DE102007052498A1 - Manufacturing forged piston for internal combustion engine with piston shaft and piston head, comprises inserting holder for insert parts into a casting mold, fixing the insert part in the holder by retaining means, and casting a cast part - Google Patents

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Abstract

The method for manufacturing a forged piston for an internal combustion engine with a piston shaft and a piston head having a piston top and a ring part, comprises inserting a holder (16) for insert parts (20) into a casting mold (11), fixing the insert part in the holder by a retaining means (22), casting a cast part, in which a fluid material (14) is supplied to the casting mold by a feeding device (13), cooling the cast part, removing the cast part from the casting mold and if necessary separating a blank, and forging the cast part and/or the blank in several stages to a piston blank. The method for manufacturing a forged piston for an internal combustion engine with a piston shaft and a piston head having a piston top and a ring part, comprises inserting a holder (16) for insert parts (20) into a casting mold (11), fixing the insert part in the holder by a retaining means (22), casting a cast part, in which a fluid material (14) is supplied to the casting mold by a feeding device (13), cooling the cast part, removing the cast part from the casting mold and if necessary separating a blank, forging the cast part and/or the blank in several stages to a piston blank, and finishing the piston blank to a piston. The holder has a recess for receiving the retaining means and is used in the form of two steel strips provided with recesses. The retaining means is radially and/or transversely connected and outwardly aligned with the insert part. Steel pins are used as the retaining means. A salt core for a cooling channel and/or a ring carrier is used as insert part. The retaining means is connected with the ring carrier and the salt core. The casting mold is suitable for carrying out a continuous compound casting method for producing cast strands with molded insert part and with a core material. The holder is inserted into the casting mold, so that it protrudes over the feeding device and then continuously runs along with the cast strand. The insert parts are fixed above the feeding device in the holder, and in a defined distance to each other in the holder. The blank is separated by separating of the cast strand. During the separation of the blank, the retaining means is used for defining a separation level. A cladding material surrounds the core material. The insert parts are molded to each other in equal distance and partially molded in the cladding material. A wear-resistance material is used as cladding material and the heat-resistance material is used as core material. The separated blank is subjected to a single- or multi-step isothermal forging process. Independent claims are included for: (1) a forged piston for an internal combustion engine; and (2) a device for manufacturing a forged piston for an internal combustion engine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor mit einem Kolbenschaft und einem einen Kolbenboden und eine umlaufenden Ringpartie aufweisenden Kolbenkopf. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen mit einem solchen Verfahren herstellbaren Kolben sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.The The present invention relates to a process for producing a Piston for an internal combustion engine with a piston skirt and one having a piston crown and a circumferential ring portion Piston head. The present invention further relates to a Such a method producible piston and a device to carry out such a method.

Ein geschmiedeter Kolben ist bspw. aus der DE 103 11 150 A1 bekannt. Dort wird der Kolben aus einem ersten Rohteil mit mindestens einer ebenen Stirnfläche aus oxidationsbeständigem Stahl und einem zweiten zylindrischen Rohteil mit mindestens einer ebenen Stirnfläche aus warmschmiedbarem Stahl beschrieben. Die beiden Rohteile werden durch Schmieden zu einem Kolbenrohling geformt. Der fertige Kolben besteht im Ergebnis im Bereich des Kolbenkopfs bis zur ersten Kolbenringnut aus dem oxidationsbeständigen Stahl.A forged piston is, for example, from the DE 103 11 150 A1 known. There, the piston is described from a first blank having at least one flat end face made of oxidation-resistant steel and a second cylindrical blank having at least one flat face made of hot forme steel. The two blanks are formed by forging to a piston blank. The finished piston is the result in the region of the piston head to the first piston ring groove made of oxidation-resistant steel.

Generell ist es wünschenswert, zur Vermeidung von Werkstofffehlern wie Lunker- und Oxidbildung aus Stranggussabschnitten oder Einzelgussteilen durch Umformen geschmiedete Kolben einzusetzen. Dies gilt insbesondere für hoch belastete oder mit komplexer Geometrie ausgeführte Kolben für Ottomotoren, aber ebenso auch für Dieselmotor-Kolben mit thermisch hoch belastetem Muldenrand. Das Problem hierbei ist, dass geschmiedete Kolben nicht mit Kühlkanälen oder Ringträgern versehen werden können.As a general rule It is desirable to avoid material defects such as voids and oxide formation from continuous casting sections or single castings to use forged pistons by forming. This is especially true for highly loaded or complex geometry Pistons for gasoline engines, but also for diesel engine pistons with thermally highly loaded bowl rim. The problem here is that forged pistons not with cooling channels or Ring carriers can be provided.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiterzubilden, dass geschmiedete Kolben hergestellt werden können, die einen Kühlkanal und/oder einen Ringträger aufweisen.The Object of the present invention is therefore a generic To develop a method such that forged pistons produced can be a cooling channel and / or a Have ring carrier.

Die Lösung besteht in einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie in einem Kolben mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19. Erfindungsgemäß ist somit ein Verfahren mit den folgenden Schritten vorgesehen: Einlegen mindestens einer Haltevorrichtung für mindestens ein Einlegeteil in eine Gießform; Fixieren des mindestens einen Einlegeteils mittels mindestens eines Haltemittels in der mindestens einen Haltevorrichtung; Gießen eines Gussteils, indem flüssiger Werkstoff über eine Zuführeinrichtung der Gießform zugeführt wird; Abkühlen des Gussteils; Entnehmen des Gussteils aus der Gießform und ggf. Abtrennen eines Kolbenrohlings; Schmieden des Gussteils bzw. des Kolbenrohlings in einer oder mehreren Stufen zu einem Kolben; Fertigbearbeiten des Kolbens. Der erfindungsgemäße Kolben zeichnet sich dadurch aus, dass es sich um einen geschmiedeten Kolben handelt, der mindestens einen Ringträger und/oder einen Kühlkanal aufweist. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 23.The Solution consists in a procedure with the characteristics of the Patent claim 1 and in a piston with the features of the claim 19. According to the invention thus a method with the following steps: inserting at least one holding device for at least one insert in a mold; Fixing the at least one insert by means of at least one Holding means in the at least one holding device; to water of a casting by adding liquid material over a feeder is supplied to the mold; Cooling the casting; Remove the casting from the Casting mold and optionally separating a piston blank; Forge the casting or the piston blank in one or more stages to a piston; Finishing the piston. The inventive Piston is characterized by the fact that it is a forged Piston, the at least one ring carrier and / or has a cooling channel. Subject of the present invention is also a device having the features of the claim 23rd

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, einen geschmiedeten Kolben herzustellen, der einen Kühlkanal und/oder mindestens einen Ringträger aufweist. Damit können Kolben mit optimierten thermischen bzw. mechanischen Eigenschaften hergestellt werden. Im Ergebnis werden erfindungsgemäß geschmiedete Kolben erhalten, die für einen wesentlich breiteren Anwendungsbereich in unterschiedlichsten Motortypen geeignet sind.With The method according to the invention makes it possible to to make a forged piston, which has a cooling channel and / or at least one ring carrier. With that you can Piston with optimized thermal or mechanical properties getting produced. As a result, forged according to the invention Pistons obtained for a much broader scope are suitable in a wide variety of engine types.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.advantageous Further developments emerge from the subclaims.

