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Patent Searching and Data


Title:
PISTON RING CARRIER WITH A COOLING CHANNEL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/054371
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a piston ring carrier with a cooling channel used for casting a light metal piston for a combustion engine. Said piston ring carrier comprises a casting ring (1) supporting the cooling channel (4) which is limited by at least one first ring element (2) made of sheet metal. The outer radius of the first ring element (2) overlaps the inner radius of the casting ring (1) and is connected to the casting ring (1) in the overlapping area by means of resistance pressure welding. In a preferred embodiment of the invention, the cooling channel (4) is limited by two ring elements (2, 3) made of stainless steel sheet, said two ring elements (2, 3) overlapping and being connected to each other in an axial direction by means of laser welding. The cooling channel (4) can be directly adjacent to the casting ring (4) or be arranged at a distance therefrom.

Inventors:
MERZ KARL (CH)
Application Number:
PCT/CH2002/000723
Publication Date:
July 03, 2003
Filing Date:
December 23, 2002
Export Citation:
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Assignee:
MERZ KARL (CH)
International Classes:
B22D19/00; F02F3/22; F16J9/22; (IPC1-7): F02F3/22; B22D19/00; F16J9/22
Foreign References:
US4120081A1978-10-17
DE7617370U11976-10-07
DE10011155A12001-09-13
US4907545A1990-03-13
US6105540A2000-08-22
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 114 (M - 1377) 9 March 1993 (1993-03-09)
Attorney, Agent or Firm:
Lauer, Joachim (Stapferstrasse 5 Postfach 2651 Zürich, CH)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Kolbenringträger mit Kühlkanal (4 ; 24) zum Eingiessen in einen Leichtmetall Gusskolben (10 ; 30) für einen Verbrennungsmotor, wobei der Kolbenringträger einen Gussring (1 ; 21) umfasst und der Kühlkanal (4 ; 24) durch mindestens ein erstes Ringelement (2 ; 22) aus einem Blechmaterial begrenzt und durch den Gussring (1 ; 21) getragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ringelement (2 ; 22) mit seinem äusseren Radius den Innenradius des Gussrings (1 ; 21) überlappt und in diesem Überlappungsbereich mit dem Gussring (2 ; 21) durch Widerstandspressschweissen verbunden ist.
2. Kolbenringträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (4 ; 24) ausser durch das erste (2 ; 22) mindestens auch noch durch ein zweites Ringelement (3 ; 23) aus einem Blechmaterial begrenzt wird, wobei sich die beiden Ringelemente (2, 3 ; 2,23) mit einem jeweils im wesentlichen in Axialrichtung (AR) ausgerichteten Innenkragen (2.1,.
3. 1 ; 22.4, 2.
4. 1) gegenseitig überlappen und im wesentlichen in Axialrichtung (AR) entlang eines dieser Innenkragen (2.1 ; 22.4) durch Laserschweissen miteinander verbunden sind.
5. 3 Kolbenringträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (4) ausser durch die beiden Ringelemente (2,3) auch durch den Gussring (1) begrenzt wird und dass die beiden Ringelemente (2,3) mit ihrem äusseren Radius jeweils den Innenradius des Gussrings (1) überlappen und in diesen Überlappungsbereichen jeweils mit dem Gussring (1) durch Widerstandspressschweissen verbunden sind.
6. Kolbenringträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (24) mit Abstand von dem Gussring (21) angeordnet ist.
7. Kolbenringträger nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gussring (21) ausschliesslich mit dem ersten Ringelement (22) verbunden ist.
8. Kolbenringträger nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Ringelement (22) zwischen dem Gussring (21) und dem Kühlkanal (24) Fenster (22.2) vorhanden sind.
9. Kolbenringträger nach einem der Ansprüche 46, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ringelement (22) zwischen dem Gussring (21) und dem Kühlkanal (24) konisch ausgebildet ist.
10. Kolbenringträger nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten oder einem weiteren Ringelement mindestens ein Hohlnippel (17) angeformt ist.
11. Kolbenringträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohinippel ein Rohrstück umfasst, welches auf eine an dem jeweiligen Ringelement vorhandene Befestigungswarze (16) insbesondere reibschweisstechnisch aufgesetzt ist.
12. Kolbenringträger nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Hohlnippels mit einer Rundkappe versehen ist.
13. Kolbenringträger nach einem der Ansprüche 810, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Hohlnippels geschlossen ist.
14. Kolbenringträger nach einem der Ansprüche 810, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Ende des Hohnippels eine kleine Öffnung vorhanden ist.
15. Kolbenringträger nach einem der Ansprüche 812, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Hohinippels so bemessen ist, dass der Hohlnippel beim Eingiessen in den Gusskolben in in der Gussmasse ebenfalls vollständig eingebettet wird.
16. Kolbenringträger nach einem der Ansprüche 812, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Hohlnippels so bemessen ist, dass der Hohinippel beim Eingiessen in den Gusskolben in einen Hohlraum desselben vorsteht.
17. Kolbenringträger nach einem der Ansprüch 114 dadurch gekennzeichnet, dass das Blechmaterial ein Edelstahlblech ist.
Description:
BESCHREIBUNG TITEL Kolbenringträger mit Kühlkanal TECHNISCHES GEBIET Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolbenringträger mit Kühlkanal zum Eingiessen in einen Leichtmetall-Gusskolben für einen Verbrennungsmotor, wobei der Kolbenringträger einen Gussring umfasst und der Küh) kanai durch mindestens ein erstes ringförmiges Element aus einem Blechmaterial begrenzt und durch den Gussring getragen wird.

