Verfahren zur Herstellung eines Kolbens und zugehöriger Kolben

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens für eine Brennkraftmaschine, der in seinem Kolbenboden einen Kühlkanal aufweist, wobei sich dem Kolbenboden ein Kolbenunterteil mit Koibennaben, Bolzenbohrungen und Kolbenschäften anschließt, wobei zunächst ein Kolbenrohling mit einem im Bereich des Kolbenbodens radial abstehenden und umlaufenden Kragen und mit einem Aniagebereich für den Kragen im Übergangsbereich zwischen dem Kolbenboden und dem Kolben unterteil hergestellt wird, wobei der Kragen anschließend derart umgeformt wird, bis dessen äußere radial umlaufende Kante nahezu oder vollständig zur Anlage mit dem Anlagebereich kommt. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kühlkanalkolben.

Aus der DE 10 2004 031 513 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens für eine Brennkraftmaschine und ein Kühlkanalkolben bekannt. Diese gattungsbildende Schrift offenbart den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und Patentanspruchs 1 1 . Gemäß der DE 10 2004 031 513 A1 weist der Kühlkanalkolben in seinem Kolbenboden einen Kühlkanal auf, wobei sich dem Kolbenboden ein Kolbenunterteil mit Kolbennaben, Bolzenbohrungen und Kolbenschäften anschließt. Zur Herstellung des Kühlkanalkolbens wird zunächst ein Kolbenrohling mit einem im Bereich des Kolbenbodens radial abstehenden und umlaufenden Kragen hergestellt, wobei der Kragen anschließend umgeformt wird, wobei in einem Übergangsbereich zwischen dem Kolbenboden und dem Kolbenunterteil ein Anlagebereich für den Kragen geformt wird und der Kragen derart umgeformt wird, bis dessen äußere radial umlaufende Kante sehr nah oder vollständig zur Anlage an den Anlagebereich kommt, um einen geschlossenen Kühlkanal zu bilden. Zur Herstellung eines dichten Kühlkanals kann zwischen Kragen und Anlagebereich ein Formschluss ausgebildet sein, indem die Stirnseite des Kragens mit einer Nut versehen ist, die beim Umformen des Kragens über eine entsprechend geformte Wulst im Anlagebereich gedrückt wird (oder umgekehrt). Insbesondere zur Steigerung der Festigkeit und auch zur Verbesserung der Dichtheit wird jedoch der Kragen im Anlagebereich mit dem Koibenrohling unlösbar verbunden, insbesondere durch ein Löt-, Schweiß-, Klebe- oder ein sonstiges Verfahren.

Nachteilig bei einem solchen Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanaikolbens ist, dass neben dem Umformen des Kragens zur Steigerung der Festigkeit und auch zur Verbesserung der Dichtheit des Kühlkanals ein Fügeverfahren in Form eines Löt-, Schweiß- oder Klebeverfahrens verwendet werden muss. Dadurch entstehen hohe Produktionskosten und ein zusätzlicher Fertigungsschritt. Weiterhin nachteilig ist, dass die Schweiß- und Lötprozesse insbesondere bei schwer beziehungsweise nicht schweißbaren Stählen sehr komplex sind. Ferner ist das Löt-, Schweiß- oder Klebeverfahren aufwendig und zeitintensiv.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Kolben mit Kühlkanal herzustellen, der einfach und kostengünstig herstellbar ist. Ferner liegt die Aufgabe darin, oben genannte Nachteile zu vermeiden.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass kurz vor dem oder nach dem Anliegen zumindest ein Bereich des Kolbenrohüngs derart plastisch verformt wird, dass der Kragen und der Anlagebereich bedingt lösbar oder unlösbar miteinander verbunden sind, so dass sich ein vollständig geschlossener Kühlkanal bildet.

Vorteilhaft ist, dass der Kühlkanalkolben einfach, schnell und kostengünstig herstellbar ist, da zusätzliche fügende Fertigungsverfahren wie beispielsweise Schweißen, Löten oder Kleben nicht im Rahmen der Herstellung notwendig sind. Des Weiteren lässt sich vorteilhaft mittels der plastischen Verformung ein dichter Kühlkanal herstellen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Kühlkanalkolbens wird der Kragen umgeformt bis dessen äußere radial umlaufende Kante nahezu oder vollständig zur Anlage mit dem Anlagebereich kommt. Unter einem nahezu zur Anlagen kommen wird dabei verstanden, dass die Kante einen Abstand zum Anlagebereich aufweist. Beim vollständig zur Anlage kommen berührt zumindest die Oberfläche der Kante den Anlagebereich.

Die äußere radial umlaufende Kante kann vollständig umlaufend sein, als ein bestimmter Abschnitt oder mit mehreren Abschnitten, die einen Abstand zueinander aufweisen, umlaufend sein.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Kühlkanalkolbens wird kurz vor dem oder nach dem Anliegen zumindest ein Bereich des Kühlkanalkoibens plastisch verformt. Unter einer plastischen Verformung kurz vor dem Anliegen ist zu verstehen, dass ergänzend zur Umformung des Kragens zumindest ein Bereich des Kolbenrohlings gleichzeitig auch plastisch verformt wird, im Gegensatz dazu wird unter einer plastischen Verformung nach dem Anliegen zumindest eines Bereichs des Kolbenrohlings verstanden, dass zuerst der Kragen umgeformt wird und anschließend zumindest ein Bereich des Kolbenrohlings plastisch verformt wird.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kragen und der Anlagebereich bedingt lösbar oder unlösbar miteinander verbunden sind. Unter einer bedingten Lösbarkeit ist gemäß der Erfindung zu verstehen, dass der Kragen und der Anlagebereich unter Aufwand mit gegebenenfalls auftretender Beschädigung von Kragen und Anlagebereich wieder lösbar sind. Unter einer unlösbaren Verbindung von Kragen und Anlagebereich ist erfindungsgemäß zu verstehen, dass Kragen und Anlagebereich nur durch vollständige Zerstörung von Kragen und Anlagebereich voneinander lösbar sind.

Der Kragen, insbesondere die äußere radial umlaufende Kante des Kragens, wird bevorzugt plastisch verformt. Dabei wird der Kragen bevorzugt mittels eines Umformwerkzeugs warm und/oder kalt plastisch verformt. Alternativ oder ergänzend wird bevorzugt ein Bereich des Übergangsbereichs plastisch verformt. Bei der plastischen Verformung eines Bereichs des Übergangsbereichs kann der den Anlagebereich aufweisende Übergangsbereich mit dem Anlagebereich zusammen oder ohne den Anlagebereich verformt werden, so dass einmal der Anlagebereich zusammen mit dem Übergangsbereich und einmal nur der Übergangsbereich ohne Anlagebereich plastisch verformt wird.

Alternativ oder ergänzend wird bevorzugt der Anlagebereich plastisch verformt. Der Anlagebereich ist Teil des Übergangsbereichs.

Die plastische Verformung wird bevorzugt mittels Krafteinwirkung, insbesondere mittels Druckkraft, erzeugt. Indem der Kolbenrohling mittels Krafteinwirkung im bevorzugten Bereich plastisch verformt wird, lässt sich der Kühlkanal vollständig verschließen, so dass dieser nach der plastischen Verformung dicht ist. Die Krafteinwirkung auf den Kolbenrohling kann beispielsweise mittels eines Werkzeugs erzeugt werden. Dabei ist es möglich, dass die Kraft in einem beliebigen Winkel zur Mittelachse des Kolbenrohlings aufgebracht wird, wobei bei einer Kraftaufbringung auf den Kolbenboden die Kraft vorzugsweise senkrecht zur Kolbenbodenoberfläche, das heißt parallel zur Mittelachse, als Druckkraft auf den Kolbenrohling aufgebracht wird und bei einer Kraftaufbringung auf das Kolbenunterteil vorzugsweise senkrecht oder mit einem steilen Winkel zur Mittelachse als Druckkraft auf den Kolbenrohling aufgebracht wird.