Vorzugsweise kommt eine Haltevorrichtung zum Einsatz, die mindestens eine Aussparung zur Aufnahme des mindestens einen Haltemittels aufweist. Geeignet ist bspw. eine Haltevorrichtung in Form mindestens zweier mit in gleich beabstandet angebrachten Aussparungen versehener Bänder, insbesondere Stahlbänder, in welche die Einlegeteile bequem eingesetzt werden können. Die Bänder können bspw. als Lochbleche ausgebildet sein.Preferably If a holding device is used, the at least one recess For receiving the at least one holding means. Suitable is, for example, a holding device in the form of at least two with in equally spaced mounted recesses provided bands, in particular Steel bands in which the inserts are conveniently used can be. The bands can, for example. be designed as perforated plates.

Das mindestens eine Haltemittel wird zweckmäßigerweise radial und/oder schräg nach außen ausgerichtet mit dem mindestens einen Einlegeteil verbunden, um dieses sicher in der Haltevorrichtung zu fixieren. Hierfür können insbesondere mindestens zwei Stifte, bspw. Stahlstifte, verwendet werden.The at least one holding means is expediently aligned radially and / or obliquely outwards connected to the at least one insert in order to secure this to fix in the fixture. For this purpose can in particular at least two pins, for example. Steel pins used become.

Als Einlegeteil können bspw. ein Salzkern für einen Kühlkanal oder mindestens ein Ringträger oder eine Kombination aus einem Salzkern und mindestens einem Ringträger dienen. Salzkerne für gegossene Kolben sind an sich bekannt und werden nach dem Fertigbearbeiten des Kolbens über Bohrungen durch mit Hochdruck eingebrachtes Wasser ausgespült. Der sich so ergebende Hohlraum bildet den Kühlkanal. Als Ringträger kommen insbesondere alfinierte NiResist-Ringträger in Betracht, wie sie für gegossene Kolben an sich bekannt sind.When Einlegeteil can, for example, a salt core for a Cooling channel or at least one ring carrier or a Combination of a salt core and at least one ring carrier serve. Salt cores for cast pistons are known per se and are after finishing the piston through holes through Rinsed with high pressure introduced water. Which thus resulting cavity forms the cooling channel. As a ring bearer come in particular alfinated NiResist ring carrier into consideration, as they are known for cast piston itself.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden sowohl ein Salzkern als auch ein Ringträger verwendet, wobei das mindestens eine Haltemittel sowohl mit dem Ringträger als auch mit dem Salzkern verbunden wird. Diese Maßnahme stellt sicher, dass der Salzkern und der Ringträger lagerichtig zueinander fixiert werden, bevor sie in die Haltevorrichtung eingesetzt werden.In In a preferred embodiment, both a salt core used as well as a ring carrier, wherein the at least a holding means with both the ring carrier and with the salt core is connected. This measure ensures that the salt core and the ring carrier in the correct position to each other be fixed before they are inserted into the holding device.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Anwendung bei an sich bekannten Stranggussverfahren. Mittels Stranggussverfahren werden Gießstränge erzeugt, in die beim erfindungsgemäßen Verfahren mit in gleichem Abstand aufeinander folgende Einlegeteile eingegossen werden. Hierzu werden bspw. eine oder mehrere Haltevorrichtungen so in die Gießform eingelegt, dass sie zunächst über die Zuführeinrichtung hinausragen und dann kontinuierlich mit dem Gießstrang mitlaufen. Die aufeinander folgenden Einlegeteile werden zweckmäßigerweise oberhalb der Zuführeinrichtung in der Haltevorrichtung fixiert, und zwar vorzugsweise derart, dass sie in definiertem Abstand zueinander in der Haltevorrichtung angeordnet werden. Insbesondere durch diese Maßnahmen können Rohlinge durch Abtrennen vom Gießstrang derart separiert werden, dass die an der Außenfläche der Rohlinge sichtbaren Haltemittel zur Definition der Trennebene verwendet werden. Auf diese Weise werden Rohlinge in reproduzierbar definierter Länge erhalten, deren eingegossene Einlegeteile zuverlässig in einer vorbestimmten Position innerhalb des Kolbenrohlings angeordnet sind.The inventive method is particularly suitable for use in known continuous casting process. By continuous casting casting strands are produced in the process of the invention in the same Ab stood successive inserts are poured. For this purpose, for example, one or more holding devices are inserted into the mold in such a way that they initially protrude beyond the feed device and then run continuously along with the cast strand. The successive inserts are expediently fixed above the feed device in the holding device, preferably in such a way that they are arranged at a defined distance from each other in the holding device. In particular, by these measures blanks can be separated by separation from the casting strand so that the visible on the outer surface of the blanks holding means are used to define the parting plane. In this way, blanks are obtained in reproducible defined length, the cast-in inserts are reliably arranged in a predetermined position within the piston blank.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in besonders vorteilhafter Weise zur Anwendung bei einem an sich bekannten kontinuierlichen Verbundstranggussverfahren, mit dem Gießstränge mit einem Kernwerkstoff und einem den Kernwerkstoff umgebenden Hüllwerkstoff hergestellt werden können. Die mit gleichem Abstand aufeinander folgenden Einlegeteile sollten hierbei in den Hüllwerkstoff eingegossen werden. Zweckmäßigerweise sollten der Kernwerkstoff und der Hüllwerkstoff hinsichtlich Gießtemperatur, Wärmeausdehnung und jeweiligem Erstarrungsverhalten, insbesondere Erstarrungsintervall, aufeinander abgestimmt sein, um Werkstofffehler während des Gießens zu vermeiden. Auf diese Weise können wesentlich mehr Werkstoffe miteinander verbunden werden, als dies mit im Stand der Technik bekannten Verfahren möglich ist, so dass die Festigkeits- und Verschleißeigenschaften verschiedener Bereiche des erfindungsgemäßen Kolbens wesentlich genauer eingestellt werden können als bisher.The inventive method is particularly suitable advantageous for use in a known continuous Composite continuous casting, with the casting strands with a core material and a surrounding material surrounding the core material can be produced. The same distance apart The following inserts should be poured into the cladding material become. Conveniently, the core material should and the envelope material with regard to casting temperature, Thermal expansion and respective solidification behavior, in particular Solidification interval, coordinated with each other, material defects to avoid during casting. In this way can connect significantly more materials together be possible than with methods known in the art is, so the strength and wear properties various areas of the piston according to the invention substantially can be set more precisely than before.