Kolben mit gekühlten Kolbenringen und entsprechenden Kolbenringträgem mit Kühlkanal, durch welchen ein Kühlmittel zirkuliert, werden in zunehmendem Masse im Zuge der markanten Erhöhung des Einspritz-und Kompressionsdrucks bei modernen Verbrennungsmotoren benötigt.

STAND DER TECHNIK Bei einem ersten bekannten Kolbenringträger der genannten Art sind zwei Ringelemente als Teilschalen aus einem Edelstahl-Blechmaterial jeweils mit einem nach innen in den Kühlkanal, d. h. also in eine Ringebene hinein gebogenen Kragen versehen und mit diesen Kragen in Anlage aneinander verweisst, wobei die Schweissung lasertechnisch entlang des Spaltes zwischen den Kragen in der Spaltebene ausgeführt ist. Die Verbindung der Teilschalen mit dem Gussring ist entlang von dessen Innenkanten durch Mikroplasmaschweissen unter Materialauftrag hergestellt.

Bei einem anderen bekannten Kolbenringträger wird der Kühlkanal durch den Gussring und ein in diesen eingeschweisstes einstückiges, im Querschnitt etwa u-förmiges bzw. c-förmiges Ringelement aus Edelstahlblech gebildet, wobei die freien Kanten des Ringelements in-scharf ausgebildete Nuten entlang der Innenkanten des Gussteils eingebogen und darin schweiss- und/oder löttechnisch fixiert sind.

Ähnlich ausgebildet ist ein aus der US-A-6,105, 540 bekannter Kolbenringträger, bei welchem jedoch ein einstückiges, etwa u-förmiges bzw. c-förmiges Ringelement aus Edelstahlblech unter Druckanwendung in seinem Durchmesser reduziert und so in den Gussring eingepresst wird, bevor es mit diesem verschweisst wird.

Die bekannten Kolbenringträger werden vor dem Eingiessen in die Kolben noch alfiniert, um auf ihrer Oberfläche eine Alfinschicht zu erzeugen, mit welcher sich das Gussmaterial der Kolben auf Aluminiumbasis ausreichend verbinden kann. Das Alfinieren erfolgt bei ca. 760°C in einem flüssigen Alfinbad. Zuvor werden die Teile bei ca. 230°C geglüht und durch Korundstrahlen von ihrer Oxidschicht befreit.

