich der Ventilaussparungen. Als Lösung für das Problem einer unzureichenden Verrundung des Muldenrands ist es schon bekannt, die Muldenrandverrundung als sogenannte S-Schlagverrundung auszuführen, vgl. z. B. in der DE 4326978, Fig. 1 und 2. Diese von der Bearbeitung her einfache Lösung hat den Nachteil, daß durch das zunehmende Schadvolumen die Partikelemissionen ansteigen.
Die Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, mit einem gattungsgemäßen Verfahren eine - auch bei relativ zum Kolbenboden schräggestellten Ventilaussparungen - ausreichende Verrundung herzustellen, ohne das Schadvolumen wesentlich zu erhöhen.
Dieses Problem wird gelöst durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1. Durch die Führung der die Verrundung erzeugenden Schneide des spangebenden Bearbeitungswerkzeugs parallel zur Ebene der Ventilaussparung wird dort eine ausreichende und gleichmäßige Verrundung erzeugt .
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht eines Kolbens mit vier Ventilnischen, wobei der Muldenrand nur im Bereich neben den Ventilnischen verrundet ist
Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie F-F aus Fig. 1
Fig. 3 die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens an dem Kolben aus Fig. 1.
Wie aus Fig. 1 erkennbar liegt zunächst nur eine Verrundung des Muldenrands im Bereich V neben den Ventilaussparungen vor, da die tiefer liegenden, schräg gestellten Ventilaussparungen nicht bzw. nur teilweise von der Drehbearbeitung des Muldenrands erfasst werden.
Es verbleiben daher wie in Fig. 2 erkennbar scharfkantige, nicht verrundete Muldenrandbereiche im Bereich der Ventilaussparungen, die zu Spannungskonzentrationen führen.
Gemäß Fig. 3 werden diese scharfkantigen Muldenrandbereiche in einem getrennten Arbeitsgang verrundet, unabhängig von der vorhergehenden - oder ggfs . auch nachfolgenden - Bearbeitung der neben den Ventilaussparungen liegenden Muldenrandbereiche . Dabei wird entweder der Kolben oder das Bearbeitungswerkzeug schräggestellt, sodaß die Achse B des Verrundungs- Werkzeugs C senkrecht oder zumindest annähernd senkrecht zu der die Grundfläche der Ventilaussparung bildenden Ebene steht. Der Winkel zwischen der Kolbenlängsachse A und der Achse B des Bearbeitungswerkzeugs bzw. der Senkrechten zur Ventilnische G ist in den Zeichnungen mit E bezeichnet.
Unabhängig davon, ob der Kolben oder das Werkzeug schräggestellt werden, werden beim Verrunden der radial innen an die Ventilausparungen angrenzenden Muldenrandbereiche die Schneiden des spangebenden Bearbeitungswerkzeugs in einer oder mehreren, zur geneigten Grundfläche der Ventilaussparung parallelen Ebenen geführt .

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung einer Muldenrandverrundung an einem Kolben für direkteinspritzende Dieselmotoren, der Ventilaussparungen aufweist, deren Grundfläche um einen bestimmten Winkel zur Ebene des Kolbenbodens geneigt ist, und wobei die Muldenrandbereiche neben den Ventilaussparungen eine durch eine spangebende Bearbeitung erzeugte Muldenrandverrundung aufweist, dadurch gekennzeichne , daß im Bereich der Ventilaussparungen eine in einem getrennten Bearbeitungsgang erzeugte, verglichen mit der ersten Muldenrandverrundung tiefer in der Mulde liegende zweite Muldenrandverrundung vorgenommen wird und daß beim Verrunden des Muldenrands im Bereich der Ventilaussparungen die Schneide bzw. die Schneiden des spangebenden Bearbeitungswerkzeugs (C) in einer oder mehreren, zur geneigten Ventilaussparungsgrundfläche zumindest annähernd parallelen Ebene bzw. Ebenen geführt wird bzw. werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne , daß die Muldenrandverrundung der in den Ventilaussparungen liegenden Muldenrandbereiche vor der Muldenrandverrundung der neben den Ventilaussparungen liegenden Muldenrandbereiche vorgenommen wird.
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