Als Hüllwerkstoff bzw. Kernwerkstoff können Legierungen auf der Basis von Kupfer, Magnesium, Aluminium oder Stahl verwendet werden. Aus all diesen Werkstoffen können in zahlreichen Kombinationen, auch in Leichtbauweise, Verbund-Stranggussteile herstellt werden, so dass für jeden Kolbentyp die gewünschten Festigkeits- bzw. Verschleißeigenschaften wesentlich genauer als bisher eingestellt werden können. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird als Hüllwerkstoff ein verschleißbeständiger Werkstoff und als Kernwerkstoff ein warmfester Werkstoff verwendet. Auf diese Weise können insbesondere die Verschleißfestigkeit der Ringpartie und die Warmfestigkeit des Kolbenbodens optimiert werden.When Hüllwerkstoff or core material can alloys used on the basis of copper, magnesium, aluminum or steel become. Out of all these materials can be found in numerous Combinations, also in lightweight construction, produces composite extruded parts so that for each piston type the desired Strength or wear properties much more accurate can be set as previously. In an advantageous Embodiment is a wear-resistant material as a wear-resistant material and uses a heat-resistant material as the core material. To this In particular, the wear resistance can the ring section and the heat resistance of the piston crown optimized become.

Der vom gegossenen Strang abgetrennte Rohling wird vorzugsweise einem ein- oder mehrstufigen isothermen Schmiedeverfahren zur Formung eines Kolbenrohlings unterzogen, um eine Beeinträchtigung des mindestens einen Einlegeteils besonders zuverlässig auszuschließen.Of the From the cast strand severed blank is preferably a single- or multi-stage isothermal forging process for forming a Flask blanks subjected to deterioration of the To exclude at least one insert particularly reliable.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung:One Embodiment of the present invention is in Below with reference to the accompanying drawings closer explained. They show in a schematic, not to scale Presentation:

1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Stranggussverfahrens; 1 an embodiment of a device according to the invention for carrying out a continuous casting process according to the invention;

2 ein Ausführungsbeispiel für zwei in einer Haltevorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 1 fixierte Einlegeteile im Schnitt; 2 an embodiment of two in a holding device of the device according to the invention after 1 fixed inserts in section;

3 die in 1 dargestellte Vorrichtung in einer Draufsicht; 3 in the 1 illustrated device in a plan view;

4 ein Ausführungsbeispiel eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren erfindungsgemäßen Kolbens im Schnitt. 4 an embodiment of a producible with the inventive method piston according to the invention in section.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Vorrichtung 10 für ein Stranggussverfahren. Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch als diskontinuierliches Verfahren ausgestaltet sein, bei dem jeder Rohling als Einzelteil mittels einer entsprechenden Vorrichtung (nicht dargestellt) hergestellt wird. 1 shows an embodiment of a device according to the invention 10 for carrying out the method according to the invention. This embodiment is a device 10 for a continuous casting process. Of course, the method according to the invention can also be designed as a discontinuous method, in which each blank is produced as a single part by means of a corresponding device (not shown).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 weist im Wesentlichen eine Gießform 11 auf, die in an sich bekannter Weise mit einer Kühlvorrichtung 12 versehen ist. Über eine Zuführeinrichtung 13 in Form einer Gießrinne wird kontinuierlich flüssiger Werkstoff 14 in die Gießform 11 gefüllt. Der Werkstoff 14 wandert in an sich bekannter Weise innerhalb der Gießform 11 in Richtung des Pfeils A, bis er zu einem Gießstrang 15 erstarrt ist, der aus der Gießform 11 austritt.The device according to the invention 10 essentially has a casting mold 11 on, in a conventional manner with a cooling device 12 is provided. About a feeder 13 in the form of a runner is continuously liquid material 14 in the mold 11 filled. The material 14 migrates in a conventional manner within the mold 11 in the direction of arrow A until it becomes a cast strand 15 is solidified, from the mold 11 exit.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 ist auch zur Durchführung eines Verbundstranggussverfahrens geeignet. Dabei wird in an sich bekannter Weise ein Gießstrang (nicht dargestellt) erzeugt, der aus einem Kernwerkstoff und einem den Kernwerkstoff umhüllenden Hüllwerkstoff besteht. Das Verbundstranggießen als solches ist bekannt, bspw. durch das Unternehmen Novelis (vgl. ALUMINIUM, 82 (2006), S. 953–957 ).The device according to the invention 10 is also suitable for carrying out a composite continuous casting process. In this case, a cast strand (not shown) is produced in a conventional manner, which consists of a core material and a cladding material enveloping the core material. Composite continuous casting as such is known, for example by the company Novelis (cf. ALUMINUM, 82 (2006), pp. 953-957 ).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zeichnet sich dadurch aus, dass in die Gießform 11 eine Haltevorrichtung 16 eingelegt ist. Im Ausführungsbeispiel besteht die Haltevorrichtung 16 aus zwei Lochblechstreifen 17a, 17b, wie sie auch in 2 und insbesondere in 3 in einer Draufsicht dargestellt sind. Die Lochblechstreifen 17a, 17b sind im Ausführungsbeispiel mit Aussparungen 18 versehen, die in definierten Abständen zueinander angeordnet sind. Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Durchführung eines Stranggussverfahrens oder eines Verbundstranggussverfahrens dient, ist es zweckmäßig, die Haltevorrichtung 16, wie in 1 dargestellt, so in die Gießform 11 einzulegen, dass sie über das obere Ende der Gießform hinaus ragt, da während des Stranggießprozesses die Haltevorrichtung 16 kontinuierlich in der Gießform 11 mit dem erstarrenden Gießstrang 15 mitläuft. Hierfür ist in an sich bekannter Weise eine Vorschubeinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen, die mit den Lochblechstreifen 17a, 17b in Wirkverbindung steht. Falls ein diskontinuierliches erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von einzelnen Kolbenrohlingen zur Anwendung kommt, kann die Haltevorrichtung 16 auch passgenau in die Gießform eingesetzt werden.The device according to the invention 10 is characterized by the fact that in the mold 11 a holding device 16 is inserted. In the execution game consists of the holding device 16 from two perforated metal strips 17a . 17b as well as in 2 and in particular in 3 are shown in a plan view. The perforated metal strips 17a . 17b are in the embodiment with recesses 18 provided, which are arranged at defined intervals from each other. When the device according to the invention 10 is used to carry out a continuous casting process or a composite continuous casting process, it is expedient, the holding device 16 , as in 1 shown, so in the mold 11 insert that it protrudes beyond the upper end of the mold, as during the continuous casting process, the holding device 16 continuously in the mold 11 with the solidifying cast strand 15 starts to rotate. For this purpose, a feed device (not shown) is provided in a conventional manner, with the perforated metal strip 17a . 17b is in active connection. If a batch process according to the invention for the production of individual piston blanks is used, the holding device 16 also be used accurately in the mold.