Die plastische Verformung wird bevorzugt mittels Umformen, insbesondere Kaltumformung mit Kaltfließpressen, erzeugt. Alternativ oder ergänzend ist auch eine Warmumformung mit Warmfließpressen möglich.

Mittels des Umformens wird bevorzugt Werkstoff in den Anlagebereich gepresst. Dadurch ist es möglich, dass der Kragen und der Anlagebereich mittels des Umformens so miteinander verbunden werden, dass mittels des eingepressten Werkstoffs beide miteinander bedingt lösbar oder unlösbar verbunden sind.

Mittels des Umformens werden bevorzugt ein Bereich des Kragens, insbesondere die äußere radial umlaufende Kante des Kragens, und/oder ein Bereich des Übergangsbereichs gestaucht. Durch das Stauchen kommt es zu einer Werkstoffverdichtung, die für eine hohe Festigkeit der Verbindung zwischen Kragen und Aniagebereichs sorgt. Ferner wird dadurch eine hohe Temperaturfestigkeit und somit eine gute Betriebssicherheit während des Betriebes des Kühikanalkolbens in einer Brennkraftmaschine gewährleistet.

Der Kragen wird bevorzugt an seiner äußeren radial umlaufenden Kante mit einer Stufe vorzugsweise einer konischen Stufe, einer Feder, einer Nut, einer Schräge und/oder einem Hinterschnitt hergestellt. Der Übergangsbereich wird bevorzugt mit einer Stufe, vorzugsweise einer konischen Stufe, einer Nut, einer Feder, einer Schräge und/oder einer Nase hergestellt.

Mittels der jeweiligen geometrischen Ausgestaltung von Kragen und Übergangsbereich lassen sich der Kragen und der Anlagebereich mittels des plastischen Verformens durch ihre geometrische Ausgestaltung besonders gut miteinander verbinden. Bevorzugt ist dabei der Anlagebereich als Negativform des Kragens gestaltet.

Unter einer Stufe ist dabei zu verstehen, dass die Form des Kragens und/oder des Übergangsbereichs nach Art einer Treppenstufe ausgebildet sind Bei einer konischen Stufe ist dabei die Oberfläche der Stufe zumindest in einem Bereich konisch ausgebildet. Dabei kann die Form des Kragens und/oder des Übergangsbereichs auch mehrere Stufen aufweisen, so dass sich eine gestufte Form ergibt. Die Fläche des Konus am Kragen und/oder des Übergangsbereichs kann auch gekrümmt ausgebildet sein, wobei der Übergansbe reich mit Stufe als auch ohne Stufe ausgebildet sein kann.

Mittels einer Nut und einer korrespondierenden Feder können der Kragen und der Übergangsbereich verbunden werden, in dem der Kragen eine Feder und Übergangsbereich eine Nut aufweist (oder umgekehrt). Nut und Feder greifen dabei nach Art einer Verkiemmung beziehungsweise Verklammerung ineinander.

Unter einer Schräge ist eine lineare Abweichung der Oberfläche zu einer anderen Oberfläche des Kühlkanalkolbens zu verstehen, wobei die Fläche der Schräge selbst eben als auch gekrümmt ausgebildet sein kann. Bevorzugt weisen der Kragen und der Übergangsbereich jeweils eine Schräge so auf, dass die Schräge des Kragens und die des Übergangsbereichs jeweils korrespondierend sind.

Unter einem Hinterschnitt ist eine geometrische Ausgestaltung des Kragens zu verstehen, mittels dem der Kragen in zumindest einem Bereich seiner Kante mit dem Anlagebereich leicht zur Anlage bringbar ist. Bei einem Hinterschnitt weist die Kante nach dem Umformen des Kragens mit zunehmendem Abstand von der Mittelachse des Kolbens einen zunehmenden Abstand von dem Anlagebereich auf. Bevorzugt korrespondiert die Form des Anlagebereichs mit der Form des Hinterschnitts.

Unter einer Nase des Übergangsbereichs ist eine Werkstoffanhäufung, auch unter dem Begriff Werkstoffausbuchtung verwendet, zu verstehen, die besonders gut plastisch umformbar ist, da zusätzlicher Werkstoff in der Nase vorhanden ist.

Ferner betrifft die Erfindung einen Kühlkanalkoiben, der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer seiner bevorzugten Ausgestaltungen hergestellt wird.

Der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer seiner bevorzugten Ausgestaltungen hergestellten Kühlkanalkolbens besteht in einer bevorzugten Ausgestaltung aus Stahl, Aluminium oder Aluminiumlegierung.

In den Figuren sind bevorzugte Ausgestaltungen gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Figur 1 : einen fertig hergestellten Kühlkanalkolben für eine Brennkraftmaschine,

Figur 2: einen Kühlkanalkolben als Rohling,

Figur 3: einen Kühlkanalkolben während der Herstellung, Figur 4: einen Ausschnitt eines Kolbens im Bereich des Kragens und Anlagebereichs,

Figur 5: einen Ausschnitt eines alternativen Kolbens im Bereich des Kragens und Anlagebereichs und

Figur 6; einen Ausschnitt eines alternativen Kolbens im Bereich des Kragens und Anlagebereichs.

Figur 1 zeigt einen fertig hergestellten Kühlkanalkolben 1 für eine Brennkraftmaschine. Gemäß Figur 1 ist der Kühlkanalkoiben 1 im Schnitt derart dargestellt, dass der links von der Hubachse des Kühlkanalkolbens 1 dargestellte Ansicht des Kühlkanaikolbens 1 eine Seitenansicht und die rechts von der Hubachse des Kühlkanalkolbens 1 dargestellte Ansicht eine um 90° gedrehte Seitenansicht des Kühlkanalkolbens 1 darstellt. Die Hubachse entspricht im Ausführungsbeispiel der Mittelachse des Kühlkanalkolbens 1 . Der Kühlkanalkolben 1 besteht im Ausführungsbeispiel aus Stahl und wird im Personenkraftwagen (PKW) und Nutzkraftwagen (NKW) eingesetzt.

Der Kühlkanalkolben 1 gemäß Figur 1 weist in seinem Kolbenboden 2 einen radial um die Hubachse vollständig umiaufenden Kühlkanal 3 auf. Der Kolbenboden 2 ist auch unter dem Begriff Kolbenoberteil bekannt. Gemäß Figur 1 schließt sich an den Kolbenboden 2 ein Kolben unterteil 4 an, das zwei Kolbennaben 5, zwei Bolzenbohrungen 6 und Kolbenschäfte 7 aufweist. Der Kolbenboden 2 weist ferner eine Brennraummulde 8 und ein Ringfeld 16 auf.

Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung des Kühlkanalkolbens 1 gemäß Figur 1 im Detail dargestellt.

Zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens 1 wird zunächst ein Kolbenrohling V hergestellt. Ein solcher Kolbenrohling 1 ^' ist in Figur 2 dargestellt, wobei linksseitig der Mittelachse des Kolbenrohiings 1 ^' dieser im Schnitt in einer Seitenansicht und rechtsseitig der Mittelachse der Kolbenrohling 1 ^' in einer um 90° gedrehten Seitenansicht im Schnitt dargestellt ist. Gleiche Bauteile sind in Figur 2 mit gleichen Bezugsziffern versehen und neue Bauteile sind mit neuen Bezugsziffern versehen.

Der Kolbenrohling wird beispielsweise mittels eines spanenden Herstellungsverfahren wie Drehen oder Fräsen hergestellt. Der Kolbenrohling 1 ^' weist gemäß Figur 2 im Bereich des Koibenbodens 2 einen radial abstehenden und vollständig umlaufenden Kragen 9 auf. Ferner weist der Kolbenrohling Y einen Übergangsbereich 10 auf, der sich zwischen dem Kolbenboden 2 und dem Kolbenunterteil 3 befindet. Im Bereich des Übergangsbereichs 10 ist gemäß Figur 2 ein Anlagebereich 1 1 für den Kragen 9 angeordnet. Gemäß Figur 2 befindet sich der Übergangsbereich 10 im Bereich der Schaftoberkante des später fertig hergestellten Kühlkanalkolbens 1 . Des Weiteren weist der Koibenrohling 1 ^' gemäß Figur 2 eine Ausbuchtung zwischen Kragen 9 und Übergangsbereich 10 zur (folgend dargestellten) Hersteilung des Kühlkanals 3 auf.

Zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens 1 gemäß Figur 1 wird der Kragen 9 des in Figur 2 dargestellten Kolbenrohiings 1 ^' derart umgeformt, bis dessen äußere radial vollständig umlaufende Kante 12 zur Anlage mit dem Anlagebereich 1 1 kommt.

Der umgeformte Kragen 9 bei dem Koibenrohling V ist in Figur 3 dargestellt. Gleiche Bauteile sind in Figur 3 mit gleichen Bezugsziffern versehen und neue Bauteile sind mit neuen Bezugsziffern versehen.

Im Ausführungsbeispiel kommt ein Bereich der äußeren radial umlaufenden Kante 12 vollständig gemäß Figur 3 zur Anlage mit dem Anlagebereich 1 1. Nach dem Umformen des Kragens 9 weist somit der umgeformte Koibenrohling V einen Kühlkanal 3 auf.

Nach dem Anliegen von äußerer radial umlaufender Kante 12 mit dem Anlagebereich 11 wird zumindest ein Bereich des Kolbenrohiings Γ derart plastisch verformt, dass Kragen 9 und Anlagebereich 1 1 danach unlösbar miteinander verbunden sind, so dass sich ein vollständig geschlossener und dichter Kühlkanal 3 gemäß Figur 3 ausbildet. Im Folgenden werden zwei besonders bevorzugte Ausgestaltungen zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens 1 für eine Brennkraftmaschine dargestellt.

Figur 4 zeigt einen Ausschnitt eines Koibenrohlings 1 ^' im Schnitt, der mitteis einer bevorzugten Ausgestaltung zu einem Kühlkanaikolben 1 hergestellt wird. Gleiche Bauteile sind in Figur 4 mit gleichen Bezugsziffern versehen und neue Bauteile sind mit neuen Bezugsziffern versehen.

Der Kolbenrohling 1 ^' wurde im Bereich des Kragens 9 an dessen äußerer radial um die Mittelachse des Kolbenrohlings Γ umlaufender Kante 12 und im Bereich des radial im die Mittelachse umlaufenden Übergangsbereichs 10 mit geometrischen Ausgestaltungen hergestellt.

Der hergestellte Kragen 9 des Kolbenrohlings Γ weist einen Hinterschnitt 13 auf, der dadurch erzeugt ist, dass die Kante 12 des Kragens 9 um einen Winkel α gemäß Figur 4 geneigt ist. Ein solcher Hinterschnitt 13 ist beispielsweise mittels eines Werkzeugs zur spanenden Bearbeitung, beispielsweise mittels eines Drehwerkzeugs in Form eines Drehmeißels einer Drehmaschine, herstellbar. Gemäß Figur 4 weist der hergestellte Übergangbereich 10 eine Stufe 14 auf, wobei deren unterer Bereich eine um den Winkel α geneigte Schräge 15 aufweist, die korrespondierend zu dem Hinterschnitt 13 des Kragens 9 ist. Eine solche Schräge 14 ist beispielsweise auch mittels eines Werkzeugs zur spanenden Bearbeitung, beispielsweise einem Drehmeißel, herstellbar.

Alternativ kann die Kante 12 des Kragens 9 als radial um die Mittelachse umlaufende konische Stufe hergestellt sein, die zu dem Übergangbereich 10 korrespondiert, indem der Übergangsbereich 10 als korrespondieren konische Stufe ausgebildet ist und somit die Negativform der Kante 12 bildet (nicht in Figur 4 dargestellt).

Bei dem in Figur 4 dargestellten Kolbenrohling 1 ^' ist der Kragen 9 mittels Kräfte in Wirkung in Richtung der Umformung B1 schon um eine bestimmten Bereich aus seiner Ausgangslage umgeformt worden. Die Ausgangslage des Kragens 9 entspricht der Position, die der ähnliche Kragen 9 gemäß Figur 2 aufweist. Nach dem vollständigen Umformen des Kragens 9 in Richtung der Umformung B1 weist der Kolbenrohling 1 ^' etwa eine Form gemäß Figur 3 auf.

Die äußere radial umlaufende Kante 12 des Kragens 9 kommt dabei gemäß Figur 4 vollständig zur Anlage mit dem Anlagebereich 11 des Kolbenrohlings 1 ^' . Diese vollständige Umformung des Kragens 9 ist in Figur 4 gestrichelt dargestellt.

Nach dem Anliegen von Kragen 9 mit dem Anlagebereich 1 wird der Kragen 9 mit einer um den Kragen 9 radial umlaufenden Druckkraft in Kraftrichtung B2 beaufschlagt, die auf die Oberseite des Kolbenbodens 2 wirkt. Die Druckkraft wirkt dabei gemäß Figur 4 im Ausführungsbeispiel senkrecht auf die Oberfläche des Kolbenbodens 2 und somit parallel zur Mittelachse. Diese Druckkraft lässt sich beispielsweise mittels eines Werkzeugs erzeugen, wobei das Werkzeug im Ausführungsbeispiel den gesamten Kragen 9 an der Oberseite des Kolbenbodens 2 bezogen auf die Mittelachse vollständig radial umläuft. Mittels dieser Krafteinwirkung wird eine plastische Verformung im Bereich des Kragens 9 und des Übergangsbereichs 10 erzeugt.

Mittels dieser Krafteinwirkung wird der Kragen 9, insbesondere die äußere radial umlaufende Kante 12 des Kragens 9 und ein Bereich des Übergangsbereichs 10, im Ausführungsbeispiel der Anlagebereich 1 1 , plastisch verformt, so dass dadurch Kragen 9 und Anlagebereich 1 1 durch die Werkstoffbewegung fest miteinander verklemmen. Mittels dieser mechanischen Verkiammerung wird die Bewegungsfreiheit in vertikaler und horizontaler Richtung auch unter thermischen Einfluss im Motorbetrieb behindert.

Nach der plastischen Verformung sind der Kragen 9 und der Anlagebereich 1 im Ausführungsbeispiei unlösbar miteinander verbunden, so dass sich ein vollständig geschlossener und dichter Kühlkanal 3 ausbildet.

In den Figuren 5 und 6 ist die weitere besonders bevorzugte, alternative Ausgestaltung zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens 1 für eine Brennkraftmaschine dargestellt. Die Figur 5 und Figur 6 zeigen jeweils unterschiedliche geometrische Ausgestaltungen des Kragens 9 und des Übergangsberetchs 10 eines Kolbenrohlings , wobei der Kolbenrohling V als Ausschnitt in Seitenansicht im Schnitt jeweils dargestellt ist.

Gemäß Figur 5 weist der im Rahmen der Herstellung des Kolbenrohlings V hergestellte Kragen 9 an seiner Kante 12 eine radial um die Mittelachse umlaufende Feder 17 auf. Der im Rahmen der Herstellung des Kolbenrohlings 1 ^' hergestellte Übergangsbereich 10 weist eine zu der Feder 17 korrespondierende Nut 18 auf, dessen Oberfläche einen Teil des Anlagebereichs 1 1 bildet.

Zur Herstellung eines Kolbenrohlings 1 ^' gemäß Figur 3 wird der Kragen 9 mit einer Kraft in Form einer Druckkraft in Richtung der Umformung B1 umgeformt, so dass sich die Kante 12 des Kragens 9 dem Anlagebereich 11 gemäß Figur 5 nähert.

Nachdem der Kragen 9 weiter in Richtung der Umformung B1 umgeformt wird, so dass die Feder 17 in der Nut 18 positioniert ist (gestrichelt in Figur 5 dargestellt) und beide dadurch eine Formschlussverbindung bilden, wobei der Kolbenrohling 1 ^' somit etwa eine Form gemäß des Kolbenrohlings 1 ^' gemäß Figur 3 aufweist, wird anschließend im Ausführungsbeispiel mittels Kaltumformung mit Kaltfließpressung eine plastische Verformung im Bereich des Übergangsbereichs 10 erzeugt.

Dazu wird in Kraftrichtung B2 eine Druckkraft auf den Kolbenrohling 1 ^' , vorzugsweise senkrecht zur Mittelachse des Kolbenrohlings 1 ^' , ausgeübt, so dass mittels dieser Krafteinwirkung Werkstoff des Koibenrohlings V in den Anlagebereich 11 mittels des Umformens gepresst wird. Im Ausführungsbeispiel wird dabei Werkstoff in den Anlagebereich 11 von dem Kolbenunterteil 4 in Richtung Kolbenboden 2, das heißt von unten nach oben, gepresst, wobei sich der Werkstoff um den Anlagebereich 11 herum im Übergangsbereich 10 befindet. Mittels des Einpressens des Werkstoffs werden die Feder 17 des Kragens 9 und die Nut 18 des Anlagebereichs 1 1 jeweils gestaucht, wobei durch die plastische Verformung und die dabei erzeugte Stauchung ein vollständig geschlossener Kühlkanal gebildet wird, wobei zusätzlich die Feder 17 unlösbar mit der Nut 18 verbunden wird. Ferner werden die anderen Bereiche der äußeren radial umlaufenden Kante 12 gestaucht.

Alternativ weist die Kante 12 des Kragens 9 in dem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 einen radial um die Mittelachse umlaufenden Hinterschnitt 13 auf. Der Übergangsbereich 10 weist eine radial um die Mittelachse umlaufende Stufe 14 auf. Der untere Bereich der Stufe 14 ist dabei gemäß Figur 6 konisch ausgebildet. Einen Teil der Stufe 14 beinhaltet gemäß Figur 6 den Anlagebereich 1 1. Ferner weist der Kolbenrohling 1 ^' im Übergangsbereich 10 eine radial um die Mittelachse umlaufende Nase 19 gemäß Figur 6 an der Außenseite des Kolbenrohlings 1 ^' auf.

Nachdem der Kragen 9 in Richtung der Umformung B1 soweit mittels einer aufgebrachten Kraft, beispielsweise erzeugt mit Hilfe eines Umformwerkzeugs, umgeformt und umgeklappt worden ist, dass die Kante 12 mit dem Anlagebereich 1 1 vollständig zur Anlage kommt, wird anschließend in Kraftrichtung B2 eine andere Kraft im Bereich der Nase 16 aufgebracht. Der Kolbenrohling V gemäß Figur 6 weist dabei eine Position gemäß Figur 3 auf, die der in Figur 6 gestrichelt dargestellten Position entspricht. Die Kraft in Kraftrichtung B2 weist dabei gemäß Figur 6 einen steilen Winkel zur Mittelachse auf.

Mittels der so aufgebrachten Druckkraft zum Umformen in Kraftrichtung B2 verformt sich mittels einer plastischen Verformung des Übergangsbereichs 10 die Nase 19 in Richtung Anlagebereich 1 1 und Kante 12, wobei dabei Werkstoff aus dem Bereich des Übergangsbereichs 10 von unten her in den Anlagebereich 11 gepresst wird. Dabei wird auch die Kante 12 und der Anlagebereich 1 1 gestaucht. Nach vollständiger plastischer Verformung im Bereich des Übergangsbereichs 11 ist die Kante 12 und somit auch der Kragen 9 unlösbar mit dem Anlagebereich 11 verbunden, so dass sich ein vollständig geschlossener und dichter Kühlkanai 3 im Kolbenrohling 1 ^' bildet.