Problematisch bei den bekannten Kolbenringträgern ist vor allem die Verbindung zwischen dem Gussring und dem oder den Edelstahlblechteilen, weil die entsprechenden Materialien nicht gut miteinander verschweissbar sind. Auf der anderen Seite kommt es auf die Belastbarkeit und Dichtigkeit dieser Verbindung wegen des nachfolgenden Alfinierens aber entscheidend an, damit während des Alfinierens aus dem luftgefüllten Kühlkanal keine Luft und damit Sauerstoff austreten kann. Sauerstoff verhindert die Bildung einer Alfinschicht und bewirkt unter den hohen im Aifinbad vorherrschenden Temperaturen im Bereich der Undichtigkeitsstelle eine lokale Oxidation, die wiederum eine nicht tolerable, unvollständige Einbettung des Kolbenringträgers samt Kühlkanal im Gusskolben zur Folge hat. Jede noch so kleine Undichtigkeit führt damit zu einem Ausschussteil.

Ein Mittel um solchen Ausschuss einzugrenzen ist bei dem an zweiter Stelle erwähnten bekannten Kolbenringträger, die Laserschweissung zwischen dem Gussring und dem Edelstahl-Ringelement sehr langsam auszuführen. Typisch werden hier pro umlaufende Schweissnaht um die 20 sec benötigt.

Als nachteilig bei diesem bekannten Kolbenringträger ist weiterhin das Ausdrehen der erwähnten scharfen Nuten im Gussteil anzusehen, was mit einem hohen Werkzeugverschleiss verbunden ist. Desweiteren ist die umformtechnische Herstellung des einstückigen Edelstahl-Ringelements zumindest aufwendig und anspruchsvoll, was auch für das einstückige Ringelement nach der US-A-6,105, 540 gilt.

Als nachteilig bei dem bekannten Kolbenringträger mit den beiden Teilschalen ist ebenfalls deren vergleichsweise aufwendige Herstellung durch das Nach-Innen-Biegen der erwähnten Kragen anzusehen.

Bei allen bekannten Kolbenringträgern mit Kühlkanal muss desweiteren nach ihrem Eingiessen in den Kolben der zunächst in sich geschlossene Kühlkanal noch vom Kolben- Innenraum her angebohrt werden, um eine Verbindung zwischen dem Kolben-Innenraum und dem Kühlkanal für den Fluss eines Kühimittels herzustellen. Hierbei kann es passieren, dass um das Bohrloch herum die Verbindung zwischen dem Gussmaterial des Kolbens und dem Kühlkanal abgerissen wird, was wiederum nicht tolerabel ist und zu Ausschuss führt.

Schliesslich sind Ausführungsarten von Leichtmetall-Gusskolben bekannt, welche mit einem Kolbenringträger versehen sind, an welchen direkt sich jedoch kein Kühlkanal anschliesst.

Ein Kühlkanal ist vielmehr mit Abstand vom Kolbenringträger im Gusskolben angeordnet, und insofern im wesentlichen vollständig in dem Gussmaterial eingebettet. Zur Herstellung dieser Art isoliert angeordneter Kühlkanäle ist es üblich, in die Gussform beim Giessen der Kolben Salzinge einzulegen. Das Salz wird nach dem Giessen und dem Anbohren des Kühkanals herausgelöst. Zumindest das Handling beim Einlegen der Salzringe in die Gussform ist aufwendig und daher von Nachteil.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen zum Stand der Technik und die in bezug auf diesen erwähnten Nachteile stellt sich die vorliegende Erfindung insbesondere die Aufgabe, einen Kolbenringträger mit Kühlkanal der eingangs genannten Art anzugeben, welcher einfacher, rationeller, schneller und mit deutlich weniger Ausschuss und dadurch insgesamt kostengünstiger herstellbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch einen Kolbenringträger mit Kühlkanal wie er im Patentanspruch 1 definiert ist.