Die Haltevorrichtung 16 dient dazu, ein oder mehrere Einlegeteile 20 aufzunehmen und zu fixieren. Als Einlegeteile 20 kommen insbesondere ein an sich bekannter Salzkern 21 für einen Kühlkanal oder ein oder mehrere Ringträger 19 zur Bewehrung der Ringnuten in der Ringpartie des herzustellenden Kolbens oder, wie es am deutlichsten in 2 dargestellt ist, eine Kombination aus einem Salzkern 21 und bspw. einem Ringträger 19 in Frage. In der Regel wird zur Herstellung von erfindungsgemäßen Kolben für Ottomotoren lediglich ein Ringträger 19 oder ein Salzkern 21 als Einlegeteil verwendet werden, während für insbesondere hoch belastete Dieselmotoren eine Kombination aus sowohl einem Salzkern 21 als auch mindestens einem Ringträger 19 als Einlegeteil 20 verwendet werden wird. Im Ausführungsbeispiel ist die Verwendung eines Salzkerns 21 in Kombination mit einem Ringträger 19 als Einlegeteil 20 dargestellt.The holding device 16 serves to one or more inserts 20 record and fix. As inserts 20 come in particular a known salt core 21 for a cooling channel or one or more ring carriers 19 for reinforcing the annular grooves in the ring portion of the piston to be produced or, as most clearly in 2 is shown, a combination of a salt core 21 and, for example, a ring bearer 19 in question. As a rule, only one ring carrier is used to produce pistons according to the invention for gasoline engines 19 or a salt core 21 used as an insert, while for particularly high-pressure diesel engines, a combination of both a salt core 21 as well as at least one ring bearer 19 as an insert 20 will be used. In the embodiment, the use of a salt core 21 in combination with a ring bearer 19 as an insert 20 shown.

Wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist, wird das aus einem Salzkern 21 und einem Ringträger 19 bestehende Einlegeteil 20 durch mindestens zwei, vorzugsweise drei oder vier Haltemittel 22 zueinander lagerichtig fixiert. Im Ausführungsbeispiel werden Haltemittel 22 in Form von Stiften, bspw. aus Stahl, verwendet, die sowohl den Salzkern 21 als auch den Ringträger 19 halten. Die Haltemittel 22 sind im Ausführungsbeispiel radial nach außen und schräg nach oben angeordnet. Jede andere im Einzelfall zweckmäßige radial nach außen gerichtete Anordnung der Haltemittel 22 ist ebenfalls denkbar.How the particular 2 it can be seen, that is from a salt core 21 and a ring bearer 19 existing insert 20 by at least two, preferably three or four holding means 22 fixed to each other in the correct position. In the embodiment, holding means 22 in the form of pins, for example made of steel, which uses both the salt core 21 as well as the ring bearer 19 hold. The holding means 22 are arranged in the embodiment radially outward and obliquely upward. Any other in a particular case appropriate radially outward arrangement of the holding means 22 is also possible.

Die Haltemittel 22 haben den weiteren Zweck, in die Aussparungen 18 der Haltevorrichtung 16 einzugreifen. Im Ausführungsbeispiel werden die Haltemittel 22 in die Aussparungen 18 der Lochblechstreifen 17a, 17b eingesetzt, so dass aufeinander folgende, aus einem Salzkern 21 und einem Ringträger 19 bestehende Einlegeteile 20 in definiertem Abstand zueinander in die Haltevorrichtung 16 eingesetzt und darin fixiert werden können. In diesem Zusammenhang ist die Verwendung einer Haltevorrichtung 16 in Form zweier Lochblechstreifen 17a, 17b besonders zweckmäßig, da diese zum besonders einfachen Einsetzen des Einlegeteils 20 oberhalb der Gießform 11 leicht aufgeweitet werden können (vgl. die Darstellung in 1).The holding means 22 have the further purpose in the recesses 18 the holding device 16 intervene. In the embodiment, the holding means 22 in the recesses 18 the perforated metal strip 17a . 17b used, so that consecutive, from a salt core 21 and a ring bearer 19 existing inserts 20 at a defined distance from each other in the holding device 16 can be used and fixed in it. In this context, the use of a holding device 16 in the form of two perforated metal strips 17a . 17b particularly useful, since this for particularly easy insertion of the insert 20 above the mold 11 can be easily widened (see the illustration in 1 ).

Die erfindungsgemäß verwendeten Ringträger 19 können vor dem Einsetzen der Einlegeteile in die Haltevorrichtung 20 in an sich bekannter Weise alfiniert werden, indem sie in an sich bekannter Weise in einem AlSi-Tauchbad behandelt und direkt anschließend in die Haltevorrichtung 16 eingesetzt werden. Dies erfolgt vorzugsweise in einem automatisierten Prozess.The ring carriers used according to the invention 19 can before inserting the inserts in the fixture 20 be alfiniert in a conventional manner by treated in a conventional manner in an AlSi dip and immediately afterwards in the holding device 16 be used. This is preferably done in an automated process.

Das mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellte erfindungsgemäße Verfahren läuft somit dergestalt ab, dass zunächst in die mitlaufende Haltevorrichtung 16 nacheinander Einlegeteile 20 in definiertem Abstand zueinander eingesetzt werden. Die Einlegeteile 20 werden mit der Haltevorrichtung in die Gießform 11 transportiert. Daher ist es zweckmäßig, dass die Zuführeinrichtung 13 senkrecht zur Vorschubrichtung der Haltevorrichtung 16 in Richtung des Pfeils B hin und her bewegbar angeordnet ist, so dass die Zuführeinrichtung 13 den Vorschub der Einlegeteile 20 nicht behindert. Die Einlegeteile 20 werden in der Gießform mit flüssigem Werkstoff 14 umgossen, wobei die Einlegeteile 20 mittels der Halteelemente 22 auch während der Vorschubbewegung und während der Erstarrung des Werkstoffs 14 in ihrer Position gehalten werden. Nach dem Erstarren des Werkstoffs 14 wird ein Gießstrang 15 erhalten, in den in regelmäßigen Abständen Einlegeteile 20 eingebettet sind.The inventive method illustrated with the present embodiment thus proceeds in such a way that initially in the follower holding device 16 successively inserts 20 be used at a defined distance from each other. The inserts 20 be with the holding device in the mold 11 transported. Therefore, it is appropriate that the feeder 13 perpendicular to the feed direction of the holding device 16 is arranged to move back and forth in the direction of arrow B, so that the feeder 13 the feed of the inserts 20 not disabled. The inserts 20 be in the mold with liquid material 14 molded, with the inserts 20 by means of the retaining elements 22 also during the feed movement and during the solidification of the material 14 be held in their position. After solidification of the material 14 becomes a cast strand 15 get in the regular inserts 20 are embedded.

