DE10338568A1 - Piston for internal combustion engine, especially diesel engine, has at least one piston ring carrier and at least one cooling channel integrated into integral part which is cast into piston - Google Patents

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Abstract

The piston (2) has at least one cooling channel (6), at least one piston ring carrier (8), at least two oil feed channels (10,12) as well as a piston skirt (14) and a connecting rod bearing (16). The at least one piston ring carrier and the at least one cooling channel are integrated into an integral part (18) and this is cast into the piston. An independent claim is also included for the following: (a) a method of manufacturing an inventive piston.

Description

Bei modernen Hochleistungsmotoren, insbesondere bei Dieselmotoren, ist es notwendig, aufgrund der thermischen Belastung, den Kolben durch ein Kühlmittel zu kühlen. In der Regel wird hierbei durch eine Kühlmitteldüse im Bereich des unteren Totpunktes bei der Kolbenbewegung das Kühlmittel, bevorzugt Öl, durch einen Ölversorgungskanal in einen Kühlkanal des Kolbens eingespritzt. Der Kühlkanal befindet sich in der Regel im oberen Bereich des Kolbens in der Nähe des Kolbenbodens, wo auch die höchste thermische Belastung auftritt.at modern high performance engines, especially in diesel engines, is it necessary, due to the thermal load, the piston through a coolant to cool. As a rule, this is done by a coolant nozzle in the region of bottom dead center in the piston movement, the coolant, preferably oil, by an oil supply channel in a cooling channel of the piston injected. The cooling channel is usually located at the top of the piston in the Near the Piston bottom, where the highest thermal stress occurs.

Die DE 199 27 931 A1 beschreibt einen gekühlten Kolben für eine Brennkraftmaschine, der ebenfalls einen Kühlkanal im oberen Bereich des Kolbens aufweist. Dieser Kühlkanal wird durch eine Ölwanne gebildet, die nach dem Gießen des Kolbens in den Kolben eingebracht wird und mit diesem kühlmitteldicht verbunden ist.The DE 199 27 931 A1 describes a cooled piston for an internal combustion engine, which also has a cooling channel in the upper region of the piston. This cooling channel is formed by an oil pan, which is introduced after the casting of the piston in the piston and is connected to this coolant tight.

Die DE-OS 14 83 641 beschreibt ein herkömmliches Verfahren zur Darstellung von Kühlkanälen in Kolben. Hierbei wird während des Gießens des Kolbens ein Salzkern in das Gießwerkzeug, in der Regel eine Kokille, eingelegt. Dieser Salzkern wird umgossen und nach dem Erstarren des Kolbens aus diesem herausgelöst, wobei ein Hohlraum in Form eines Kühlkanales bestehen bleibt. Nachteil dieses Verfahrens ist, dass aus gießtechnischen Gründen der Salzkern nicht an jedem beliebigen Ort positioniert werden kann und somit der Abstand des auszubildenden Kühlkanals und des zu kühlenden Kolbenbodens oftmals nicht ausreichend ist.The DE-OS 14 83 641 describes a conventional method for the representation of cooling channels in pistons. In this case, during the casting of the piston, a salt core in the casting mold, usually a mold inserted. This salt core is encapsulated and dissolved out after the solidification of the piston, wherein a cavity in the form of a cooling channel remains. Disadvantage of this method is that for casting reasons, the salt core can not be positioned at any location and thus the distance of the trainees cooling channel and the piston bottom to be cooled is often not sufficient.