Der erfindungsgemässe Kolbenringträger ist demnach dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ringelement mit seinem äusseren Radius den Innenradius des Gussrings überlappt und in diesem Überlappungsbereich mit dem Gussring durch Widerstandspressschweissen verbunden ist. Durch dieses Schweissverfahren ergibt sich eine gute sowie ggf. auch dichte Schweissverbindung zwischen den nicht gut miteinander verschweissbaren Teilen. Der Schweissvorgang ist ausserordentlich schnell und benötigt z. B. nur ca. 40 Millisekunden.

Gemäss einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird der Kühlkanal ausser durch das erste mindestens auch noch durch ein zweites Ringelement aus einem Blechmaterial begrenzt, wobei sich die beiden Ringelemente mit einem jeweils im wesentlichen in Axialrichtung ausgerichteten Innenkragen gegenseitig überlappen und im wesentlichen in Axialrichtung entlang eines dieser Innenkragen durch Laserschweissen miteinander verbunden sind.

Das Schweissen in Axialrichtung ist machinentechnisch wesentlich einfacher ausführbar als das erwähnte Schweissen senkrecht dazu in einer Ringebene. Sofern für beide Ringelemente das gleiche Material verwendet ist, kann die Laserschweissung auch sehr schnell im Rahmen von etwa nur einer Sekunde durchgeführt werden, wobei eine reproduzierbar dichte Schweissnaht entsteht.

Desweiteren ist es bei dieser Ausführungsform möglich, dass der Kühlkanal ausser durch die beiden Ringelemente auch durch den Gussring begrenzt wird und dass die beiden Ringelemente mit ihrem äusseren Radius jeweils den Innenradius des Gussrings überlappen und in diesen Überlappungsbereichen jeweils mit dem Gussring durch Widerstandspressschweissen verbunden sind.

Der Gussring wird bei dieser Ausführungsform bei der Herstellung einfach zwischen die beiden Teilschalen eingelegt, bevor diese entlang des freien Randes des inneren Kragens in Axialrichtung laserschweisstechnisch miteinander verschweisst werden.

Die Vorteile dieser Ausbildung liegen zum einen darin, dass die beiden Teilschalen stanz- und umformtechnisch sehr einfach herstellbar sind, wobei sie nur aus einer Richtung, nämlich ihrer Axialrichtung, bearbeitet werden müssen. Die an ihnen ausgebildeten Innenkragen müssen nicht sehr hoch sein. Zum anderen kann ihr Aussendurchmesser und damit die gegenseitige Überlappung mit dem Gussring beliebig gross gewählt werden Die beim Stand der Technik problematische Verbindung zwischen den Edelstahlblechteilen und dem Gussring ist durch das Widerstandspressschweissen ebenfalls problemlos und reproduzierbar dicht herstellbar, wobei die beliebig gross wählbare gegenseitige Überlappung der Edelstahl-Teilschalen mit dem Gussring für das Widerstandsschweissen zusätzlich von Vorteil ist. Der Schweissvorgang ist, wie bereits erwähnt, auch ausserordentlich schnell und benötigt z. B. nur ca. 40 Millisekunden.

Gemäss einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kühikanal mit Abstand von dem Gussring angeordnet, welcher insofern den Kühlkanal selbst nicht mit begrenzt, zumindest über das erste Ringelement mit dem Kühlkanal jedoch verbunden ist.

Gussring und Kühlkanal bilden somit eine Einheit, die als solche in die Gussform bei der Herstellung der Gusskolben eingebracht werden kann. Die Verwendung und aufwendige zusätzliche Plazierung individueller Salzringe oder dergleichen entfällt.