Aus dem so hergestellten Gießstrang 15 werden Rohlinge erhalten, indem vom Gießstrang 15 Teilstücke abgetrennt werden. Dabei ist es hilfreich, wenn, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben, nach dem Verlassen der Gießform 11 die freien Enden der Haltemittel 22 in den Aussparungen 18 der Haltevorrichtung detektierbar sind. Auf diese Weise dienen die Haltemittel 22 dazu, die gewünschte Trennebene 23 für die Abtrennung der Teilstücke festzulegen. Dadurch wird sichergestellt, dass Teilstücke mit der für den herzustellenden Kolben nötigen Materialmenge erhalten werden. Diese Teilstücke stellen die Rohlinge (nicht dargestellt) dar, die anschließend einem Schmiedeverfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kolbenrohlinge unterzogen werden.From the cast strand thus produced 15 blanks are obtained by casting from cast strand 15 Pieces are separated. It is helpful if, as described in the present embodiment, after leaving the mold 11 the free ends of the holding means 22 in the recesses 18 the holding device can be detected. In this way serve the holding means 22 to, the desired separation level 23 for the separation of the cuts. This ensures that cuts are obtained with the amount of material required for the piston to be produced. These sections represent the blanks (not shown), which are then subjected to a forging process for producing the piston blanks according to the invention.

Als Werkstoff 14 eignen sich alle an sich bekannten Kolbenwerkstoffe, abhängig vom Verwendungszweck des erfindungsgemäßen Kolbens 25, bspw. auf der Basis von Stahl, Aluminium Magnesium und/oder Kupfer. Für die Anwendung in einem erfindungsgemäßen Verbundstranggussverfahren, mit dem Kolbenrohlinge aus einem Kernwerkstoff und einem den Kernwerkstoff umgebenden Hüllwerkstoff erhalten werden, eignen sich als Kernwerkstoff insbesondere warmfeste und hochwarmfeste Werkstoffe, bspw. Legierungen vom Typ MAHLE M142 oder MAHLE M 174. Geeignet sind auch siliziumfreie Legierungen, insbesondere auf der Basis von Aluminium, bspw. vom Typ MAHLE M-Sp25 (BS 2618) oder vom Typ MAHLE-Y. Vergleichbare Werkstoffe, insbesondere hinsichtlich ihrer Warmfestigkeit, sind ebenfalls geeignet. Als Hüllwerkstoffe eignen sich bspw. verschleißbeständige und hoch verschleißbeständige Werkstoffe, bspw. Legierungen der Zusammensetzung Al-Si(12 ... 30)CuMgNi; hierzu gehören beispielhaft Legierungen vom Typ MAHLE 138, MAHLE 145, MAHLE 147 und MAHLE 244. Geeignet sind auch Aluminium-Silizium-Legierungen, deren Si-Gehalt unter dem eutektischen Punkt der Legierung liegt. Zweckmäßigerweise sollte darauf geachtet werden, dass der Kemwerkstoff und der Hüllwerkstoff derart aufeinander abgestimmt sind, dass während der Verbundstrang gießens ein stabiler Verbund aus Kernwerkstoff und Hüllwerkstoff entsteht. Die Abstimmung sollte insbesondere hinsichtlich der Parameter Gießtemperatur, Wärmeausdehnung und jeweiliges Erstarrungsverhalten, insbesondere Erstarrungsintervall, erfolgen. Eine weitere geeignete Werkstoffkombination für das erfindungsgemäße Verfahren sind verschleißbeständige Legierungen auf der Basis von Aluminium als Hüllwerkstoff und warmfeste Legierungen mit geringem Gewicht auf der Basis von Magnesium als Kernwerkstoff.As a material 14 all are suitable knew piston materials, depending on the intended use of the piston according to the invention 25 , for example on the basis of steel, aluminum magnesium and / or copper. For use in a composite continuous casting method according to the invention, with which piston blanks are obtained from a core material and an enveloping material surrounding the core material, heat-resistant and highly heat-resistant materials are suitable as the core material, for example alloys of the type MAHLE M142 or MAHLE M 174. Also suitable are silicon-free alloys , in particular based on aluminum, for example of the type MAHLE M-Sp25 (BS 2618) or of the type MAHLE-Y. Comparable materials, in particular with regard to their heat resistance, are also suitable. For example, wear-resistant and highly wear-resistant materials, for example alloys of the composition Al-Si (12 to 30) CuMgNi; These include, by way of example, alloys of the type MAHLE 138, MAHLE 145, MAHLE 147 and MAHLE 244. Also suitable are aluminum-silicon alloys whose Si content is below the eutectic point of the alloy. Conveniently, care should be taken that the core material and the cladding material are coordinated with each other so that during the casting composite casting a stable composite of core material and cladding material is formed. The vote should be made in particular with regard to the parameters casting temperature, thermal expansion and respective solidification behavior, in particular solidification interval. Another suitable material combination for the method according to the invention are wear-resistant alloys based on aluminum as the cladding material and low-temperature, heat-resistant alloys based on magnesium as the core material.

Das Gießen der Rohlinge bzw. der Gießstränge mit den eingegossenen Einlegeteilen 20 kann unabhängig davon, ob das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt wird, bspw. unter Ultraschallanregung erfolgen, um Werkstofffehler wie Oxid- oder Lunkerbildung zu vermeiden. Aus dem gleichen Grund und/oder zur optimierten Einstellung der gewünschten Werkstoffeigenschaften, insbesondere zur Erzeugung eines besonders feinkörnigen Werkstoffgefüges, kann stattdessen oder zusätzlich eine Wärmebehandlung, insbesondere ein Zwischenglühen erfolgen, um ein Koagulieren des Werkstoffgefüges zu erzeugen. Ferner kann zur Optimierung der Gefügequalität und/oder der Restporosität der Werkstoffe nach dem Gießen und vor dem Schmieden ein isostatisches, vorzugsweise heißisostatisches Pressen erfolgen. Insbesondere bei der Verwendung von Werkstoffen auf der Basis von Stahl können zur Optimierung der Werkstoffeigenschaften die Kolbenrohlinge bzw. Gießstränge einem kontrollierten Abkühlen unterzogen werden. Schließlich ist es auch denkbar, dass die Rohlinge bzw. Gießstränge einem Schälvorgang unterzogen werden, um eine äußere Gusshaut zu entfernen, die sich je nach Wahl des Werkstoffs während des Gießvorgangs gebildet hat und ggf. die Werkstoffeigenschaften beeinträchtigen könnte.The casting of the blanks or the casting strands with the cast-in inserts 20 Irrespective of whether the process according to the invention is carried out continuously or discontinuously, for example, under ultrasonic excitation, in order to avoid material defects such as oxide or voids formation. For the same reason and / or for optimized setting of the desired material properties, in particular for producing a particularly fine-grained material structure, instead of or in addition, a heat treatment, in particular an intermediate annealing, can take place in order to coagulate the material structure. Furthermore, in order to optimize the structure quality and / or the residual porosity of the materials after casting and before forging, an isostatic, preferably hot isostatic pressing can take place. In particular, when using materials based on steel, the piston blanks or casting strands can be subjected to a controlled cooling to optimize the material properties. Finally, it is also conceivable that the blanks or casting strands are subjected to a peeling process to remove an outer casting skin, which has formed depending on the choice of material during the casting process and possibly could affect the material properties.

Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltende Rohling wird einem an sich bekannten Schmiedeverfahren unterzogen, wobei die Temperatur bevorzugt dicht unterhalb der Schmelztemperatur des verwendeten Werkstoffs bzw. bei Verbundwerkstoffen dicht unterhalb der Schmelztemperatur des niedriger schmelzenden Werkstoffs liegt. Der Rohling muss nicht in einem einstufigen Umformverfahren, sondern kann auch in zwei oder mehr Stufen umgeformt werden. Je nach Auswahl der Werkstoffe kann der Kolbenrohling zwischen den Stufen der Umformung einer oder mehreren Wärmebehandlungen, insbesondere Zwischenglühen, unterzogen werden, um die Umformtemperatur konstant zu halten und/oder die Werkstoffeigenschaften zu optimieren.Of the obtained by the method according to the invention Blank is subjected to a per se known forging process, the temperature preferably being just below the melting temperature of the used material or in composite materials just below the melting temperature of the lower melting material is. The blank does not have to be in a one-step forming process, but can also be reshaped in two or more stages. Depending on the selection the materials can be the piston blank between stages of forming one or more heat treatments, in particular intermediate annealing, be subjected to keep the forming temperature constant and / or to optimize the material properties.

Besonders bevorzugt wird der Aluminiumrohling einem isothermen Schmiedeverfahren mit im Vergleich zu den üblichen Schmiedeverfahren geringer Umformgeschwindigkeit unterzogen, um Beschädigungen des Salzkerns bzw. des Ringträgers, insbesondere der Alfinschicht, zuverlässig auszuschließen. Hierfür sind Werkstoffe mit feinem Werkstoffgefüge gut geeignet, um Werkstofftrennungen während des Schmiedevorgangs besonders zuverlässig auszuschließen. Ferner ist es von Vorteil, ein Schmiedewerkzeug mit einer Werkzeugtemperatur von 400°C bis 550°C, vorzugsweise 470°C, also ein beheiztes Schmiedewerkzeug einzusetzen und/oder ein Schmiedewerkzeug mit einer Stempelvorschubgeschwindigkeit von 1 bis 5 mm/sec zu verwenden. Schließlich kann es ratsam sein, ein Trennmittel, insbesondere eine Folie oder ein Stahlblech (bspw. mit einer Dicke von weniger als 1 mm), zwischen dem Kolbenrohling und dem Schmiedewerkzeug anzuordnen, um Beeinträchtigungen des Schmiedewerkzeugs, insbesondere das Aufplattieren von Kolbenwerkstoff auf das Schmiedewerkzeug, zu vermeiden. Das Trennmittel, insbesondere das Stahlblech, liefert günstigere Reib- und Verschleißbedingungen für das Schmiedewerkzeug als der direkte Kontakt zum Kolbenwerkstoff. Insbesondere Kolbenwerkstoffe auf der Basis von Aluminium neigen zum Aufplattieren. Das Trennmittel kann nach Abschluss des Schmiedevorgangs wieder entnommen werden.Especially Preferably, the aluminum blank is subjected to an isothermal forging process with less compared to the usual forging process Subjected to deformation speed to damage the Salt core or the ring carrier, in particular the Alfinschicht, reliably exclude. For this are Materials with fine material structure well suited to Material separations during the forging process especially reliably exclude. It is also from Advantage, a forging tool with a mold temperature of 400 ° C to 550 ° C, preferably 470 ° C, so a heated forging tool use and / or a forging tool with a punch feed rate from 1 to 5 mm / sec. Finally, it may be wise be, a release agent, in particular a film or a steel sheet (For example, with a thickness of less than 1 mm), between the piston blank and the blacksmith's tool to avoid any adverse effects of the forging tool, in particular the plating of piston material on the forging tool, to avoid. The release agent, in particular the steel sheet provides more favorable friction and wear conditions for the forging tool as the direct contact to the piston material. In particular, piston materials based on aluminum tend for plating. The release agent can after completion of the forging process be removed again.

Wenn der Kolbenrohling einen Salzkern enthält, kann es vorkommen, dass die Geometrie des resultierenden Kühlkanals aufgrund des Schmiedevorgangs nicht mehr der Geometrie des ursprünglichen Salzkerns entspricht. Stattdessen kann sich eine variable Geometrie einstellen, bspw. eine unrunde Geometrie und/oder eine Geometrie mit am Umfang ungleichem Querschnitt. Diesem Phänomen kann dadurch vorgebeugt werden, dass ein Salzkern verwendet wird, dessen Geometrie von der Geometrie des gewünschten Kühlkanals derart abweicht, dass sich während des Schmiedevorgangs die gewünschte Geometrie des späteren Kühlkanals einstellt. Dies ist deshalb möglich, weil die während des Schmiedevorgangs auftretenden Verformungen des Salzkerns bei konstanten Schmiedebedingungen reproduzierbar auf treten und die Lage des Salzkerns im Rohteil über die Haltevorrichtungen eindeutig definiert ist.If the piston blank contains a salt core, it may happen that the geometry of the resulting cooling channel due to the forging process no longer corresponds to the geometry of the original salt core. Instead, a variable geometry can be set, for example, a non-circular geometry and / or a geometry with on the circumference un same cross-section. This phenomenon can be prevented by using a salt core whose geometry deviates from the geometry of the desired cooling channel in such a way that the desired geometry of the later cooling channel is set during the forging process. This is possible because the deformations of the salt core occurring during the forging process reproducibly occur at constant forging conditions and the position of the salt core in the blank on the holding devices is clearly defined.

