DE3831285A1 - Verfahren zur herstellung eines kolbens einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines kolbens einer brennkraftmaschine

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her­ stellung eines Kolbens einer Brennkraftmaschine, insbe­ sondere ein Verfahren zum Herstellen eines Kolbens einer Brennkraftmaschine, bei dem ein Ölkühlkanalabschnitt mit Hilfe eines löslichen Formkernes hergestellt wird.
Ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung eines Kolbens dieser Art ist beispielsweise in der offengelegten japa­ nischen Patentanmeldung 60-1 66 158 vom 29. August 1985 be­ schrieben. Hierbei wird der Umfang der oberen Ringnut des Kolbens durch ein Aggregat aus einer anorganischen Faser oder aus einem porösen Metall verstärkt, und der lösliche Kern wird mit der Innenseite des Aggregates aus der anor­ ganischen Faser verbunden, welches als Bewehrungselement dient, um einen Ölkühlkanalabschnitt in der Nähe der oberen Ringnut auszubilden. Der untere Teil des löslichen Kernes ist mit feinen Löchern versehen, und der obere Teil der Form besitzt drei Stangen. An den oberen Enden der Stangen sind Stifte ausgebildet, die in die feinen Löcher des löslichen Kernes eingesetzt werden.
In diesem Zustand wird der einzige lösliche Kern in der Form gehalten und in die Gießform eingesetzt. Nach dem Gießen wird der lösliche Kern aufgeschmolzen, und der Ölkühlkanal wird ausgebildet.
Da jedoch bei diesem Stand der Technik der einzige lösliche Kern in der Form gehalten wird und das Aggregat aus der an­ organischen Faser zerbrechlich ist, wird dieses Aggregat manchmal beim Gießen zerbrochen, wenn es am löslichen Kern haftet. Hierdurch wird die Produktivität des Kolbenherstell­ verfahrens herabgesetzt, und es wird eine Röntgenunter­ suchung erforderlich. Wenn ein poröses Metall verwendet wird, entsteht dieser Nachteil nicht. Ein solches poröses Metall ist jedoch teuer, so daß daher die Herstellkosten des Kolbens ansteigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der angegebenen Art zu schaffen, das eine besonders hohe Pro­ duktivität gewährleistet.
Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung eines Ver­ fahrens, mit dem die Herstellkosten des Kolbens herabgesetzt werden können.
Desweiteren soll erfindungsgemäß das Gewicht des Kolbens herabgesetzt werden.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens einer Brenn­ kraftmaschine gelöst, das die folgenden Schritte umfaßt: Halten eines löslichen Kernes an einer Vielzahl von ersten vorstehenden Abschnitten und einer Vielzahl von zweiten vorstehenden Abschnitten, die an einem Strebenelement aus­ gebildet sind, um eine thermische Ausdehnung des Kolbens zu verhindern, wobei die ersten vorstehenden Abschnitte einen Biegeabschnitt aufweisen, der nach außen gebogen ist, so daß er sich entlang einer Fläche des löslichen Kernes erstreckt, und wobei die zweiten vorstehenden Abschnitte einen Schneid­ abschnitt besitzen, Eingießen des Strebenelementes, das den löslichen Kern im Kolben hält, nachdem das Strebenelement an die Innenseite eines Aggregates aus einer anorganischen Faser befestigt worden ist, die sich in einer unteren Form befindet, Verstärken des Umfangs einer oberen Ringnut durch Komplexverstärken des Aggregates aus der anorganischen Faser und Wegschmelzen des löslichen Kernes, der in den Kolben zur Ausbildung eines Ölkühlkanales gegossen worden ist, durch Eingießen von Wasser.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die vor­ stehend genannte Aufgabe durch ein Herstellverfahren für den Kolben einer Brennkraftmaschine gelöst, das die folgenden Schritte umfaßt: Halten eines löslichen Kernes an einer Vielzahl von ersten vorstehenden Abschnitten und einer Viel­ zahl von zweiten vorstehenden Abschnitten sowie einer Viel­ zahl von dritten vorstehenden Abschnitten, die in einem Paar von geraden Abschnitten eines Strebenelementes ausgebildet sind, um eine thermische Ausdehnung des Kolbens zu verhin­ dern, wobei die ersten vorstehenden Abschnitte einen Biege­ abschnitt aufweisen, der nach außen gebogen ist, so daß er entlang der Innenfläche des löslichen Kernes verläuft, und die zweiten vorstehenden Abschnitte einen gekrümmten Halte­ abschnitt besitzen, der nach innen weist, so daß er entlang der Unterfläche und Innenfläche des löslichen Kernes ver­ läuft, Eingießen des Strebenelementes, das den löslichen Kern im Kolben hält, und Wegschmelzen des löslichen Kernes, der im Kolben gegossen ist, durch Eingießen von Wasser, um einen Ölkühlkanal auszubilden.