Bei dieser Ausführungsform ist es weiter bevorzugt, dass der Gussring ausschliesslich mit dem ersten Ringelement verbunden ist. Das erste Ringelement könnte grundsätzlich so ausgeführt sein, dass es den Kühlkanal allein begrenzt. Bevorzugt ist es jedoch auch hier wieder, den Kühlkanal aus zwei Ringelementen zusammenzusetzen, und zwar so, dass diese durch Laserschweissen im wesentlichen in Axialrichtung miteinander entlang von z. B. zwei Schweissnähten verbunden werden können.

Um den Gusskolben auch bei dieser Ausführungsform als feste Einheit zu erhalten können in dem ersten Ringelement zwischen dem Gussring und dem Kühlkanal Fenster vorgesehen werden. Schliesslich kann das erste Ringelement bei dieser Ausführungsform zwischen dem Gussring und dem Kühlkanal konisch ausgebildet werden.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an dem ersten oder einem weiteren Ringelement mindestens ein Hohlnippel angeformt, der nach dem Eingiessen des Kolbenringträgers in den Gusskolben die Herstellung eines Verbindungskanals für das Kühlmittel zwischen dem Kühlkanal und dem Kolbeninnenraum erleichtert. Anstelle den Kühlkanal selbst anzubohren und hierbei ggf. ggf. dessen Verbindung zu dem umgebenden Gussmaterial zu lösen, genügt es, den Hohinippel anzubohren, was bei geeigneter Plazierung des Hohinippels allein schon wegen der geringeren Bohrtiefe weitaus weniger kritisch ist, insbesondere wenn der Hohlnippel an seinem freien Ende mit einer Rundkappe versehen ist. Bei geeigneter Ausbildung des Gusswerkzeugs für den Kolben mit einer Ausnehmung kann der Hohinippel auch so lang gemacht werden, dass er bis in den Kolben- Innenraum hineinragt. In diesem Fall muss der Hohinippel z. B. schneidtechnisch nur gekürzt werden und ein Aufbohren des Verbindungskanals entfällt ganz.

Im freien Ende des Hohinippels kann schliesslich sogar noch eine Öffnung vorgesehen sein, die den Austritt von Luft aus dem Kühlkanal während des Alfinierens ermöglicht. Die Öffnung darf von ihrem Querschnitt her aber nur so gross bemessen sein, dass umgekehrt das flüssige Alfin auf Grund seiner Oberflächenspannung gerade nicht in den Kühlkanal eindringen kann. Durch die Öffnung wird der Luft in dem Kühlkanal während des Alfinierens eine definierte Entweichmöglichkeit zur Verfügung gestellt, wodurch sich im Kühlkanal selbst unter den hohen Temperaturen im Alfinbad kein Überdruck einstellen kann. Hierdurch werden die Schweissverbindungen nicht belastet und es kann sicher vermieden werden, dass Luft an einer anderen Stelle austritt. Die mit dem Luftaustritt durch die Öffnung am Hohlnippel verbundene lokale Oxidation rund um die Öffnung ist unschädlich, weil der entsprechende Bereich des Hohinipells nach dem Eingiessen in den Kolben sowieso durch Anbohren oder Kürzen wieder entfernt wird.

KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen : Fig. 1 eine Ausführungsform eines Kolbenringträgers mit direkt angeschlossenem Kühlkanal nach der Erfindung im Schnitt, wobei die einzelnen Elemente noch nicht vollständig miteinander verschweisst sind ; Fig. 2 den Kolbenringträger von Fig. 1 zwischen zwei Schweisszangen einer Widerstandsschweissvorrichtung ; Fig. 3 im Schnitt einen fertigen Kolbenringträger mit Kühlkanal nach der Erfindung in einem Leichtmetall-Gusskolben eingegossen, wobei im rechten Teil der Figur zusätzlich ein Verbindungskanal für den Kühlmittelfluss zwischen einem Innenraum des Kolbens und dem Kühlkanal dargestellt ist ; Fig. 4 an einem Ringelement des Kühlkanals des erfindungsgemässen Kolbenringträgers die Ausbildung einer Befestigungswarze sowie das Aufsetzen eines Hohlnippels darauf ; Fig. 5 in einer Darstellung gemäss dem rechten Teil von Fig. 3 die Verwendung eines solchen Hohinippels zur Herstellung des Verbindungskanals zwischen dem Kolbeninnenraum und dem Kühikanal ; Fig. 6 einen Hohinippel mit einer kleinen Öffnung ; Fig. 7 in einer Darstellung gemäss dem rechten Teil von Fig. 3 die Verwendung eines langen Hohinippels zur Herstellung des Verbindungskanals zwischen dem Kolbeninnenraum und dem Kühlkanal, wobei der Hohinippel in den Koben- Innenraum hineinreicht.