Im Anschluss an den Schmiedevorgang kann der fertig geschmiedete Kolben einer Wärmebehandlung unterzogen werden, um die Werkstoffeigenschaften, bspw. die Gefügeeigenschaften weiter zu optimieren. Insbesondere kann bei einem Kolben mit einem Werkstoff auf der Basis einer Aluminiumlegierung nach der Wärmebehandlung die Aluminiumlegierung im Zustand T7 (nach DIN EN 515 , lösungsgeglüht und überhärtet (wärmeausgelagert)) vorliegen, während bei einem Kolben mit einem Werkstoff auf der Basis von Stahl die Wärmebehandlung in Form einer Vergütung oder einer definierten Abkühlung direkt aus der Schmiedewärme erfolgen kann.After the forging process, the finished forged piston can be subjected to a heat treatment in order to further optimize the material properties, for example the structural properties. In particular, in a piston having an aluminum alloy-based material after the heat treatment, the aluminum alloy in the state T7 (after DIN EN 515 , solution-annealed and over-cured (heat-aging)), while in a steel-based piston, the heat treatment may take the form of a temper or defined cooling directly from the forging heat.

Der fertig geschmiedete Kolben wird nun in an sich bekannter Weise zu einem Kolben 25 fertig bearbeitet, wie er beispielhaft in 4 dargestellt ist. Der Kolben 25 weist einen Kolbenkopf 26 mit einem eine Brennraummulde aufweisenden Kolbenboden 27 und einer umlaufenden Ringpartie 28 auf, wobei die oberste Ringnut mit dem Ringträger 19 versehen ist. Der Kolben 25 weist ferner einen Kolbenschaft 29 mit Nabenbohrungen 31 und Kolbenlaufflächen 32 auf. In Höhe der Ringpartie 28 weist der Kolbenkopf 26 ferner einen umlaufenden Kühlkanal 33 auf. Der Kühlkanal 33 wird erhalten, indem beim Fertigbearbeiten des Kolbens an sich bekannter Weise Bohrungen 34 gesetzt werden, die im fertigen Kolben 25 als Ölzufuhr- bzw. Ölabfuhrkanäle dienen. Der eingegossene Salzkern wird dadurch angebohrt und kann mit unter Hochdruck eingebrachtem Wasser ausgespült werden. Wenn der Kolben 25 aus einem Verbundwerkstoff mit einem warmfesten Kernwerkstoff und einem verschleißfesten Hüllwerkstoff besteht, dann bildet der Kernwerkstoff zumindest den Kolbenboden 27 und der Hüllwerkstoff zumindest die Ringpartie 28, und der mindestens eine Ringträger 19 und/oder der Kühlkanal 33 sind wenigstens teilweise im Hüllwerkstoff angeordnet.The finished forged piston is now in a conventional manner to a piston 25 Finished, as he exemplifies in 4 is shown. The piston 25 has a piston head 26 with a piston bowl having a combustion bowl 27 and a circumferential ring section 28 on, with the top annular groove with the ring carrier 19 is provided. The piston 25 also has a piston stem 29 with hub bores 31 and piston treads 32 on. At the height of the ring section 28 points the piston head 26 Furthermore, a circumferential cooling channel 33 on. The cooling channel 33 is obtained by drilling holes in the known manner when finishing the piston 34 be set in the finished piston 25 serve as oil supply or oil removal channels. The cast-in salt core is thereby drilled and can be flushed out with water introduced under high pressure. When the piston 25 consists of a composite material with a heat-resistant core material and a wear-resistant Hüllwerkstoff, then the core material forms at least the piston crown 27 and the envelope at least the ring part 28 , and at least one ring bearer 19 and / or the cooling channel 33 are at least partially arranged in the envelope material.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10311150 A1 [0002] - DE 10311150 A1 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - ALUMINIUM, 82 (2006), S. 953–957 [0023] ALUMINUM, 82 (2006), pp. 953-957 [0023]
  • - DIN EN 515 [0036] - DIN EN 515 [0036]

Claims (23)