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu­ tert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Kol­ ben, der durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt worden ist;
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Strebenelement, das einen löslichen Kern bei dem erfin­ dungsgemäß ausgebildeten Verfahren hält;
Fig. 3 eine Vorderansicht des Gegenstandes der Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt durch eine Gießform im fertiggestellten Zustand, die bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Verfahren eingesetzt wird;
Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch einen anderen Kolben, der durch ein anderes erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt worden ist;
Fig. 6 eine Draufsicht auf ein Strebenelement, das einen löslichen Kern bei einem ande­ ren erfindungsgemäßen Verfahren hält;
Fig. 7 eine Vorderansicht des Gegenstandes der Fig. 5;
Fig. 8 einen Schnitt im wesentlichen entlang Linie A-A in Fig. 5;
Fig. 9 einen Schnitt im wesentlichen entlang Linie B-B in Fig. 6; und
Fig. 10 einen Schnitt durch eine Gießform im fertigen Zustand, die bei einem anderen erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird.
Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, wird ein Kolben 10 durch Hochdruckgießen geformt und ist mit einem Kopfabschnitt 14, einem Mantelabschnitt 15, einem Bolzen-Augenabschnitt 17 und einem Loch 18 versehen. Eine obere Ringnut 11, eine zweite Ringnut 13 und eine Ölringnut sind an der Außenfläche des Kopfabschnittes 14 ausgebildet. Die obere Ringnut ist über ein Aggregat 12 aus einer anorganischen Faser mit dem als Basismaterial dienenden Aluminium komplexverstärkt. Ein kreisförmiger Ölkühlkanal 20 ist in der Nähe der Innenseite der oberen Ringnut 13 im Kopfabschnitt 14 a ausgebildet. Ein metallisches Strebenelement 30 ist in den Kolben 10 einge­ gossen, um eine thermische Ausdehnung des Kolbens 10 zu ver­ hindern, und hält einen löslichen Kern 21, wie beispielsweise einen Salzkern, um den Ölkühlkanal 20 durch Gießen auszubil­ den. Der Ölkühlkanal 20 steht mit einer Öleinlaßöffnung 22 und einer Ölauslaßöffnung 23 in Verbindung.
Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, besteht das als Stahlplatte ausgebildete Strebenelement 30 aus einer Vielzahl von ersten vorstehenden Abschnitten 31, die einen Biegeabschnitt 31 a aufweisen, welcher an seinem Ende auswärts gebogen ist, so daß er sich entlang einer Fläche des löslichen Kernes 21 er­ streckt, und einer Vielzahl von zweiten vorstehenden Ab­ schnitten 32, die einen Schneidabschnitt 32 a besitzen. Das Strebenelement 30 besitzt ein Paar von geraden Abschnitten 30 a und ein Paar von kreisbogenförmigen Abschnitten 30 b, die in der Richtung des Mantelabschnittes 15 angeordnet sind. Jeder vorstehende Abschnitt ist im geraden Abschnitt 30 a vorgesehen, so daß er die Dicke des Mantel-Schulter-Ab­ schnittes 15 a nicht erhöht. Der Schneidabschnitt 32 a der zweiten vorstehenden Abschnitte 32 ist mit einer ersten Schneidfläche 32 b versehen, die sich in Axialrichtung des Kolbens 10 erstreckt, und mit einer zweiten Schneidfläche 32 c, die in Durchmesserrichtung des Kolbens 10 verläuft. Beim Gießvorgang wird der lösliche Kern 21, der den Öl­ kühlgang 20 bildet, durch Schnappsitz am Strebenelement 30 installiert. Die ersten vorstehenden Abschnitte 31 stehen mit der Innenfläche des löslichen Kernes 21 und die zweiten vorstehenden Abschnitte 32 mit der Außenfläche des lös­ lichen Kernes 21 in Eingriff. In diesem Zustand wird der lösliche Kern 21 durch den ersten vorstehenden Abschnitt 31 gehalten und in der in Fig. 2 angedeuteten Richtung A fest­ gelegt. Er wird ferner durch die erste Schneidfläche 32 b des Schneidabschnitts 32 a des zweiten vorstehenden Abschnittes 32 gehalten und in Richtung B in Fig. 2 festgelegt. Deswei­ teren wird der lösliche Kern 21 durch die zweite Schneid­ fläche 32 c des Schneidabschnitts 32 a des zweiten Vorsprungs 32 gehalten und in Richtung C festgelegt.