Die DE 41 12 889 C2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbenkopfes mit einer Kühlung. Hierbei wird in einen bereits gegossenen Kolben im Bereich des Kolbenbodens ein vorgeformtes Blech eingepresst und abgedichtet. Dieses Blech bildet in Verbindung mit dem oberen Bereich des Kolbens einen Hohlraum, der als Kühlkanal genutzt wird. Nachteil dieser Erfindung ist, dass im Betrieb sowohl der Kolben als auch das Blech eine unterschiedliche thermische Ausdehnung aufweisen und dadurch eine Abdichtung des Kühlkanals nicht in jedem Fall gewährleistet ist.The DE 41 12 889 C2 describes a method of manufacturing a piston head with cooling. In this case, a preformed sheet is pressed and sealed in an already cast piston in the region of the piston head. This plate forms, in conjunction with the upper portion of the piston, a cavity which is used as a cooling channel. Disadvantage of this invention is that in operation, both the piston and the sheet have a different thermal expansion and thus a seal of the cooling channel is not guaranteed in each case.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen gekühlten Kolben für eine Brennkraftmaschine darzustellen, wobei gegenüber dem Stand der Technik eine effektivere Kühlung des Kolbenbodens gewährleistet ist und andererseits eine bessere Abdichtung des Kühlkanals besteht.The The object of the invention is to present a cooled piston for an internal combustion engine, being opposite the prior art ensures a more effective cooling of the piston crown and on the other hand, a better sealing of the cooling channel consists.

Die Lösung der Aufgabe besteht in einem Kolben mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie in einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5.The solution the task consists in a piston with the features of the claim 1 and in a method with the features of claim 5.

Der erfindungsgemäße Kolben für eine Brennkraftmaschine weist einen Kolbenboden auf, der durch einen Kühlkanal kühlbar ist, ferner umfasst der Kolben einen Kolbenringträger (im Folgenden Ringträger genannt) sowie mindestens zwei Ölversorgungskanäle für den Kühlkanal. Ferner umfasst der Kolben ein Kolbenhemd und ein Pleuellager.Of the piston according to the invention for an internal combustion engine has a piston bottom, which is cooled by a cooling channel, further comprising the Piston a piston ring carrier (hereinafter ring bearer called) and at least two oil supply channels for the cooling channel. Furthermore, the piston comprises a piston skirt and a connecting rod bearing.

Der erfindungsgemäße Kolben zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein Ringträger und mindestens ein Kühlkanal in einem Integralteil integriert sind und dieses Integralteil in den Kolben eingegossen ist. Diese erfindungsgemäße Anordnung bewirkt, dass der Kühlkanal, der am Ringträger befestigt ist oder mit diesem einteilig ausgestaltet ist, besonders günstig in einem Gießwerkzeug positioniert werden kann, was wiederum dazu führt, dass ein Feuersteg zwischen dem Kolbenboden und dem Kühlkanal vergleichsweise dünn ausgestaltet werden kann. Die geringe Dicke des Feuersteges führt zu einem besonders günstigen Wärmeübergang zwischen der thermisch belasteten Zone im Kolbenboden und dem Kühlkanal. Dies wiederum führt zu einer gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbesserten Kühlung des Kolbenbodens. Durch die verbesserte Kühlung des Kolbenbodens kann wiederum die Belastung des Kolbens erhöht werden, was letztendlich in einer höheren Leistung des Motors resultiert.Of the piston according to the invention is characterized by the fact that at least one ring carrier and at least one cooling channel are integrated in an integral part and this integral part in the piston is poured. This arrangement according to the invention causes the cooling channel, the ring bearer is attached or designed with this one-piece, particularly favorable in a casting tool can be positioned, which in turn causes a firebreak between the piston head and the cooling channel comparatively thin can be configured. The small thickness of the fire bar leads to a especially favorable Heat transfer between the thermally loaded zone in the piston crown and the cooling channel. This in turn leads to one opposite the State of the art significantly improved cooling of the piston crown. By the improved cooling the piston crown can in turn increase the load on the piston, which ultimately results in a higher one Power of the engine results.

In einer Ausgestaltungsform der Erfindung wird ein U-förmiger Ring und ein aus Blech geformter hohler Ring zu dem Integralteil zusammengefügt. Dabei weist der hohle Ring einen geringen Durchmesser auf, als der U-förmige Ring. Der U-förmige Ring bildet im Integralteil später den Ringträger, wobei der hohle Ring den Kühlkanal bildet. Der U-förmige Ring und der hohle Ring sind durch ein geeignetes Fügeverfahren zu dem Integralteil zusammengefügt.In an embodiment of the invention is a U-shaped ring and a hollow ring formed of sheet metal is joined to the integral part. there the hollow ring has a small diameter than the U-shaped ring. The U-shaped ring forms in the integral part later the ring bearer, wherein the hollow ring is the cooling channel forms. The U-shaped Ring and the hollow ring are by a suitable joining method assembled to the integral part.

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung wird das Integralteil durch zwei schalenförmige Teile zusammengesetzt. Jedes der schalenförmigen Teile weist sowohl einen Ringträgerbereich als auch einen Kühlkanalbereich auf. Im zusammengefügten Zustand der beiden schalenförmigen Teile bilden jeweils die beiden Kühlkanalbereiche den Kühlkanal und die beiden Ringträgerbereiche den Ringträger aus. Auch in dieser Ausgestaltungsform der Erfindung werden die beiden schalenförmigen Teile durch ein geeignetes Gefügeverfahren zusammengefügt.In Another embodiment of the invention is the integral part through two bowl-shaped Parts assembled. Each of the bowl-shaped parts has both one Ringbearer area as well as a cooling channel area on. In the assembled Condition of the two bowl-shaped Parts each form the two cooling channel areas the cooling channel and the two ring carrier areas the ring bearer out. Also in this embodiment of the invention, the both cupped Parts by a suitable structural method together.

Das Integralteil kann in einer Ausgestaltungsform der Erfindung zusätzlich zu dem Ringträger und dem Kühlkanal noch weiter mindestens ein Ölversorgungskanal aufweisen. Dieser Ölversorgungskanal kann wiederum in Form eines angefügten Rohres am Kühlkanal angebracht sein.In one embodiment of the invention, the integral part may still further at least one in addition to the ring carrier and the cooling channel Have oil supply channel. This oil supply channel can in turn be attached in the form of an attached pipe to the cooling channel.

Ein weiterer Bestandteil der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 5. Dieses Verfahren umfasst folgende Schritte:
Es wird ein Integralteil hergestellt, das einen Ringträger und einen Kühlkanal umfasst. Das Integralteil wird in einem Kolbengießwerkzeug eingelegt und mit einem Gießmetall umgossen. Nach dem Abkühlen des Gießmetalls und dem Entformen des erstarrten Kolbens ist das Integralteil fest in dem Kolben integriert.A further component of the invention is a method for producing a piston for an internal combustion engine according to claim 5. This method comprises the following steps:
An integral part is produced which comprises a ring carrier and a cooling channel. The integral part is inserted in a piston casting tool and cast around with a cast metal. After cooling of the cast metal and the demolding of the solidified piston, the integral part is firmly integrated in the piston.

Dabei kann die Herstellung des Integralteils in zweckmäßiger Weise so ausgestaltet sein, dass zunächst ein Ring hergestellt wird, der im Wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt aufweist. In einem weiteren Verfahrensschritt wird ein hohler Ring aus beispielsweise aus Blech geformt, wobei der hohle Ring mit dem U-förmigen Ring zu einem Integralteil zusammengefügt wird.there For example, the manufacture of the integral part can be designed in a suitable manner be that first a ring is made which is substantially a U-shaped cross-section having. In a further method step, a hollow ring is made molded, for example, from sheet metal, wherein the hollow ring with the U-shaped ring is assembled into an integral part.

Eine weitere vorteilhafte Weise zur Herstellung des Integralteils besteht in der Herstellung von zwei Halbschalen, die jeweils einen Ringträgerbereich und einen Kühlkanalbereich umfassen. Die beiden Halbschalen werden zu einem Integralteil zusammengefügt. Dabei bilden jeweils die Ringträgerbereiche den Ringträger und die Kühlkanalbereiche den Kühlkanal. Das so hergestellte Integralteil wird wiederum in ein Kolbengießwerkzeug eingelegt und mit dem Gießmetall umgossen.A further advantageous manner for producing the integral part in the manufacture of two half-shells, each one ring carrier area and a cooling channel area include. The two half shells are joined together to form an integral part. there each form the ring carrier areas the Ringbearer and the cooling channel areas the Cooling channel. The integral part thus produced becomes turn into a piston casting tool inserted and with the casting metal cast around.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Strangpressprofil hergestellt, das den Querschnitt des Integralteils aufweist. Das Strangpressprofil wird zu einem Ring gelegt und an seinen Enden durch ein geeignetes Fügeverfahren kühlmitteldicht zusammengefügt.In Another embodiment of the invention is an extruded profile made having the cross section of the integral part. The Extruded profile is placed in a ring and at its ends by a suitable joining method coolant retention together.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird entweder an die Halbschale, das Strangpressprofil oder an den hohlen Ring mindestens ein Rohr angefügt, das als Ölversorgungskanal ausgestaltet ist.In Another embodiment of the invention is either to the Half shell, the extruded profile or the hollow ring at least a pipe added, as an oil supply channel is designed.

Wiederum in einer Ausgestaltungsform der Erfindung wird der mindestens eine Ölversorgungskanal nicht durch ein separates angefügtes Rohr, sondern durch ein Tiefziehen der Halbschale, des Strangpressprofils oder des hohlen Ringes ausgeformt.In turn In one embodiment of the invention, the at least one oil supply channel not by a separate appended Tube, but by deep drawing the half shell, the extruded profile or the hollow ring.

Eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung zur Darstellung der Ölversorgungskanäle besteht darin, in dem fertig gegossenen Kolben eine Bohrung so einzubringen, dass sie sowohl Kolbenmaterial als auch das Integralteil im Bereich des Kühlkanals durchdringt und somit den Ölversorgungskanal darstellt.A further, advantageous embodiment for the representation of the oil supply channels consists in making a hole in the finished cast piston so that they both piston material and the integral part in the range of the cooling channel penetrates and thus the oil supply channel represents.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert.advantageous Embodiments of the invention will become apparent from the following figures explained in more detail.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 ein Querschnitt durch einen gekühlten Kolben mit einem Integralteil, 1 a cross section through a cooled piston with an integral part,

2 ein Integralteil zusammengefügt aus einem U-förmigen Ring und einem hohlen Ring und 2 an integral part composed of a U-shaped ring and a hollow ring and

3 ein Integralteil zusammengefügt aus zwei Halbschalenteilen. 3 an integral part composed of two half-shell parts.

In 1 ist schematisch ein Querschnitt durch einen gekühlten Kolben 2 dargestellt. Der Kolben 2 umfasst zum einen einen Kolbenboden 4 sowie ein Kolbenhemd 14 und ein Pleuellager 16. Weiterhin ist in den Kolben 2 ein Integralteil 18 integriert. Das Integralteil 18, das sowohl einen Ringträgerträger 8 als auch einen Kühlkanal 6 umfasst, ist in dem Kolben 2 im Bereich des Kolbenbodens 4 eingegossen. An das Integralteil 18 ist weiterhin ein Rohr 32 angeschweißt, das als Ölauslasskanal dient. Ein Öleinlasskanal 31 ist in dem vorliegenden Beispiel nach 1 in Form einer Bohrung 34 dargestellt. Die Bohrung 34 ist nach dem Gießen des Kolbens eingebracht worden. Dabei verläuft die Bohrung 34 durch Gussmaterial 36 des Kolbens 2 und durch einen unteren Boden des Kühlkanals 6. In einem unteren Bereich weist die Bohrung 34 eine hier nicht dargestellte trichterförmige Aufweitung auf. Diese trichterförmige Aufweitung dient als Sammelbehälter im Öleinlassbereich. Die trichterförmige Aufweitung dient weiter dazu, dass zugeführtes Öl über einen größeren Kurbelwinkelbereich aufgefangen werden kann und somit eine bessere Ölversorgung für den Kühlkanal 6 gewährleistet wird.In 1 is a schematic cross section through a cooled piston 2 shown. The piston 2 on the one hand comprises a piston crown 4 and a piston shirt 14 and a connecting rod bearing 16 , Furthermore, in the piston 2 an integral part 18 integrated. The integral part 18 that has both a ring bearer support 8th as well as a cooling channel 6 is included in the piston 2 in the area of the piston crown 4 cast. To the integral part 18 is still a pipe 32 welded, which serves as Ölauslasskanal. An oil inlet channel 31 is in the present example after 1 in the form of a hole 34 shown. The hole 34 has been introduced after the casting of the piston. The hole runs 34 by casting material 36 of the piston 2 and through a lower bottom of the cooling channel 6 , In a lower area has the hole 34 a funnel-shaped expansion, not shown here. This funnel-shaped expansion serves as a collecting container in the oil inlet area. The funnel-shaped expansion further serves to allow the supplied oil to be absorbed over a larger crank angle range and thus a better oil supply for the cooling channel 6 is guaranteed.

