DE1577099C - Verfahren zum Herstellen eines Leicht metallkolben mit einem in seinem Kopfteil angeordneten, geschlossenen Ringkanal - Google Patents

Description

Bei der Herstellung eines Leichtmetallkolbens mit einem in seinem Kopfteil angeordneten Ringkanal ist es bekannt, von einem im wesentlichen vollzylindrischen Vorwerkstück auszugehen, in das eine den zu bildenden Ringkanal entsprechende Einlage aus einem Werkstoff eingegossen ist, der in einem den Kolbenwerkstoff nicht angreifenden Mittel löslich ist. Aus diesem Vorwerkstück wird durch Hohlpressen ein Kolben hergestellt, und es wird dann, nachdem man die Einlage durch Anbohren des Kolbens teilweise freigelegt hat, der Einlagenwerkstoff durch Einführen des Lösungsmittels herausgelöst. Der nunmehr freigelegte Kanal wird beim fertigen Kolben gewöhnlich zum Durchleiten eines Kühlmittels benutzt.

Um die Einlage bei der Herstellung des Vorwerk-Stückes in der Gießform festhalten zu können, ist es notwendig, Haltestifte zu verwenden, die aus einem Werkstoff bestehen müssen, dessen Schmelzpunkt höher ist als derjenige des Leichtmetalls. Da nach dem bisher bekannten Verfahren diese Haltestifte im Kolben verblieben, mußten sie außerdem aus einem Werkstoff bestehen, der durch das Lösungsmittel nicht angegriffen wird. Ein solcher Werkstoff ist z. B. eine hochnickelhaltige Stahllegierung.

Es hat sich nun als nachteilig herausgestellt, daß die bisher verwendeten Stahlstifte ein höheres spezifisches Gewicht aufweisen als der Kolbenwerkstoff und daher den beim Betrieb des Kolbens auftretenden Massenkräften stärker unterworfen sind, weshalb die Stifte sich im Betrieb lockern und gegebenenfalls herausfallen. Dabei tritt nicht nur Kühlmittel aus dem Ringkanal in den Zylinder und gegebenenfalls in den Brennraum aus, sondern es können auch schwere Zerstörungen der Maschine durch die herausgefallenen Stahlteile verursacht werden.

Es liegt auf der Hand, daß diese Nachteile durch die Verwendung von Haltestiften aus Werkstoffen mit dem gleichen spezifischen Gewicht wie dem des Kolbenwerkstoffes vermieden werden könnten. Solche Stifte würden jedoch beim Umgießen der Einlage mit dem Leichtmetallwerkstoff wegschmelzen und daher ihre Funktion als Haltestifte nicht erfüllen können. Man glaubte deshalb die bekannten Haltestifte aus legiertem Stahl beibehalten zu müssen und versuchte, durch eine entsprechende Formgebung dieser Stifte eine formschlüssige, dem Herausfallen entgegenwirkende Verbindung zu schaffen. Durch diese Maßnahme konnte zwar das Herausfallen verzögert, aber nicht auf die Dauer verhindert werden.

Erfindungsgemäß werden nun die beschriebenen Nachteile dadurch vermieden, daß man zum Festhalten der Einlage in der Gießform Stifte aus einem höherschmelzenden Werkstoff beibehält, sie jedoch nach dem Gießen des Vorwerkstückes und vor dessen Weiterverarbeitung durch Hohlpressen herauszieht und, vorzugsweise nach vorhergehendem Aufbohren der dabei entstandenen Löcher, durch Stopfen aus Leichtmetall z. B. aus Rcinaluminium ersetzt. Dabei ist es vorteilhaft, Stopfen zu verwenden, die kurzer sind als der Abstand der äußeren Mantelfläche der Hinlage von der Mantelfläche des Kolbens, und diese kurzen Stopfen so einzusetzen, daß zwischen ihren Stirnseiten und den äußeren Mantelflächen der Einlage und des Kolbens Räume frei bleiben, die beim anschließenden Holilpressen geschlossen werden, wodurch eine fornischfüssige Einbettung der Stopfen bewirkt wird.

