DE7212560U - Heavy metal ring carrier for pistons - Google Patents

Description

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DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANNDR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE DR. RER. NAT. K. HOFFMANN PATENTANWALTSPATENT ADVOCATE D-SOOOMONCHEN 81 · ARABELtASTRASSE 4 ■ TELEFON (OtII) »11087D-SOOOMONCHEN 81 · ARABELtASTRASSE 4 ■ TELEPHONE (OtII) »11087

Alcan Aluminiumwerke: GmbH in Göttingen-WeendeAlcan Aluminumwerke: GmbH in Göttingen-Weende

Ringträger aus Schwermetall für KolbenHeavy metal ring carrier for pistons

Die Neuerung bezieht sich auf Ringträger aus Schwermetall für gekühlte Kolben aus Leichtmetall. Leichtmetallkolben mit einem Ringträger aus Schwermetall und hinter diesem Ringträger liegenden Kühlkanälen sind in mehreren Ausführungsformen bekannt. Beispielsweise werden nach dem OT-GM 1 725 II7 in den Kolben mehrteilige Glieder eingegossen« die zwischen sich Aussparungen in Form von Kühlkanälen bilden. Solche mehrteiligen Ringträger bereiten jedoch beim GieSen der Kolben Schwierigkeiten, weil die Verankerung mehrerer exakt zusammenpassender Teile beim GuB der Kolben nicht leicht ist. Auch wird eine wirksameThe innovation relates to ring carriers made of heavy metal for cooled pistons made of light metal. Light alloy pistons with a ring carrier made of heavy metal and cooling channels located behind this ring carrier are in several Embodiments known. For example, according to OT-GM 1 725 II7, multi-part links are cast into the piston « the cutouts between them in the form of cooling channels form. However, such multi-part ring carriers cause difficulties when casting the piston because the Anchoring several exactly fitting parts in the GuB of the piston is not easy. Also being effective

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Kühlung des Kolbenkopfes durch die Dicke der Einlagen aus Schwermetall beeinträchtigt.Cooling of the piston head through the thickness of the inserts from heavy metal impaired.

Die Neuerung bezweckt, diese Nachtelle zu beheben und erreicht dies dadurch, daß der Ringträger aus einem einstückigen, vorzugsweise gegossenen Ring und einem mit der Innenseite oder Unterseite dieses Ringes starr verbundenen ringrohrförmigen Kühlkanal besteht. Dieser Kühlkanal ist vorzugsweise aus Blech gefertigt und mit dem einstückigen Ring verschwelet.The aim of the innovation is to remedy this disadvantage and achieves this in that the ring carrier from a one-piece, preferably cast ring and one with the inside or underside of this ring there is rigidly connected annular tubular cooling channel. This cooling channel is preferably made of sheet metal and smoldered with the one-piece ring.

Zweckmäßig bestehen der massive einstückige Ring und der ringrohrförmige Kühlkanal aus dem gleichen Werkstoff oder weisen zumindest die gleiche Wärmedehnung auf. Durch entsprechende Auswahl der Legierungen kann auch die lineare Wärmedehnung des Kolbenwerkstcffs derjenigen des Ringträgers weitgehend angepaßt sein, um Spannungen beiden thermischen Wechselwirkungen des Kolbenbodens zu vermeiden. Hierdurch wird beim Schrumpfen des Kolbenwerkstoffs nach dem Gießen das Auftreten von Rissen an den Übergangsstellen zwischen der Schwermetalleinlage und den stärkeren Partien des Kolbenkopfes vermieden.The massive one-piece ring and the annular tubular cooling duct are expediently made of the same Material or have at least the same thermal expansion. By appropriate selection of the alloys the linear thermal expansion of the piston material can also be largely adapted to that of the ring carrier To avoid stresses both thermal interactions of the piston crown. This will help when shrinking of the piston material after casting, the appearance of cracks at the transition points between the heavy metal insert and avoided the thicker parts of the piston head.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die verhältnismäßig dünne Wand des ringrohrförmigen Kühlkanals aus Blech eine gute Wärmeableitung begünstigt. Dieses Ringrohr kann einen ringsum laufenden Schlitz aufweisen, dessen Ränder mit dem 3chwernseta7<.lring verschweißt sind, so daß die Innenwand des Kühlkanals teils von den Schwer· metallring und teils von dem Blech gebildet ist. An seiner Unterseite hat der Ringrohrkanal Öffnungen, die mit den Zu- und Ableitungen des Kühlmittels im Kolbenschaft fluchten.Another advantage is that the relatively thin wall of the annular tubular cooling channel made of sheet metal favors good heat dissipation. This The ring tube can have a slot running all around, the edges of which are welded to the heavy duty ring, so that the inner wall of the cooling duct is partly covered by the heavy metal ring and is partly formed by the sheet metal. The ring pipe channel has openings on its underside, which with align the coolant inlet and outlet lines in the piston skirt.