Zur Herstellung des Kolbens 2 wird das Integralteil 18 in eine Kolbengießform, die hier nicht dargestellt ist, eingelegt. Durch den Ringträgerbereich 8 ist beim Einlegen des Integralteils 18 in die Kolbengießform der Abstand zwischen einer Wand der Gießform und dem Kühlkanal 6 genau definiert, wobei durch einen Wandungsbereich 7 zwischen dem Ringträger 8 und dem Kühlkanal 6 wiederum der Abstand 9 zwischen dem Kolbenboden 4 und dem Kühlkanal 6 variiert werden kann. Durch den Einsatz des Integralteils 18 und dessen Ausgestaltung kann sowohl der Abstand 9, als auch ein Feuerstegbereich 19 minimiert werden. Üblicherweise beträgt der Abstand 9 im herkömmlichen Gussverfahren mindestens 3 mm. Durch den Einsatz des Integralteils 18 kann der Abstand 9 auf 2 mm oder weniger verringert werden. Durch den minimierten Abstand 9 wird die Wärmeabfuhr vom Kolbenboden 4 über den Kühlkanal 6 beschleunigt, was wiederum dazu führt, dass der Kolben 2 grundsätzlich höher thermisch belastet werden kann, was wiederum zu einer höheren Leistungsausbeute des Motors führt.For the production of the piston 2 becomes the integral part 18 in a Kolbengießform, which is not shown here, inserted. Through the ring carrier area 8th is when inserting the integral part 18 in the Kolbengießform the distance between a wall of the mold and the cooling channel 6 exactly defined, being covered by a wall area 7 between the ring bearer 8th and the cooling channel 6 again the distance 9 between the piston crown 4 and the cooling channel 6 can be varied. By using the integral part 18 and its configuration can be both the distance 9 , as well as a footbridge area 19 be minimized. Usually, the distance is 9 in the conventional casting process mindes at least 3 mm. By using the integral part 18 can the distance 9 be reduced to 2 mm or less. Due to the minimized distance 9 The heat dissipation from the piston crown 4 over the cooling channel 6 accelerates, which in turn causes the piston 2 In principle, higher thermal load can be applied, which in turn leads to a higher power output of the engine.

In 2 ist ein Beispiel zur Darstellung des Integralteils 18 gegeben. Hierbei wird zunächst ein im Wesentlichen im Querschnitt U-förmiger Ring 20 geformt. Der Ring 20 kann grundsätzlich aus einem Blechteil oder einem Schmiedeteil und einem Tiefziehteil bestehen. Ein weiterer, hohler Ring 22, der einen kleineren Durchmesser als der Ring 20 aufweist, wird als späterer Kühlkanal an die innere Seite des U-förmigen Ringes 20 gefügt.In 2 is an example for showing the integral part 18 given. Here, first, a substantially U-shaped in cross-section ring 20 shaped. The ring 20 can basically consist of a sheet metal part or a forged part and a deep-drawn part. Another hollow ring 22 that has a smaller diameter than the ring 20 has, as a later cooling channel to the inner side of the U-shaped ring 20 together.

Das Fügen erfolgt in diesem Fall durch Laserschweißen. Weitere vorteilhafte Schweißverfahren sind u. a. das Reibschweißen, das sich bei den produktionssymmetrischen Bauteilen anbietet, sowie das Hartlöten.The Joining occurs in this case by laser welding. Further advantageous welding methods are u. a. friction welding, which offers itself in the production-symmetrical components, as well as the Brazing.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung des Integralteils 18 ist in 3 prinzipiell dargestellt. Hierbei werden zwei Halbschalen 24 und 26, die jeweils einen Ringträgerbereich 28 und einen Kühlkanalbereich 30 aufweisen, so zusammengefügt, dass im fertiggefügten Zustand ein abgedichteter Kühlkanal 6 entsteht. Auch in dieser Ausgestaltungsform werden die Halbschalen 24 und 26 durch Reibschweißen, Laserschweißen oder Hartlöten gefügt.Another method for producing the integral part 18 is in 3 shown in principle. Here are two half-shells 24 and 26 each having a ring carrier area 28 and a cooling channel area 30 have, so assembled that in the finished state a sealed cooling duct 6 arises. Also in this embodiment, the half shells 24 and 26 by friction welding, laser welding or brazing.

In den 2 und 3 ist das Verhältnis des Querschnittes des Integralteils 18 zu dessen Durchmesser aus Gründen der besseren Veranschaulichung nicht maßstabsgetreu wiedergegeben.In the 2 and 3 is the ratio of the cross section of the integral part 18 not shown to scale for the sake of better illustration.

In einem hier nicht dargestellten Prozess kann anschließend noch an das Integralteil 18 ein Rohr 32 angelötet werden. Das Anlöten des Rohrs 32 ist sowohl bei einem Integralteil 18 nach 2 als auch beim Integralteil 18 nach 3 möglich. Hierzu wird vorher eine, hier nicht dargestellte Bohrung entweder in die Halbschale 24 oder in den hohlen Ring 22 eingebracht, an das das Rohr 32 angefügt werden kann.In a process not shown here can then still to the integral part 18 a pipe 32 be soldered. The soldering of the pipe 32 is both an integral part 18 to 2 as well as the integral part 18 to 3 possible. For this purpose, a previously, not shown hole either in the half shell 24 or in the hollow ring 22 introduced, to which the pipe 32 can be added.

Es ist jedoch auch möglich, bereits während der Herstellung der Teile 22 oder 24 durch einen Tiefziehprozess einen Ölversorgungskanal auszugestalten. Die Länge des hieraus resultierenden Ölversorgungskanals ist jedoch begrenzt.However, it is also possible already during the manufacture of the parts 22 or 24 to design an oil supply channel by a deep drawing process. The length of the resulting oil supply channel is limited.

Die Varianten zur Herstellung des Integralteils 18, die in den 2 und 3 dargestellt sind, sind rein exemplarisch zu verstehen. Dabei können weitere zweckmäßige Verfahren zur Herstellung des Integralteils angewendet werden. Beispielsweise kann das Integralteil durch ein einziges Blech ausgestaltet werden, das um zwei Stifte gewickelt wird, die wiederum den Kühlkanalhohlraum und den Ringträger ausbilden, wobei die Stifte im Nachhinein wieder entfernt werden und das so entstandene Profilteil zu einem Ring gelegt wird und verschweißt wird. Es ist auch möglich, ein Profilteil durch Strangpressen herzustellen, das anschließend zu einem Ring gelegt und an seinen Enden zu dem Integralteil 18 zusammengefügt wird.The variants for the production of the integral part 18 that in the 2 and 3 are shown purely by way of example. In this case, further expedient methods for producing the integral part can be used. For example, the integral part can be designed by a single sheet, which is wound around two pins, which in turn form the cooling channel cavity and the ring carrier, the pins are subsequently removed again and the resulting profile part is put into a ring and welded. It is also possible to produce a profile part by extrusion, which is then placed in a ring and at its ends to the integral part 18 is joined together.

Die Verwendung eines Strangpressprofils hat den Vorteil, dass das Integralteil in einfacher Weise aus Aluminiumwerkstoff hergestellt werden kann. Dies wiederum bedeutet, dass beim Eingießen des Integralteils 18 zwei artgleiche Werkstoffe aufeinandertreffen, was die Anbindung des Integralteils in den Gussverbund verbessert.The use of an extruded profile has the advantage that the integral part can be produced in a simple manner from aluminum material. This in turn means that when pouring the integral part 18 two materials of the same material meet, which improves the connection of the integral part in the cast composite.

In dem in 2 dargestellten Verfahren lässt sich in vorteilhafter Weise ein Blechteil sowohl zu dem U-förmigen Ring 20 als auch zu dem hohlen Ring 22 formen. In diesem Fall kann das Blech aus Aluminium bestehen oder aus Stahlblech.In the in 2 illustrated method can be advantageously a sheet metal part both to the U-shaped ring 20 as well as to the hollow ring 22 to shape. In this case, the sheet may be made of aluminum or sheet steel.

Bei den Halbschalen 24 und 26 aus 3 lässt sich bevorzugt ein Schmiedeverfahren oder ein Tiefziehverfahren zur Herstellung dieser anwenden. Auch hier können die Materialien auf Eisenbasis oder auf Aluminiumbasis bestehen.At the half-shells 24 and 26 out 3 For example, it is preferable to use a forging method or a deep-drawing method for producing the same. Again, the materials may be iron-based or aluminum-based.

Die Wahl der Materialien für das Integralteil 18 hängt somit weitgehend auch von der Beschaffenheit und vom Material des Kolbens ab. Bei einem Kolben auf Eisenbasis scheiden Leichtmetalle als Integralteil aus. Hier wird das Integralteil immer aus einem Eisenwerkstoff dargestellt sein oder aus einem Werkstoff, der eine höhere Schmelztemperatur aufweist.The choice of materials for the integral part 18 thus largely depends on the nature and material of the piston. In an iron-based piston, light metals are eliminated as an integral part. Here, the integral part will always be made of a ferrous material or of a material having a higher melting temperature.

Bei Aluminiumkolben, die in der Regel bei Brennkraftmaschinen im Automobilsektor zum Einsatz kommen, bieten sich Integralteile auf der Basis von Aluminiumlegierungen an, Integralteile auf Stahlbasis sind jedoch nicht ausgeschlossen. Bei Kolben auf Magnesiumbasis bieten sich wiederum Integralteile an, die ebenfalls, artgleich auf dieser Materialbasis beruhen.at Aluminum pistons, which are usually used in internal combustion engines in the automotive sector are used to provide integral parts based on Aluminum alloys, but integral parts based on steel are not excluded. For pistons based on magnesium are available again integral parts, which also, similar on this material basis based.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Ölversorgungskanäle 10, 12, wenn sie in das Integralteil 18 integriert sind, beim Gießen in vorteilhafter Weise als Entlüftung für Kühlkanalkavitäten geeignet sind und somit gießtechnisch sehr vorteilhaft sind.It should be noted that the oil supply channels 10 . 12 if they are in the integral part 18 are integrated when casting in an advantageous manner as a vent for Kühlkanalkavitäten are suitable and thus casting technology are very advantageous.

Claims (11)