Beim Gießen wird der lösliche Kern 21, der an jedem vor­ stehenden Abschnitt des Strebenelementes 30 installiert ist, an der Innenseite des Aggregates 12 aus der anorganischen Faser angeordnet, das in eine Ringnut 40 a einer unteren Form 40 eingesetzt worden ist. Der lösliche Kern 21 wird so an­ geordnet, daß er mit dem Aggregat 12 aus der anorganischen Faser nicht in Kontakt steht, indem das Strebenelement 30 in einen Einstellabschnitt 50 b einer Form 50 a eingesetzt wird, welche eine Stanzform 50 bildet, wie in Fig. 4 gezeigt. Mit 60 ist eine Gleitform bezeichnet, und diese Gleitform 60 bildet zusammen mit der Stanzform 50 und der unteren Form 40 den Formhohlraum 70.
Indem unter diesen Bedingungen Metall in den Formhohlraum 70 gegossen wird, wird das Aggregat 12 aus der anorganischen Faser eingegossen, ohne daß es während des Gießens zer­ bricht, so daß auf diese Weise der Innenumfang der oberen Ringnut 11 verstärkt wird und sowohl der lösliche Kern 21, der den Ölkühlkanal 20 bildet, als auch das Strebenelement 30, das den löslichen Kern 21 fixiert, eingegossen werden.
Nach dem Gießen werden eine Öleinlaßöffnung 22 und eine Öl­ auslaßöffnung 23 so im Kolben 10 ausgebildet, daß sie in Richtung auf den löslichen Kern 21 weisen. Indem man Wasser in die Öleinlaßöffnung 22 gießt, schmilzt der lösliche Kern 21, wodurch der Ölkühlkanal 20 ausgebildet wird. Durch Fräs­ vorgänge werden in der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 10 die obere Ringnut 11, die zweite Ringnut 13 und die Ölring­ nut 16 hergestellt.
Da bei dieser Ausführungsform die Position des löslichen Kernes 21 relativ zum Aggregat 12 aus der anorganischen Faser durch die Vorsprünge des Strebenelementes 30 beim Gießen festgelegt wird, ist es möglich, ein Brechen des Aggregats aus der anorganischen Faser zu verhindern und den Ölkühlkanal 20 relativ zur oberen Ringnut 11 gleichmäßig herzustellen. Auf diese Weise kann man den Kühlwirkungsgrad in bezug auf den Umfang der oberen Ringnut verbessern. Da desweiteren die Vorsprünge des Strebenelementes 30 nicht in den Mantel-Schulter-Abschnitt 15 a des Kolbens 10 eingegossen sind, kann man auf eine überflüssige Dicke verzichten und das Gewicht des Kolbens 10 reduzieren. Da auf diese Weise die Härte des Mantel-Schulter-Abschnittes herabgesetzt wird, ist es möglich, ein Ansteigen des Oberflächendrucks des Mantelabschnittes 15 durch ein Ansteigen der Härte des Man­ tel-Schulter-Abschnittes 15 a und die Erzeugung von Riefen aufgrund einer Erhöhung der Härte des Mantel-Schulter-Ab­ schnittes 15 a zu verhindern.
