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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING A COOLED RING CARRIER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/000489
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a cooled ring carrier (1) for an aluminium piston pertaining to an internal combustion engine and produced according to a casting method, comprising a cooling channel (6) which is embodied on the rear (3) of the ring carrier as a downwardly open turned groove (4). According to the invention, salt granules are pressed into the turned groove (4) at a pressure of between 100 and 300 N/mm2, in such a way that a salt core (5) is formed in the turned groove (4). The composite consisting of the ring carrier and the salt core is then immersed in an alfin bath.

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Inventors:
BUBECK EBERHARD (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/002047
Publication Date:
December 31, 2003
Filing Date:
June 18, 2003
Export Citation:
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Assignee:
MAHLE GMBH (DE)
BUBECK EBERHARD (DE)
International Classes:
B22C9/10; B22C9/24; B22D19/00; B22D19/08; F02F3/00; F02F3/20; (IPC1-7): B22D19/00; B22C9/10; F02F3/00
Foreign References:
FR2044242A51971-02-19
GB1229346A1971-04-21
DD143563A11980-09-03
DE2624412A11977-12-15
DE10134293A12003-03-06
DE19701085A11998-07-16
US3963818A1976-06-15
Attorney, Agent or Firm:
Pohle, Reinhard (Patentabteilung Pragstrasse 26 - 46, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Ringträgers (1) bestehend aus einer Graugusslegierung mit einem Nickelanteil für einen im Gießverfahren herzu stellenden AluminiumKolben eines Verbrennungsmotors mit einem auf dem Ringträgerrücken (3) als eine nach unten offene Eindrehung (4) ausgebildeten Kühlkanal (6), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte : in die Eindrehung (4) wird Salzgranulat mit einem Druck von 100 bis 300 N/mm2 eingepresst, sodass sich in der Eindrehung (4) ein Salzkern (5) bil det ; der aus Ringträger (1) und Salzkern (5) bestehende Verbund wird auf eine Temperatur von 200 bis 250 °C vorgewärmt ; der aus Ringträger (1) und Salzkern (5) bestehende Verbund wird in ein aus einer Aluminiumschmelze bestehendes Alfinbad getaucht.
2. Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Ringträgers (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus Ringträger (1) und Salzkern (5) bestehende Verbund 2 1/2 bis 5 1/2 Minuten lang in ein aus einer Aluminium schmelze bestehendes Alfinbad getaucht wird.
3. Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Ringträgers (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Eindrehung (4) ein fertig gepresster Salzkern (5) eingelegt wird, der in der Halterung (4) über eine Kle beverbindung befestigt wird.
Description:
Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Ringträgers Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Ringträgers nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus dem Stand der Technik ist es allgemein bekannt, bei im Gießverfahren herzu- stellenden Kühlkanalkolben den hierbei vorgesehenen Kühlkanal als gepressten Salzkern vorzuformen und über Pinolen in der Gießform zu befestigen, bevor die Schmelze in die Gießform eingefüllt wird. Um diesen Kühlkanal derart anzuordnen, dass ein thermisch besonders belasteter Ringträger hierdurch bevorzugt gekühlt wird, wird in der französischen Patentschrift 2.044. 242 ein Ringträger für den Kolben eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen, der auf seiner Innenseite eine nach unten offene Ausnehmung aufweist. Diese Ausnehmung wird zunächst mit einem gut auflösbaren Material gefüllt, bevor der Ringträger, ohne zuvor in ein Alfinbad einge- taucht worden zu sein, in die Gussform für einen Kolben gelegt wird, wonach durch Einfüllen von flüssigem Metall in die Gussform der Kolben hergestellt wird. Dadurch, dass hierbei das Alfinieren des Ringträgers unterbleibt, ergibt sich bei dem bekann- ten Verfahren keine ausreichend feste Bindung zwischen dem Ringträger und dem gegossenen Kolben, sodass bei der Benutzung des aus dem Stand der Technik bekannten Kolbens in einem Verbrennungsmotor Funktionsprobleme zu erwarten sind.

Im Anschluss daran wird das Material mittels einer geeigneten Flüssigkeit aufgelöst und aus der Ausnehmung des Ringträgers entfernt, sodass sich hierbei im Kolben ein Kühlkanal ergibt. Dem genannten Stand der Technik sind keinerlei Angaben zu entnehmen, welcher Art das Material ist, das in die Ausnehmung gefüllt wird, und mit welcher Flüssigkeit dieses Material auflösbar ist. Zudem hat das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens den Nachteil, dass sich bei einem einfachen Füllen der Ausnehmung zwischen der Wandung der Ausnehmung und dem dabei verwendeten Material Hohlräume bilden können, die beim anschließenden Gießen des Kühlkanalkolbens mit der Metallschmelze gefüllt werden, wodurch sich der Querschnitt des gebildeten Kühlkanals verringert.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, das bekannte Verfah- ren zur Herstellung eines Ringträgers mit einem Kühlkanal insoweit zu verbessern, dass es auf einfache Weise ausführbar ist, und dass es die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.