Kolben für Brennkraftmaschine mit einem Kolbenboden (4), mindestens einem Kühlkanal (6), mindestens einem Kolbenringträger (8), mindestens zwei Ölversorgungskanälen (10, 12), sowie einem Kolbenhemd (14) und einem Pleuellager (16), dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kolbenringträger und der mindestens eine Kühlkanal in einem Integralteil (18) integriert sind und dieses in den Kolben (2) eingegossen ist.Piston for internal combustion engine with a piston head ( 4 ), at least one cooling channel ( 6 ), min at least one piston ring carrier ( 8th ), at least two oil supply channels ( 10 . 12 ), as well as a piston shirt ( 14 ) and a connecting rod bearing ( 16 ), characterized in that the at least one piston ring carrier and the at least one cooling channel in an integral part ( 18 ) are integrated and this in the piston ( 2 ) is poured. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Querschnitt weitgehend U-förmiger Ring (20) mit einem aus Blech geformten hohlen Ring (22) zu dem Integralteil gefügt sind.Piston according to claim 1, characterized in that a cross-sectionally substantially U-shaped ring ( 20 ) with a hollow ring formed of sheet metal ( 22 ) are joined to the integral part. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei schalenförmige Teile (24, 26) umfassend jeweils einen Ringträgerbereich (28) und einen Kühlkanalbereich (30) zu dem Integralteil (18) gefügt sind.Piston according to claim 1, characterized in that at least two cup-shaped parts ( 24 . 26 ) each comprising a ring carrier region ( 28 ) and a cooling channel area ( 30 ) to the integral part ( 18 ) are joined. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ölversorgungskanal (10) in das Integralteil (18) integriert ist.Piston according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one oil supply channel ( 10 ) into the integral part ( 18 ) is integrated. Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, umfassend folgende Schritte. • Herstellen eines Integralteiles (18) umfassend einen Kolbenringträger (8) und einen Kühlkanal (6), • Einlegen des Integralteils (18) in ein Kolbengießwerkzeug, • Gießen des Kolbens (2) bei gleichzeitigem Umgießen des Integralteils (18).A method of manufacturing a piston for an internal combustion engine according to claim 1, comprising the following steps. • producing an integral part ( 18 ) comprising a piston ring carrier ( 8th ) and a cooling channel ( 6 ), • inserting the integral part ( 18 ) into a piston casting tool, • casting the piston ( 2 ) while simultaneously casting over the integral part ( 18 ). Verfahren zur Herstellung eines Kolbens (2) für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, umfassend folgende Schritte: • Herstellen von mindestens zwei Halbschalen (24, 26) mit einem Ringträgerbereich (28) und einem Kühlkanalbereich (30), • Fügen der Halbschalen (24, 26) zu einem Integralteil (18).Method for producing a piston ( 2 ) for an internal combustion engine according to claim 5, comprising the following steps: • producing at least two half-shells ( 24 . 26 ) with a ring carrier region ( 28 ) and a cooling channel area ( 30 ), • joining the half shells ( 24 . 26 ) to an integral part ( 18 ). Verfahren zur Herstellung eines Kolbens (2) für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, umfassend folgende Schritte: • Herstellen eines im Querschnitt weitgehend U-förmigen Ringes (20), • Formen eines hohlen Ringes (22), • Fügen des hohlen Ringes und des U-förmigen Ringes (20) zu einem Integralteil (18).Method for producing a piston ( 2 ) for an internal combustion engine according to claim 5, comprising the following steps: • producing a cross-sectionally substantially U-shaped ring ( 20 ), • forms of a hollow ring ( 22 ), • joining the hollow ring and the U-shaped ring ( 20 ) to an integral part ( 18 ). Verfahren zur Herstellung eines Kolbens (2) für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, • dass ein Profil mit dem Querschnitt des Integralteiles (18) durch Strangpressen hergestellt wird, • anschließend zu einem Ring gelegt wird und • an seinen Enden durch eine Fügeverfahren kühlmitteldicht zusammengefügt wird.Method for producing a piston ( 2 ) for an internal combustion engine according to claim 5, characterized in that • a profile with the cross section of the integral part ( 18 ) is produced by extrusion, • is then placed in a ring and • is joined at its ends by means of a coolant-tight joining process. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an eine Halbschale (24, 26) oder an den hohlen Ring (22) mindestens ein Rohr (32) als Ölversorgungskanal (10) angefügt wird.Method according to one of claims 5 to 8, characterized in that on a half-shell ( 24 . 26 ) or to the hollow ring ( 22 ) at least one pipe ( 32 ) as an oil supply channel ( 10 ) is added. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Rohr (32) durch einen Tiefziehprozess der einen Halbschale (24) oder während des Formens des hohlen Rings (22) ausgeformt wird.Method according to one of claims 5 to 8, characterized in that the at least one tube ( 32 ) by a deep-drawing process of a half-shell ( 24 ) or during the molding of the hollow ring ( 22 ) is formed. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der mindestens zwei Ölversorgungskanäle (10, 12) nach dem Eingießen des Integralteils (18) durch eine Bohrung eingebracht wird.Method according to one of claims 5 to 8, characterized in that at least one of the at least two oil supply channels ( 10 . 12 ) after pouring the integral part ( 18 ) is introduced through a bore.
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