Zur Verbesserung des Wärmeübergangs sind die Außenflächen des Schwermetallringes und des damit verbundenen Ringrohres zweckmäßig durch Oberflächenbehandlung, z.B. nach dem Al-Fin-Verfahren, zur fugenlosen Verankerung im Kolbenwerkstoff vorbereitet.The outer surfaces are to improve the heat transfer the heavy metal ring and the ring tube connected to it, expediently by surface treatment, e.g. according to the Al-Fin process, prepared for seamless anchoring in the piston material.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von nach der Neuerung ausgebildeten Ringträgern dargestellt.In the drawing, two exemplary embodiments of ring carriers designed according to the innovation are shown.

Fig. 1 zeigt die Innenansicht eines sonkrecht geschnittenen Ringträgers.Fig. 1 shows the inside view of a perpendicular section Ring bearer.

Pig. 2 ist ein Axialschnitt durch einen Kolben mit eingegossenem Ringträger.Pig. 2 is an axial section through a piston with a cast-in ring carrier.

Bei dem in Fig» 1 gezeichneten Beispiel besteht der ringrohrförmige Kühlkanal 2 av«; einem eingerollten Siechstreifen. Das Ringrohr hat eli^n x-ingsum laufenden Schlitz 6, dessen Ränder mit dem Schwermetallring 1 verschweißt sind.In the example shown in FIG. 1, there is an annular tubular cooling channel 2 av "; a curled sick streak. The ring tube has eli ^ n x -ingsum running slit 6, the edges of which are welded to the heavy metal ring 1.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Leichtmetallkolben 4, dessen Kopf einen Brennraum 5 aufweist, ist der Ringträger 8 mit angeschweißtem ringrohrförmigem Kühlkanal 2 in einer der Flg. 1 entsprechenden Weise ausgebildet. Man erkennt Jedoch in Fig. 2 eine öffnung 7 an der Unterseite des Kühlkanals 2, welche mit der im Kolbenschaft verlaufenden Zuleitung 3 für das Kühlmittel fluchtet.In the case of the light metal piston 4 shown in FIG. 2, the head of which has a combustion chamber 5, the ring carrier 8 with a welded-on annular tubular cooling channel 2 is in one of the panels. 1 trained in a corresponding manner. However, in FIG. 2 one recognizes an opening 7 on the underside of the cooling channel 2, which is aligned with the supply line 3 for the coolant running in the piston skirt.

Claims (6)

- 4 Schutzansprüche- 4 protection claims 1. Ringträger aus Schwermetall für gekühlte Kolben aus Leichtmetall, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringträger aus einem einstückigen, vorzugsweise gegossenen Ring (1, 8) und einem mit der Innenseite oder Unterseite dieses Ringes starr verbundenen ringrohrförmigen Kühlkanal (2) besteht.1. Ring carrier made of heavy metal for cooled pistons made of light metal, characterized in that the ring carrier consists of a one-piece, preferably cast ring (1, 8) and one with the inside or Underside of this ring rigidly connected tubular ring There is a cooling duct (2). 2. Ringträger nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (2) aus Blech besteht .2. Ring carrier according to Anspruoh 1, characterized in that the cooling channel (2) consists of sheet metal . 3. Ringträger nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e kennzeichnet, daß der ringrohrförmige Kühlkanal (2) aus Blech einen ringsum laufenden Schlitz (6) aufweist; dessen Ränder mit dem Schwermetallring (1, 8) verschweißt sind, so daß die Innenwand des Kühlkanals (2) teils von dem Schwermetallring und teils ^on dem Blech gebildet ist.3. Ring carrier according to claims 1 and 2, thereby g e indicates that the annular tubular cooling channel (2) made of sheet metal has a slot (6) running all the way round; its edges with the heavy metal ring (1, 8) are welded so that the inner wall of the cooling channel (2) partly from the heavy metal ring and partly from the Sheet metal is formed. 4. Ringträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß an seiner Unterseite öffnungen (7) vorgesehen sind, die mit den Zu- und Ableitungen (3) des Kühlmittels im Kolbenschaft fluchten.4. Ring carrier according to one of claims 1 to 3> characterized in that openings (7) are provided on its underside, which are connected to the supply and discharge lines (3) of the coolant in the piston skirt are aligned. 5. Ringträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwermetallring (1, b) und der Kühlkanal (2) aus dem gleichen Werkstoff bzw. aus Werkstoffen gleicher Wärmedehnung bestehen.5. Ring carrier according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heavy metal ring (1, b) and the cooling channel (2) consist of the same material or of materials with the same thermal expansion. 6. Ringträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5« dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Auswahl der Legierungen die lineare Wärmedehnung des Kolbenwerkstoffs der des Ringträgers weitgehend angepaßt ist.6. Ring carrier according to one of claims 1 to 5 «characterized characterized in that the linear thermal expansion of the by appropriate selection of the alloys Piston material that of the ring carrier is largely adapted. 7· Ringträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzei c h η e t, daß die Außenflächen des Schwermetallringes (1, 8) unddss damit verbundenen Ringrohres (2) durih Oberflächenbehandlung zur fugenlosen Verankerung im Kolbenwerkstoff vorbereitet sind.7. Ring carrier according to one of claims 1 to 6, characterized in that the outer surfaces of the heavy metal ring (1, 8) and the ring tube (2) connected to it are prepared by surface treatment for seamless anchoring in the piston material.