Fig. 5 zeigt einen weiteren Kolben 110, der durch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt worden ist. Gemäß Fig. 5 wurde ein Kolben 110 durch Hochdruckgießen hergestellt und ist mit einem Kopf­ abschnitt 114, einem Mantelabschnitt 115, einem Bolzen- Augen-Abschnitt 117 und einem Loch 118 versehen. Eine obere Ringnut 111, eine zweite Ringnut 113 und eine Ölringnut 116 sind auf der Außenfläche des Kopfabschnitts 114 des Kolbens 110 ausgebildet. Ein kreisförmiger Ölkühlkanal 120 ist in der Nähe der Innenseite der oberen Ringnut 111 im Kopfab­ schnitt 114 ausgeformt. Der Ölkühlkanal 120 steht mit einer Öleinlaßöffnung 122 und einer Ölauslaßöffnung 123 in Ver­ bindung, die im Kolben 110 ausgebildet sind, um das von einer Öldüse (nicht gezeigt) abgegebene Öl im Ölkühlkanal 120 zirkulieren zu lassen.
Ein metallisches Strebenelement 130 ist in den Kolben 110 eingegossen, um eine thermische Ausdehnung des Kolbens 110 zu verhindern, und hält einen löslichen Kern 121 zur Aus­ bildung des Ölkühlkanales 120 durch Gießen, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt.
Wie die Fig. 6, 7, 8 und 9 zeigen, ist das aus einer Stahlplatte bestehende Strebenelement 130 kreisförmig aus­ gebildet und mit einem Paar von geraden Abschnitten 130 a versehen, die gegenüberliegend angeordnet sind, sowie mit einem Paar von kreisbogenförmigen Abschnitten 130 b, wie dies bei der Ausführungsform der Fig. 1 der Fall ist. Ein erster vorstehender Abschnitt 131 ist am mittleren Abschnitt eines jeden geraden Abschnittes 130 a ausgebildet. Ein Paar von zweiten vorstehenden Abschnitten 132 und ein Paar von dritten vorstehenden Abschnitten 133 sind derart an den geraden Abschnitten 130 a ausgebildet, daß sie sich auf einer Diagonalen befinden. Die ersten vorstehenden Abschnitte 131 besitzen einen Biegeabschnitt 131 a, der an seinem Ende nach außen gebogen ist, so daß er entlang der Innenfläche des löslichen Kernes 121 verläuft. Die ersten vorstehenden Ab­ schnitte 131 legen die Position des löslichen Kernes 121 in der Richtung A (von vorne nach hinten) und der Richtung C (von oben nach unten) fest. Die zweiten vorstehenden Ab­ schnitte 132 besitzen einen gekrümmten Halteabschnitt 132 a, der an seinem Ende nach innen gebogen ist, so daß er entlang einer unteren Fläche und einer Innenfläche des löslichen Kernes 121 verläuft. Eine Vertikalfläche 132 b der gekrümmten Halteabschnitte 132 a, die die Innenfläche des löslichen Kernes 121 lagert, legt die Position des löslichen Kernes in der Richtung B fest, während eine Horizontalfläche 132 c der gekrümmten Halteabschnitte 132 a, die die untere Fläche des löslichen Kernes lagert, die Position des Kernes in Richtung C festlegt. Desweiteren legen die dritten vorstehenden Ab­ schnitte 133 die Position des löslichen Kernes 121 in der Richtung C fest.
Beim Gießen wird der lösliche Kern 121 im Schnappsitz an jedem vorstehenden Abschnitt des Strebenelementes 130 gehal­ ten und am Strebenelement 130 in den Richtungen A, B und C in seiner Position fixiert. In diesem Zustand wird das Strebenelement 130, das den löslichen Kern 121 hält, an einem Einstellabschnitt einer Form 150 a, die eine Stanzform 150 bildet, installiert, wobei auf diese Weise die Position des Elementes relativ zur Form 150 festgelegt wird, wie in Fig. 10 gezeigt. Dann werden durch Gießen von Metall in den Hohlraum 170 unter diesen Bedingungen sowohl der lösliche Kern 121, der den Ölkühlkanal 120 bildet, als auch die Strebe 130, die den löslichen Kern 121 hält, gegossen. Mit 140 ist eine untere Form und mit 160 eine Gleitform be­ zeichnet, die zusammen mit der Stanzform 150 und der unteren Form 140 den Formhohlraum 170 bildet.
Nach dem Gießen werden die Öleinlaßöffnung 122 und die Öl­ auslaßöffnung 123 im Kolben 110 ausgebildet, so daß beide Öffnungen 122, 123 in Richtung auf den löslichen Kern 121 weisen. Durch Gießen von Wasser in die Öleinlaßöffnung 122 schmilzt der lösliche Kern 121 auf, so daß auf diese Weise der Ölkühlkanal 120 gebildet wird. Durch entsprechende Fräsvorgänge werden in der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 110 die obere Ringnut 111, die zweite Ringnut 113 und die Ölringnut 116 hergestellt.
Da bei dieser Ausführungsform die Position des löslichen Kernes 121 relativ zum Strebenelement 130 in einfacher Weise durch jeden vorstehenden Abschnitt des Strebenelementes 130 beim Gießen festgelegt wird, ist es möglich, den Ölkühlkanal 120 relativ zur oberen Ringnut 111 gleichmäßig und einfach herzustellen und auf diese Weise die Herstellkosten des Kolbens 110 herabzusetzen. Daher kann ein Festsetzen des oberen Kolbenringes bei hohen Temperaturen verhindert wer­ den. Da desweiteren jeder vorstehende Abschnitt des Streben­ elementes 130 nicht in den Mantel-Schulter-Abschnitt 115 a des Kolbens 110 eingegossen ist, ist es möglich, auf über­ flüssige Dicke zu verzichten und das Gewicht des Kolbens 110 herabzusetzen. Da auf diese Weise die Härte des Mantel- Schulter-Abschnitts 115 reduziert wird, kann man ein Anstei­ gen des Oberflächendrucks am Mantelabschnitt 115 durch ein Ansteigen der Härte des Mantel-Schulter-Abschnitts 115 a sowie die Erzeugung von Riefen aufgrund eines Anstieges der Härte des Mantel-Schulter-Abschnitts 115 a verhindern.
Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zum Herstellen eines Kolbens einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, das die folgenden Schritte umfaßt: Halten eines löslichen Kernes an einer Vielzahl von ersten vorstehenden Abschnitten und einer Vielzahl von zweiten vorstehenden Abschnitten sowie einer Vielzahl von dritten vorstehenden Abschnitten, die in einem Paar von geraden Abschnitten eines Strebenelementes ausgebildet sind, um eine thermische Ausweitung des Kolbens zu verhindern, wobei die ersten vorstehenden Abschnitte einen Biegeabschnitt besitzen, der nach außen gebogen ist, so daß er entlang einer Innenfläche des löslichen Kernes verläuft, und die zweiten vorstehenden Abschnitte einen ge­ krümmten Halteabschnitt aufweisen, der nach innen gebogen ist, so daß er entlang einer Unterfläche und Innenfläche des löslichen Kernes verläuft, Eingießen des Strebenelementes, das den löslichen Kern hält, in den Kolben und Wegschmelzen des in den Kolben eingegossenen löslichen Kernes durch Ein­ gießen von Wasser, um einen Ölkühlkanal auszubilden. Auf diese Weise kann ein Kolben mit niedrigem Gewicht und einem hohen Kühlwirkungsgrad hergestellt werden. Desweiteren ist es durch dieses Verfahren möglich, die Herstellkosten des Kolbens herabzusetzen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen eines Kolbens einer Brenn­ kraftmaschine, gekennzeichnet durch:
Halten eines löslichen Kernes an einer Vielzahl von ersten vorstehenden Abschnitten und einer Vielzahl von zweiten vorstehenden Abschnitten, die in einem Streben­ element ausgebildet sind, um eine thermische Ausdehnung des Kolbens zu verhindern, wobei die ersten vorstehen­ den Abschnitte einen Biegeabschnitt aufweisen, der nach außen gebogen ist, so daß er sich entlang einer Fläche des löslichen Kernes erstreckt, und die zweiten vorstehenden Abschnitte einen Schneidabschnitt be­ sitzen;
Eingießen des Strebenelementes, das den löslichen Kern hält, in den Kolben, nachdem das Strebenelement an der Innenseite eines Aggregates aus einer anorganischen Faser, das sich in einer unteren Form befindet, ange­ ordnet worden ist;
Verstärken des Umfanges einer oberen Ringnut durch Komplexverstärken des Aggregates aus der anorganischen Faser; und
Wegschmelzen des löslichen Kernes, der in den Kolben eingegossen ist, durch Eingießen von Wasser, um einen Ölkühlkanal auszubilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Strebenelement mit einem Paar von geraden Abschnitten, die gegenüberliegend angeord­ net sind, und einem Paar von kreisbogenförmigen Ab­ schnitten versehen ist, die gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die ersten vorstehenden Abschnitte und die zweiten Abschnitte an den geraden Abschnitten des Strebenelementes ausgebildet sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der lösliche Kern im Schnappsitz an den ersten und zweiten vorstehen­ den Abschnitten des Strebenelementes gehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die ersten vorstehenden Abschnitte mit der Innenfläche des löslichen Kernes und die zweiten vorstehenden Abschnitte mit der Außen­ fläche des Kernes in Eingriff stehen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schneidabschnitt der zweiten vorstehenden Abschnitte mit einer ersten Schneidfläche, die sich in Axialrichtung des Kolbens erstreckt, und einer zweiten Schneidfläche, die sich in diametraler Richtung des Kolbens erstreckt, versehen ist.
6. Verfahren zum Herstellen eines Kolbens einer Brenn­ kraftmaschine, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Halten eines löslichen Kernes an einer Vielzahl von ersten vorstehenden Abschnitten und einer Vielzahl von zweiten vorstehenden Abschnitten sowie einer Vielzahl von dritten vorstehenden Abschnitten, die in einem Paar von geraden Abschnitten eines Strebenelementes ausge­ bildet sind, um eine thermische Ausdehnung des Kolbens zu verhindern, wobei die ersten vorstehenden Abschnitte einen Biegeabschnitt aufweisen, der auswärts gebogen ist, so daß er sich entlang einer Innenfläche des lös­ lichen Kernes erstreckt, und die zweiten vorstehenden Abschnitte einen gekrümmten Halteabschnitt aufweisen, der einwärts gebogen ist, so daß er sich entlang einer Unterfläche und Innenfläche des löslichen Kernes er­ streckt;
Eingießen des Strebenelementes, das den löslichen Kern hält, in den Kolben; und
Wegschmelzen des löslichen Kernes, der in den Kolben gegossen ist, durch Eingießen von Wasser, um einen Öl­ kühlkanal auszubilden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Strebenelement mit einem Paar von geraden Abschnitten, die gegenüberliegend angeordnet sind, und einem Paar von kreisbogenförmigen Abschnit­ ten, die gegenüberliegend angeordnet sind, versehen ist, wobei die ersten vorstehenden Abschnitte in der Mitte der geraden Abschnitte und die zweiten vorstehen­ den Abschnitte und dritten vorstehenden Abschnitte der­ art an den geraden Abschnitten ausgebildet sind, daß sie sich auf einer Diagonalen befinden.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der lösliche Kern im Schnappsitz an den ersten und zweiten vorstehenden Abschnitten des Strebenelementes gehalten wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ersten vorstehenden Abschnitte mit einer inneren, unteren und oberen Fläche des lös­ lichen Kernes und die zweiten vorstehenden Abschnitte mit einer unteren und inneren Fläche des löslichen Kernes sowie die dritten vorstehenden Abschnitte mit einer unteren Fläche des löslichen Kernes in Eingriff stehen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die gekrümmten Halteabschnitte der zweiten vorstehenden Abschnitte mit einer Vertikal­ fläche und einer Horizontalfläche versehen sind.