Nach Herstellung des vollständig geschlossenen und dichten Kühlkanals 3 in dem jeweiligen Kolbenrohling 1 ^' gemäß den Ausführungsbeispielen zu den Figuren 3, 4, 5 oder 6 wird der Kolbenrohling 1 ^' weiter bearbeitet. Im Rahmen der Bearbeitung wird das Ringfeld 16 gemäß Figur 1 in den Kolbenboden 2 beispielsweise mittels eines spanenden Werkzeugs eingebracht. Ferner werden weitere Bearbeitungsschritte zur Herstellung der Brennraummulde 8 und Bolzenbohrungen 6 und der Herausarbeitung und Feinbearbeitung der Kolbenschäfte 7 durchgeführt, so dass nach der Herstellung der Kühlkanaikolben 1 beispielhaft eine Ausführung gemäß Figur 1 aufweist.

Mit der Bezugsziffer 20 ist grundsätzlich ein innenliegender Verbindungssteg bezeichnet, der den oberen Teil des Kolbens (Kolbenboden 2) mit dem unteren Teil (Kolbenunterteil 4 einschließlich Kolbenschaft) verbindet.

Die Fläche des Konus am Kragen 9 und/oder des Übergangsbereichs 10 kann auch gekrümmt ausgebildet sein (siehe Figur 7: hier sind Anlagebereich 1 1 und Kante 12 einander entsprechend gekrümmt ausgebildet, d. h. der Übergangsbereich 10 wird mit einer Stufe 14 und einem sich daran anschließenden gekrümmten Anlagebereich 1 1 sowie der Kragen 9 mit einer entsprechend angepassten gekrümmten Kante 12 hergestellt), wobei alternativ der Übergangsbereich 10 sowohl mit Stufe 14 (siehe wieder Figur 7) als auch ohne Stufe (siehe Figur 8: hier geht der Verbindungssteg 20 ohne Stufe, d. h. bündig in den Anlagebereich 11 über, d. h. der Übergangsbereich 10 wird bündig von dem Verbindungssteg 20 in einen sich daran anschließenden gekrümmten Anlagebereich 1 1 übergehend sowie der Kragen 9 mit einer entsprechend angepassten gekrümmten Kante 12 hergestellt) ausgebildet sein kann.

Die Länge des Kragens 9 ist selbstverständlich so gewählt, dass dessen Kante 12 an dem Anlagebereich 1 1 zur Anlage kommt, wenn der Kragen 9 umgeformt wird. Vorzugsweise kommt dessen Kante 9 so an dem Anlagebereich 1 1 zur Anlage, dass einerseits kein Spalt entsteht und sich der Kragen 9 an dem Kolbenschaft 7 abstützt, wobei andererseits durch die Längenwahl sichergestellt sein muss, dass sich die Kante 12 des Kragens 9 mit dessen Umformung auch an dem Aniagebereich 10 anlegen lässt. Bezugszeichen liste

1 Kühlkanalkolben

1 ^' Kolbenrohling

2 Kolbenboden

3 Kühlkanal

4 Kolbenunterteil

5 Kolbennabe

6 Bolzen bohrung

7 Kolbenschaft

8 Brennraummulde

9 Kragen

10 Übergangsbereich

11 Anlagebereich

12 Kante

13 Hinterschnitt

14 Stufe

15 Schräge (der Stufe 14)

16 Ringfeld

17 Feder

18 Nut

19 Nase

20 Verbindungssteg

B1 Richtung der Umformung

B2 Kraftrichtung

α Winkel (der Kante 12 / der Schräge 5)