Dieses Problem wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Ringträ- gers mit den Merkmalen nach dem Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst. Dadurch, dass hierbei die auf dem Ringträgerrücken eingearbeitete Eindrehung als Form dient, in die das Salzgranulat zur Bildung eines Salzkernes eingepresst wird, nimmt der Salzkern genau die Form der Eindrehung an, sodass sich keinerlei Hohlräume zwischen Salzkern und Eindrehung bilden können.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird in die Eindrehung ein fertig gepresster Salzkern eingelegt, der in der Halterung über eine Klebeverbindung befestigt wird. Das Verfahren zur Herstellung eines Ringträgers mit einem Kühlkanal wird hierdurch sehr vereinfacht und damit auch verbilligt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand einiger Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch einen Ringträger mit einer Eindrehung zur Aufnahme eines Salzkernes und Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines in Fig. 1 mit A gekennzeichneten Berei- ches des Ringträgers.

Ein in Fig. 1 im Schnitt dargestellter Ringträger 1 für einen auf seiner Außenseite angeordneten Kolbenring 2 weist auf seinem Ringträgerrücken 3 eine Eindrehung 4 in Form einer nach unten offenen Ausnehmung auf. Hergestellt ist der Ringträger 1 auf bekannte Weise aus einer aus Grauguss mit einem 18% igen Nickelanteil beste- henden Legierung.

Im Rahmen des Herstellungsverfahrens eines mit dem Ringträger 1 ausgerüsteten Kolbens wird der Ringträger 1 in eine Gussform eingelegt, die bspw. mit Aluminium ausgefüllt wird. Um hierbei zu erreichen, dass die Eindrehung 4 nicht mit Aluminium aufgefüllt wird, sondern beim fertigen Kolben als Kühlkanal 6 zur Verfügung steht, wird in einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahren Salzgranulat mit einem Druck von 100 bis 300 N/mm2 in die Eindrehung 4 eingepresst, sodass sich aus dem Salzgranulat ein Salzkern 5 bildet. Durch einen Volumenverlust des Salz- granulats können sich hierbei überstehende Stege an der Wandung des Kühlkanals 6 ergeben, die bei Bedarf abgedreht werden.

Alternativ hierzu kann in die Eindrehung 4 auch ein fertig gepresster Salzkern 5 ein- gelegt werden. Die Halterung des Salzkernes in der Eindrehung 4 kann dann über eine Klebeverbindung erfolgen.

In einem zweiten Verfahrensschritt wird der aus dem Ringträger 1 und dem Salzkern 5 bestehende Verbund auf eine Temperatur von 200 °C bis 250 °C vorgewärmt, bevor der Ringträger-Salzkern-Verbund in einem dritten Verfahrensschritt 2'/2 bis 5 1/2 Minuten lang in ein Alfinbad eingetaucht wird, das aus einer ca 730 °C heißen Aluminiumschmelze besteht. Der Sinn hiervon besteht darin, dass im darauf folgen- den Verfahrensschritt zur Herstellung eines Aluminiumkolbens nach dem Einlegen des Ringträgers 1 in ein Gießwerkzeug und dem Gießen des Kolbens sich das dabei verwendete Aluminium gut mit der Graugusslegierung, aus der der Ringträger 1 besteht, verbindet.

Im Anschluss an den Gießvorgang zur Herstellung des Aluminiumkolbens werden in dem noch mit dem Salzkern 5 ausgefüllten Kühlkanal 6 ein Zu-und ein Ablauf gebohrt, wodurch es möglich wird, den Salzkern 5 unter Verwendung von Wasser aus dem Kühlkanal 6 auszulösen. Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines in Fig. 1 mit A gekennzeichneten Bereiches, in dem der Ringträger 1 mit dem Kolbenring 2, die auf seinem Rücken 3 angebrachte Eindrehung 4 und der darin eingepresste Salzkern 5 deutlich erkenn- bar sind.

Bezugszeichenliste : A Bereich 1 Ringträger 2 Kolbenring 3 Ringträgerrücken 4 Eindrehung 5 Salzkern 6 Kühlkanal