DE3831285A 1987-09-17 1988-09-14 Verfahren zur herstellung eines kolbens einer brennkraftmaschine Granted DE3831285A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4005312A1 (de) * 1989-02-22 1990-08-23 Aisin Seiki Verfahren und kernkonstruktion zur herstellung eines brennkraftmaschinenkolbens

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5147094A (en) * 1989-03-31 1992-09-15 Leber Corporation Substantially zero leakage path sealing assembly with insulating member
US5361824A (en) * 1990-05-10 1994-11-08 Lanxide Technology Company, Lp Method for making internal shapes in a metal matrix composite body
JP3173060B2 (ja) * 1991-09-30 2001-06-04 アイシン精機株式会社 内燃機関用ピストンの製造方法
US5408916A (en) * 1993-09-07 1995-04-25 Ford Motor Company Piston having a liner and method for manufacturing same
JPH09151786A (ja) * 1995-11-30 1997-06-10 Aisin Seiki Co Ltd 内燃機関用ピストンの製造方法
DE19701085A1 (de) * 1997-01-15 1998-07-16 Kolbenschmidt Ag Verfahren und Anordnung zum Herstellen eines Ringträgerkolbens
DE19810883A1 (de) * 1998-03-13 1999-09-16 Ks Kolbenschmidt Gmbh Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen
DE10105762A1 (de) * 2001-02-08 2002-08-29 Ks Kolbenschmidt Gmbh Kühlkanal für Kolben mit Aufweitungen
US6682315B2 (en) * 2001-11-28 2004-01-27 Caterpillar Inc Axial piston pump barrel with a cast high pressure collection cavity
DE10325917A1 (de) * 2003-06-07 2005-03-31 Mahle Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor und Gießverfahren zu dessen Herstellung
US7406941B2 (en) * 2004-07-21 2008-08-05 Federal - Mogul World Wide, Inc. One piece cast steel monobloc piston
JP2006258013A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Toyota Motor Corp 内燃機関用のピストンおよびそのピストンを有する内燃機関
DE102005061075A1 (de) * 2005-12-21 2007-06-28 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102007018932A1 (de) * 2007-04-21 2008-10-23 Ks Kolbenschmidt Gmbh Belastungsoptimierter Innenraum eines Kolbens
DE102009033402A1 (de) * 2009-07-15 2011-01-27 Lahnwerk Gmbh Formeinlage für einen Gießkern und/oder eine Gießform sowie Gießkern und/oder Gießform mit einer Formeinlage
DE102011082935A1 (de) * 2011-09-19 2013-03-21 Mahle International Gmbh Gießform eines Kolbens

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3807986C2 (de) * 1987-03-12 1989-05-03 Aisin Seiki K.K., Kariya, Aichi, Jp

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2402337A1 (de) * 1974-01-18 1975-07-31 Schmidt Gmbh Karl Verfahren zur herstellung eines leichtmetallkolbens mit einem in seinem kopfteil angeordneten ringfoermigen kuehlkanal
DE2917208A1 (de) * 1979-04-27 1980-12-04 Alcan Aluminiumwerke Giesskern zur erzeugung schwer zugaenglicher hohlraeume in gusstuecken, sowie verfahren zu dessen herstellung
GB2123727B (en) * 1982-06-25 1985-11-20 Ae Plc Pressure-casting pistons
JPS59218342A (ja) * 1983-05-26 1984-12-08 Honda Motor Co Ltd 内燃機関用繊維強化軽合金ピストン
US4506632A (en) * 1983-07-28 1985-03-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Piston assembly with cooling lubricant reservoir defining member engaged to piston pin mounting bosses
JPS60166158A (ja) * 1984-02-07 1985-08-29 Izumi Jidosha Kogyo Kk 内燃機関用ピストンの製造方法
JPS611446A (ja) * 1984-06-13 1986-01-07 Izumi Jidosha Kogyo Kk 内燃機関用ピストンの製造方法
US4614219A (en) * 1985-04-19 1986-09-30 General Motors Corporation Foundry core for crosshead piston head member
US4599936A (en) * 1985-04-22 1986-07-15 Wickes Manufacturing Company Integral strut and piston groove protector
JPH0415968Y2 (de) * 1985-10-18 1992-04-09
DE3721021A1 (de) * 1986-06-27 1988-01-21 Aisin Seiki Verfahren zur herstellung eines brennkraftmaschinenkolbens

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3807986C2 (de) * 1987-03-12 1989-05-03 Aisin Seiki K.K., Kariya, Aichi, Jp

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4005312A1 (de) * 1989-02-22 1990-08-23 Aisin Seiki Verfahren und kernkonstruktion zur herstellung eines brennkraftmaschinenkolbens

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Publication number Publication date
US4891875A (en) 1990-01-09
DE3831285C2 (de) 1990-06-21

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