Fig. 8 eine Ausführungsform eines Kolbenringträgers mit beabstandetem Kühlkanal nach der Erfindung im Schnitt, und Fig. 9 im Schnitt den Kolbenringträger mit beabstandetem Kühlkanal in einem Leichtmetall-Gusskolben eingegossen.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG In Figur 1 bezeichnet 1 einen Gussring eines Kolbenringträgers, wobei eine Nut für den Kolbenring hier noch nicht eingestochen ist.

Der Gussring 1 ist eingelegt zwischen zwei ebenfalls jeweils ringförmige Elemente 2 und 3 aus einem dünnen Edelstahblech, welche entlang ihres Innenradius jeweils mit einem in Axialrichtung, d. h. senkrecht zur Ringebene jeweils ausgeformten Innenkragen 2.1 bzw. 3.1 versehen sind. Die Innenradien der beiden Ringelemente 2 und 3 sind so aufeinander abgestimmt, dass die Ringelemente 2 und 3 mit ihren Innenkragen 2.1 und 3.1 in enger gegenseitiger Anlage ineinander gesteckt werden können. Fig. 1 zeigt die beiden Ringelemente derart ineinandergesteckt, wobei sich ihre Innenkragen 2.1 und 3. 1 gegenseitig ein Stück weit überlappen. Ferner überlappt auch der Gussring 1 mit den beiden Ringelementen 2 und 3, indem sein Innenradius kleiner als die Aussenradien der Ringelemente bemessen ist.

In der Anordnung von Fig. 1 begrenzen die drei beschriebenen Teile, d. h. der Gussring 1 sowie die Ringelemente 2 und 3 gemeinsamen einen umlaufenden Kühlkanal 4.

Entsprechend bilden die beiden Ringelemente 2 und 3 jeweils Teilschalen des Kühlkanals 4.

Im linken Teil von Fig. 1 sind die drei Teile 1-3 nur lose zusammengesetzt. Zur ihrer Verbindung wird einerseits entlang des freien Randes des im Durchmesser kleineren Innenkragens 2.1 durch Laserschweissen in Axialrichtung AR eine umlaufende Schweissnaht 5 zwischen den beiden Ringelementen 2 und 3 hergestellt, die im rechten Teil von Fig. 1 dargestellt ist. Zum anderen werden gemäss Fig. 2 die Ringelemente 2 und 3 in ihrem Überlappungsbereich mit dem Gussring 1 jeweils durch Widerstandspresschweissen in einer entsprechenden Widerstandspressschweissvorrichtung mit Schweisselektroden 6 und 7 verbunden.

Um das Widerstandspressschweissen zwischen den beiden Ringelementen 2 und 3 und dem Gussring 1 zu erreichen, wird letzterer mit beidseitigen, umlaufenden Schweissbuckeln 8 bzw. 9 versehen.

Anstatt exakt in Axialrichtung AR könnten die beiden Innenkragen gegenüber der Axialrichtung auch unter einem gewissen Winkel angeordnet sein und auch das Laserschweissen könnte nur im wesentlichen in Axialrichtung ausgeführt werden.

Entscheidend ist allein, dass die Schweissnaht mit einem ausserhalb der Ringebene angeordneten Laserschweisskopf und ohne Ablenkung des Laserstrahls in die Ringebene ausführbar ist.