IJm /μ vermeiden, daß Kolbenwerkstoff beim Hohlpressen auch in die nach dem Ziehen der Haltestifte in der Einlage freigelegten Löcher eindringt und dort nach dem Herauslösen des Einlagenwerkstoffes verbleibt, ist es ferner zweckmäßig, diese Löcher vor dem Einführen der Leichtmetallstopfen durch kurze Bolzen aus dem Eintagenwerkstoff oder aus einem ebenso wie dieser lösbaren Werkstoff zu verschließen.

Die Haltestifte können bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens selbstverständlich aus gewöhnlichem Stahl oder einem anderen Werkstoff hergestellt werden, der gegen das zu verwendende Lösungsmittel nicht beständig ist.

In der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Verfahren an Hand eines Ausführungsbeispieles veranschaulicht.

F i g. 1 zeigt im Längsschnitt ein Vorwerkstück 1, das durch Umgießen einer z. B. aus Kupfer bestehenden ringförmigen Einlage 2 mit Leichtmetall hergestellt wurde. Zum Festhalten der Einlage in der Gießform wurden Haltestifte 3 aus Stahl verwendet.

Diese Haltestifte werden aus dem Vorwerkstück herausgezogen. (

Wie F i g. 2 zeigt, werden die dabei entstehenden Löcher 4 ganz oder, wie hier dargestellt, teilweise aufgebohrt und gegebenenfalls ausgerieben, so daß einen größeren Durchmesser aufweisende Löcher 5 entstehen. In diese Löcher sind bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel Leichtmetallstopfen 6 mit Preßsitz so eingeführt worden, daß zwischen ihren Stirnseiten und den äußeren Mantelflächen der Einlage 2 und des Vorwerkstückes 1 Räume frei bleiben. Vorher wurden in die in der Einlage 2 liegenden Teile der freigelegten Löcher kurze Bolzen 8 aus Kupfer od. dgl. eingesetzt.

Aus dem so präparierten Vorwerkstück wird durch Hohlpressen ein Kolben 7 hergestellt, der in Fig. 3 im Längsschnitt dargestellt ist. Wie ersichtlich, haben sich die vor und hinter den Stopfen 6 befindlichen Hohlräume beim Pressen geschlossen und haben auch die Stopfen selbst eine Deformation erlitten. Außerdem sind sie beim Pressen mit dem Kolbenwerkstoff verschweißt, so daß sie absolut festsitzen. Da sie exakt oder annähernd das gleiche / spezifische Gewicht wie der Kolbenwerkstoff aufweisen, ist eine Lockerung auch im Betrieb nicht zu befürchten.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Leichtmetallkolbens mit einem in seinem Kopfteil angeordneten geschlossenen Ringkanal durch Einlegen einer dem zu bildenden Ringkanal entsprechenden, mit Haltestiften aus einem höherschmelzenden Werkstoff, z. B. aus einer Stahllegierung versehenen Einlage in eine Gießform, Umgießen dieser Einlage mit Leichtmetall, Hohlpressen des so gewonnenen im wesentlichen vollzylindrischen Guß-Vorwerkstückes zu einem Kolben und Herauslösen der Einlage durch Einführen eines ihren Werkstoff auflösenden, den Kolbenwerkstoff jedoch nicht angreifenden Mittels, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltestifte (3) nach dem Gießen des Vorwerkstückes jedoch vor dem Weiterverarbeiten durch Holilpressen aus diesem herausgezogen und, vorzugsweise nach vorhergehendem Aufbohren der dabei entstandenen Löcher, Stopfen

(6) aus Leichtmetall, ζ. B. aus Reinaluminium eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Leichtmetallstopfen (6) Verwendung finden, die kürzer sind als der Abstand der äußeren Mantelfläche der Einlage (2) von der Mantelfläche des Kolbens, und daß diese Stopfen so eingesetzt werden, daß zwischen ihren Stirnseiten und der äußeren Mantelfläche der Einlage und des Kolbens Räume frei bleiben.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Herausziehen der Haltestifte (3) in der Einlage (2) entstehenden Löcher durch kurze Bolzen (8) aus demselben Werkstoff wie die Einlage verschlossen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen