DE4446726A1 - Verfahren zur Herstellung eines einteiligen Kühlkanalkolbens - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines einteiligen Kühlkanalkolbens

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines einteiligen Kühlkanalkolbens mit den Merkmalen nach dem An­ spruch 1.
Ein derartiger aus Stahl im Gießverfahren hergestellter Kolben ist aus der Praxis bekannt. Um hierbei einen ge­ schlossenen Kühlkanal zu erhalten, müssen auslösbare Gieß­ kerne verwendet werden, die das Herstellungsverfahren ver­ komplizieren und verteuern.
Vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, auf konstruktiv einfache Weise einen einteiligen Kühlkanalkol­ ben herzustellen, der einen geschlossenen Kühlkanal auf­ weist.
Gelöst wird dieses Problem mit einem Verfahren zur Herstel­ lung eines einteiligen Kühlkanalkolbens mit den Merkmalen nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Zum Stand der Technik ist noch auf die Ausführung eines Ge­ lenkkolbens (Pendelschaftkolben) hinzuweisen, bei dem der Kolbenkopf getrennt vom Kolbenschaft nur über den Kolben­ bolzen mit diesem verbunden ist (siehe beispielsweise DE- OS 36 43 039). Bei einem derartigen Gelenkkolben ist im Kolbenkopf ein nach unten offener Kühlkanal vorgesehen, der durch einen geteilten Blechring verschlossen ist. Die Her­ stellung eines derartigen Kühlkanals ist nur durch die Zweiteilung des Kolbens möglich, was jedoch zu einem erhöh­ ten Aufwand bei der Fertigung des Gelenkkolbens führt, da z. B. der Kolbenschaft getrennt zusätzlich bearbeitet werden muß. Außerdem benötigt dieser Gelenkkolben gegenüber dem einteiligen Kolben nach der Erfindung einen längeren Kol­ benbolzen, wodurch das Gewicht erhöht wird.
Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter ein­ teiliger Kühlkanalkolben ist nachstehend anhand eines be­ vorzugten, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Kolben­ rohling in Seitenansicht im Schnitt,
Fig. 2 eine Unteransicht des Kolbenrohlings,
Fig. 3 einen fertigbearbeiteten Kolben in Seitenansicht im Teilschnitt,
Fig. 4 eine Unteransicht des fertigbearbeiteten Kolbens tlw. im Schnitt.
In der Fig. 1 und 2 ist ein einteiliger Kolbenrohling 1 dargestellt, der nach einem bekannten Gesenkschmiedeverfah­ ren hergestellt ist. Mit strichpunktierten Linien ist die Kontur des fertigen Kolbens angedeutet. Der Kolbenrohling 1 umfaßt einen Kolbenkopf 2 mit dem späteren Kolbenringband 3, einen Kolbenschaft 4 und an den Kolbenkopf 2 angehängte Kolbennaben 5 und kann aus einem schmiedbaren Stahl oder einer Al-Legierung hergestellt sein.
In der Fig. 3 und 4 ist der nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren hergestellte fertigbearbeitete Kolben 6 dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt wird bei dem Kolbenroh­ ling 1 eine ringförmige Ausnehmung 7 durch spanabhebende Bearbeitung (Drehen) angebracht, wobei deren axiale Höhe geringfügig größer als die Höhe des späteren Kühlkanals 8 ist. Hierdurch wird der Kolbenkopf 2 vom Kolbenschaft 4 so getrennt, daß der Kolbenschaft 4 nur noch über die Kolben­ naben 5 mit dem Kolbenkopf 2 verbunden ist. Zur Herstellung des nach unten offenen Kühlkanals 8 wird ein hakenförmiger Drehmeißel in die Ausnehmung 7 eingeführt und durch ent­ sprechende axiale und radiale Zustellung der Kühlkanal 8 mit seiner gewünschten Form ausgedreht. Anschließend werden Nabenbohrungen 9 in bekannter Weise eingebracht und die Au­ ßenkontur des Kolbens 6 spanabhebend fertigbearbeitet.
Zum Verschließen des nach unten offenen Kühlkanals 8 wird ein zweigeteilter Abdeckring 10 (z. B. eine geteilte Teller­ feder) vorgespannt in entsprechende Auflager am Kolbenkopf 2 eingebracht. Der Abdeckring 10 ist mit einer Zuführ- 11 und einer Abführöffnung 12 für das Kühlöl versehen.
Mit einem derartigen Verfahren wird auf kostengünstige Wei­ se ein einteiliger Kolben mit geschlossenem Kühlkanal her­ gestellt, der aufgrund seiner freien Werkstoffwahl - ge­ schmiedeter Stahl oder schmiedbare Al-Legierung - gegenüber im Gießverfahren hergestellte Kolben z. B. höhere Festigkei­ ten aufweist, so daß er für hochbelastete Dieselmotoren besser geeignet ist.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung eines einteiligen Kühlkanal­ kolbens, insbesondere für einen Dieselmotor, mit einem im Kolbenkopf auf Höhe des Kolbenringbandes ringförmig umlaufenden, geschlossenen Kühlkanal und einer zwischen Kolbenringband und kastenförmigem Kolbenschaft vorgese­ henen ringförmigen Ausnehmung, wobei der Kolbenschaft mit den am Kolbenkopf angehängten Kolbennaben verbunden ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • - ein Kolbenrohling (1) wird im Schmiedeverfahren hergestellt,
  • - die ringförmige Ausnehmung (7) wird durch spanabhe­ bende Bearbeitung angebracht,
  • - der nach unten offene Kühlkanal (8) wird mittels spanabhebender Bearbeitung eingebracht,
  • - Nabenbohrungen (9) werden angebracht und die Außen­ kontur des Kolbens (6) fertigbearbeitet,
  • - der unten offene Kühlkanal (8) wird durch einen Ab­ deckring (10) verschlossen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Höhe der ringförmigen Ausnehmung (7) mindestens der axialen Höhe des Kühlkanals entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckring (10) zweigeteilt ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Kühlkanals (8) ein hakenförmi­ ger Drehmeißel verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Kolbenmaterial ein schmiedbarer warmfester Stahl verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Kolbenmaterial eine schmiedbare Al-Legierung verwendet wird.
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