Fig. 3 zeigt einen fertiggestellten Kolbenringträger 1 mit Kühlkanal 4 nach der Erfindung bereits eingegossen in einen Leichtmetall-Gusskolben 10, wobei hier die Nut 11 für den Kolbenring bereits in den Gussring eingestochen ist. Der Kolben 10 ist nur teilweise dargestellt. Zu erkennen ist jedoch eine Vertiefung 12 in seiner Stirnseite zum Verbrennungsraum hin sowie ein Hohl-bzw. Innenraum 13, welcher zur Pleulstange und damit zur Ölwanne des Motors hin offen ist.

Um den Kühlkanal 4 vom Kolben-Innenraum 13 her mit Öl als Kühlmittel beschicken zu können sind über den Umfang des Kühlkanals 4 mehrere Verbindungskanäle zwischen dem Kühlkanal 4 und dem Kolben-Innenraum 13 vorgesehen, Im rechten Teil von Fig. 3 ist ein solcher Verbindungskanal 14 dargestellt, wie er beispielsweise durch Bohren nach dem Giessen des Kolbens 10 aus Innenraum 13 aus hergestellt werden kann. Da hierbei die Gefahr besteht, die Verbindung zwischen dem dünnen Blechmaterial des Kühlkanals und dem umgebenden Gussamterial des Kolbens z. B in dem mit 15 bezeichneten Bereich zu lösen, wird nachfolgend eine Alternative zum Herstellen der Verbindungskanäle erläutert.

Fig. 4 zeigt in einem Ausschnitt z. B. das Ringelement bzw. die Kühlkanal-Teilschale 2, an welcher eine Befestigungswarze 16 ausgebildet ist. Diese kann einfach beim Ausstanzen des Ringlement 2 und/oder dem Ausziehen des Innenkragens 2.1 stanz-und/oder ziehtechnisch mit hergestellt werden. Auf der Befestigungswarze 16 wird dann in einem weiteren Arbeitsgang, z. B. reibschweisstechisch, ein röhrchenförmiger Hohlnippel 17 aufgeschweisst, wobei dies nicht notwendig senkrecht, sondern auch unter einem schrägen Winkel erfolgen kann. In Fig. 4 ist der Hohinippel 17 an seinem freien Ende geschlossen und mit einer Rundkappe versehen.

Fig. 5 zeigt nun Kolben 10 mit einem darin eingegossenen erfindungsgemässen Kolbenringträger 1 mit Kühlkanal 4, an welchem ein Hohlnippel 17 gemäss Fig. 4 ausgebildet ist. Der Hohinippel 17 dient hier als ein Abschnitt des Verbindungskanals 14, zu dessen Herstellung es genügt, lediglich das freie Ende des Hohinippels an-und aufzubohren. Das Aufbohren wird durch die abgerundete Endkappe des Nippels zusätzlich erleichtert.

Gegenüber dem Anbohren des Kühlkanals 4 selbst besteht beim Anbohren des Hohlnippels 17 nicht die Gefahr eines Materialabrisses im Bereich 15 und es muss auch nicht so tief gebohrt werden.

In einer alternativen Ausführungsform könnte am freien Ende des Hohlnippels 17 auch noch eine kleine Öffnung 18 vorgesehen sein, durch welche beim Alfinieren Luft aus dem Kühlkanal entweichen kann, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform könnte der Nippel 17 auch so lang ausgebildet werden, dass er in den Kolben-Innenraum 13 vorsteht und dadurch gar nicht angebohrt werden braucht, wie dies Fig. 7 zeigt. Zur Öffnung des Verbindungskanals14 genügt es in diesem Fall, das in den Innenraum 13 vorstehende Ende schneidtechnisch zu entfernen.