Verfahren zur Herstellung eines geschmiedeten Kolbens (25) für einen Verbrennungsmotor mit einem Kolbenschaft (29) und einem einen Kolbenboden (27) und eine Ringpartie (28) aufweisenden Kolbenkopf (26), mit den folgenden Verfahrensschritten: a) Einlegen mindestens einer Haltevorrichtung (16) für mindestens ein Einlegeteil (20) in eine Gießform (11); b) Fixieren des mindestens einen Einlegeteils (20) mittels mindestens eines Haltemittels (22) in der mindestens einen Haltevorrichtung (16); c) Gießen eines Gussteils, indem flüssiger Werkstoff (14) über eine Zuführeinrichtung (13) der Gießform (11) zugeführt wird; d) Abkühlen des Gussteils; e) Entnehmen des Gussteils aus der Gießform (11) und ggf. Abtrennen eines Rohlings; f) Schmieden des Gussteils bzw. des Rohlings in einer oder mehreren Stufen zu einem Kolbenrohling; g) Fertigbearbeiten des Kolbenrohlings zu einem Kolben (25).Method for producing a forged piston ( 25 ) for an internal combustion engine with a piston skirt ( 29 ) and a piston bottom ( 27 ) and a ring part ( 28 ) having a piston head ( 26 ), with the following method steps: a) inserting at least one holding device ( 16 ) for at least one insert ( 20 ) into a casting mold ( 11 ); b) fixing the at least one insert ( 20 ) by means of at least one holding means ( 22 ) in the at least one holding device ( 16 ); c) casting a casting by molding liquid material ( 14 ) via a feeder ( 13 ) of the casting mold ( 11 ) is supplied; d) cooling the casting; e) removing the casting from the mold ( 11 ) and optionally separating a blank; f) forging the casting or blank in one or more stages to a piston blank; g) finishing the piston blank to a piston ( 25 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haltevorrichtung (16) verwendet wird, die mindestens eine Aussparung (18) zur Aufnahme des mindestens einen Haltemittels (22) aufweist.Method according to claim 1, characterized in that a holding device ( 16 ) is used, the at least one recess ( 18 ) for receiving the at least one holding means ( 22 ) having. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haltevorrichtung (16) in Form mindestens zweier mit Aussparungen versehener Bänder (17a, 17b), insbesondere Stahlbänder, verwendet wird.Method according to claim 2, characterized in that a holding device ( 16 ) in the form of at least two recessed bands ( 17a . 17b ), in particular steel strips, is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Haltemittel (22) radial und/oder schräg nach außen ausgerichtet mit dem mindestens einen Einlegeteil (20) verbunden wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one holding means ( 22 ) radially and / or obliquely outwardly aligned with the at least one insert ( 20 ) is connected. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Haltemittel (22) mindestens zwei Stifte, insbesondere Stahlstifte, verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as holding means ( 22 ) at least two pins, in particular steel pins are used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Einlegeteil (20) ein Salzkern (21) für einen Kühlkanal (33) oder mindestens ein Ringträger (19) oder eine Kombination aus einem Salzkern (21) und mindestens einem Ringträger (19) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as an insert ( 20 ) a salt core ( 21 ) for a cooling channel ( 33 ) or at least one ring carrier ( 19 ) or a combination of a salt core ( 21 ) and at least one ring carrier ( 19 ) is used. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ringträger (19) und ein Salzkern (21) verwendet werden und dass das mindestens eine Haltemittel (22) sowohl mit dem mindestens einen Ringträger (19) als auch mit dem Salzkern (21) verbunden wird.Method according to claim 6, characterized in that at least one ring carrier ( 19 ) and a salt core ( 21 ) and that the at least one holding means ( 22 ) with both the at least one ring carrier ( 19 ) as well as with the salt core ( 21 ) is connected. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gießform (11) verwendet wird, die zur Durchführung eines kontinuierlichen Stranggussverfahrens zur Herstellung eines Gießstranges (15) mit eingegossenen Einlegeteilen (20) geeignet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a casting mold ( 11 ) used to carry out a continuous casting process for the production of a casting strand ( 15 ) with cast-in inserts ( 20 ) suitable is. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Haltevorrichtung (16) so in die Gießform (11) eingelegt wird, dass sie zunächst über die Zuführeinrichtung (13) hinausragt und dann kontinuierlich mit dem Gießstrang (15) mitläuft.A method according to claim 8, characterized in that the at least one holding device ( 16 ) so in the mold ( 11 ) is inserted first by the feeder ( 13 protrudes and then continuously with the cast strand ( 15 ) runs along. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinander folgende Einlegeteile (20) oberhalb der Zuführeinrichtung (13) in der Haltevorrichtung (16) fixiert werden.Method according to claim 9, characterized in that successive inserts ( 20 ) above the feeder ( 13 ) in the holding device ( 16 ) are fixed. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinander folgende Einlegeteile (20) in definiertem Abstand zueinander in der Haltevorrichtung (16) fixiert werden.Method according to claim 10, characterized in that successive inserts ( 20 ) at a defined distance from each other in the holding device ( 16 ) are fixed. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohlinge durch Abtrennen vom Gießstrang (15) separiert werden.Method according to one of claims 8 to 11, characterized in that the blanks by separation from the cast strand ( 15 ) are separated. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Separieren der Rohlinge die Haltemittel (22) zur Definition einer Trennebene (23) verwendet werden.A method according to claim 12, characterized in that when separating the blanks the holding means ( 22 ) for defining a parting plane ( 23 ) be used. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gießform (11) verwendet wird, die zur Durchführung eines kontinuierlichen Verbundstranggussverfahrens zur Herstellung eines Gießstranges (15) mit einem Kernwerkstoff und einem den Kernwerkstoff umgebenden Hüllwerkstoff geeignet ist, wobei mit in gleichem Abstand aufeinander folgende Einlegeteile (20) zumindest teilweise in den Hüllwerkstoff eingegossen werden.Method according to one of claims 8 to 13, characterized in that a casting mold ( 11 ) used to carry out a continuous composite continuous casting process for the production of a casting strand ( 15 ) is suitable with a core material and a surrounding material surrounding the cladding material, with equally spaced successive inserts ( 20 ) are at least partially poured into the envelope material. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Hüllwerkstoff bzw. Kernwerkstoff Legierungen auf der Basis von Kupfer, Magnesium, Aluminium oder Stahl verwendet werden.Method according to claim 14, characterized in that that as an envelope material or core material alloys the base of copper, magnesium, aluminum or steel used become. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Hüllwerkstoff ein verschleißbeständiger Werkstoff und als Kernwerkstoff ein warmfester Werkstoff verwendet wird.Method according to claim 14 or 15, characterized that as a sheath material a wear-resistant Material and used as a core material, a heat-resistant material becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der abgetrennte Rohling einem ein- oder mehrstufigen isothermen Schmiedeverfahren unterzogen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the severed blank is a or multi-stage isothermal forging process. Kolben, herstellbar nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 17.Piston, producible by a method according to Claims 1 to 17. Geschmiedeter Kolben (25) für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenschaft (29) und einem einen Kolbenboden (27) und eine umlaufende Ringpartie (28) aufweisenden Kolbenkopf (26), dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens einen Ringträger (19) und/oder einen Kühlkanal (33) aufweist.Forged piston ( 25 ) for an internal combustion engine, with a piston skirt ( 29 ) and a piston bottom ( 27 ) and a circumferential ring section ( 28 ) having a piston head ( 26 ), characterized in that it comprises at least one ring carrier ( 19 ) and / or a cooling channel ( 33 ) having. Kolben nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Verbundwerkstoff besteht, der sich aus einem Kernwerkstoff und einem Hüllwerkstoff zusammensetzt, wobei der Kernwerkstoff zumindest den Kolbenboden (27) und der Hüllwerkstoff zumindest die Ringpartie (28) bildet und wobei der mindestens eine Ringträger (19) und/oder der Kühlkanal (33) zumindest teilweise im Hüllwerkstoff angeordnet sind.Piston according to claim 19, characterized in that it consists of a composite material, which is composed of a core material and an enveloping material, wherein the core material at least the piston head ( 27 ) and the envelope material at least the ring part ( 28 ) and wherein the at least one ring carrier ( 19 ) and / or the cooling channel ( 33 ) are arranged at least partially in the envelope material. Kolben nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Hüllwerkstoff bzw. Kernwerkstoff Legierungen auf der Basis von Kupfer, Magnesium, Aluminium oder Stahl vorgesehen sind.Piston according to one of claims 18 to 20, characterized in that as the envelope material or core material Alloys based on copper, magnesium, aluminum or Steel are provided. Kolben nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass als Hüllwerkstoff ein verschleißbeständiger Werkstoff und als Kernwerkstoff ein warmfester Werkstoff vorgesehen ist.Piston according to one of claims 18 to 21, characterized in that as a sheath material a wear-resistant Material and provided a core material as a heat-resistant material is. Vorrichtung (10) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17 bzw. zur Herstellung eines Kolbens (25) nach einem der Ansprüche 18 bis 22, mit einer mit einer Zuführeinrichtung (13) für flüssigen Werkstoff (14) versehenen Gießform (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (11) mindestens eine Haltevorrichtung (16) für mindestens ein Einlegeteil (20) aufweist.Contraption ( 10 ) for carrying out a method according to one of claims 1 to 17 or for producing a piston ( 25 ) according to one of claims 18 to 22, with a feed device ( 13 ) for liquid material ( 14 ) provided mold ( 11 ), characterized in that the casting mold ( 11 ) at least one holding device ( 16 ) for at least one insert ( 20 ) having.
DE102007052498A 2007-11-02 2007-11-02 Manufacturing forged piston for internal combustion engine with piston shaft and piston head, comprises inserting holder for insert parts into a casting mold, fixing the insert part in the holder by retaining means, and casting a cast part Withdrawn DE102007052498A1 (en)

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