Das Öffnen des Kühlkanals vom Kolben-Innenraum 13 her könnte, mit oder ohne Hohlnippel, auch durch Erodieren ausgeführt werden.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform eines Kolbenringträgers nach der Erfindung mit einem Gussring 21 und einem von diesem beabstandeten Kühlkanal 24. Der Kühlkanal 24 wird begrenzt durch ein erstes Ringelement 22 sowie durch ein zweites Ringelement 23, die beide jeweils aus einem Edelstahlblech bestehen. Nur das erste Ringelement 22 ist hier jedoch in Verbindung mit dem Gussring 21 und überlappt diesen bzw. dessen Innenradius mit einem grösseren Aussenradius. In dem entsprechenden Überlappungsbereich sind die Teile, d. h. der Gussring und das erste Ringelement durch Wiederstandspressschweissen miteinander verbunden, Die entsprechende Schweissnaht ist bevorzugt umlaufend.

Das erste Ringelement 22 weisst nach innen anschliessend an seinen Überlappungsbereich mit dem Gussring 21 zunächst einen konisch ausgebildeten Abschnitt 22.1 auf, in weichem über den Umfang verteilt mehrere Fenster 22.2 ausgestanzt sind. Weiter nach innen schliesst sich bei dem ersten Ringelement 22 eine im Querschnitt etwa u-förmig gebogene Rinne 22.3 an, welche wiederum einen in Axialrichtung ausgerichteten Innenkragen 22.4 aufweist.

Abgeschlossen wird die Rinne 22.3 unter Ausbildung des Kühlkanals 24 durch das zweite Ringelement 23, welches zumindest innenseitig ebenfalls mit einem in Axialrichtung ausgerichteten Innenkragen 23.1 versehen ist. Wie bei der Ausführungsform von Fig. 1 sind die beiden Ringelemente 22 und 23 so ineinandergesteckt, dass sich ihre beiden Innenkragen in enger gegenseitiger Anlage befinden und mittels einer umlaufenden, in Axialrichtung oder im wesentlichen in Axialrichtung ausgeführten Laserschweissung miteinander verbunden.

Eine entsprechende Laser-Schweissnaht ist in einem weiter aussen liegenden zweiten Überlappungsbereich der beiden Ringelemente 22 und 23 vorhanden. Hier liegt das zweite Ringelement 23 mit einem Aussenkragen 23.2 an dem konischen Abschnitt 22.2 des ersten Ringelements 22 an und ist entlang dieses Aussenkragens 23.2 mit dem ersten Ringelement 22 verschweisst. Der Aussenkragen 23.3 könnte auch umgekehrt ausgerichtet sein und in den Kühlkanal 24 hineinzeigen.

Wie bei der Ausführungsform von Fig. 1 können auch bei dieser Ausführungsform die beiden Ringelemente umformtechnisch jeweils sehr einfach durch Verformung in nur einer Richtung (Axialrichtung) hergestellt werden. Auch das Fügen und miteinander Verbinden der einzelnen Teile erfordert nur Operationen in dieser Richtung, was vor allem für eine Grossserienfertigung von entscheidendem Vorteil ist.

Fig. 9 zeigt den Kolbenringträger von Fig. 8 eingegossen in einem Leichtmetall-Gusskolben 30, wobei in dieser Darstellung besonders deutlich wird, wie der Kühkanal 24 von dem Gussring 21 beabstandet ist und ausserdem nicht in der gleichen Ebene liegt wie dieser.

In einem Ausschnitt A von Fig. 9 ist noch dargestellt, wie der Kühlkanal 24 auch einstückig aus einem einzigen Ringelement 22 hergestellt sein könnte. Weiter ist in diesem Ausschnitt A dargestellt, dass auch an dem vom Gussring beabstandeten Kühlkanal 24 ein Hohinippel 17 angeformt sein könnte. Ein Hohlnippel 17 könnte natürlich auch an einem mehrteiligen Kühlkanal 24 vorgesehen und entsprechend jeder der vorbeschriebenen Ausbildungen ausgeführt sein.