Verfahren zur Herstellung von Leiehtmetallkolben mit Schwermetalleinlagen für Brennkraftmaschinen. Gegenstand der Erfindung ist ein Ver fahren zur Herstellung von Leichtmetall kolben für Brennkraftmaschinen, zum Bei spiel aus Aluminium- oder Magciesiumlegie- rungen,
mit vom Kolbenwerkstoff ganz oder teilweise umschlossenen Schwermetalleinla- gen. Flache oder gebogene Schwermetallein- lagen werden bekanntlich vorteilhaft zur Regelung der verhältnismässig grossen Wär medehnung und Zusammenziehung des Me tallen ganz oder teilweise in das Leicht metall eingebettet.
Während es bekannt ist, gewöhnliche Kolbenausführungen und insbesondere Kol ben von kleinem Ausmass unter Benutzung eines einstückigen Kernes zu giessen, war man seither darauf angewiesen, beim Her stellen von Kolben mit Schwermetalleinlagen eine zweiteilige Aussenkokille und einen Brei- oder mehrteiligen Kern zu verwenden. Eine Giesseinrichtung mit mehrteiligem Kern zum Herstellen von Kolben mit Eiseneinlagen ist nun nicht nur in der Anschaffung, sondern auch im Gebrauch verhältnismässig kost spielig. So muss beispielsweise vor dem Giessvorgang der mehrteilige Kern erst in der Form aneinandergefügt und nach dem Giessen wieder einzeln herausgezogen werden.
Der nach dem Verfahren gemäss der Er findung hergestellte Kolben wird nun unter Verwendung nur eines einzigen Kernstückes angefertigt.
Ein Ausführungsbeispiel des erfinduDgs- gemässen Verfahrens sei nun an Hand der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt den in Kokillenhälften ein gebetteten Kolbenrohling mit dem Einzel kernstück; Fig. 2 zeigt teilweise einen Längssehnitt durch den Kolben senkrecht zur Kolben bolzenachse und teilweise eine Ansicht des Kolbens in Richtung der Bolzenachse; Fig. 3 ist ein durch die Ebene der Bol- zenachse geführter Querschnitt der Fig. 2.
Fig. 4 zeigt einen in der Ebene der Bol- zenachse geführten Querschnitt der Fig. 1 vor dem Giessen ; Fig. 5 ist ein Querschnitt nach Linie A-A der Fig. 2, und Fig. 6 zeigt einen Schnitt nach Linie B-B der Fig. 2.
Der Kolbenrohling 1, der mit Schwer metalleinlagen 2 ausgestattet ist, ist in den Kokillenhälften 3 eingebettet (Fig. 1) und lässt durch seine innere Begrenzung die Form des Einzelkernstückes 4 erkennen. Die bei den Hälften der das Kernstück 4 aufnehmen den Kokille sind mit Ansätzen 5 (Fig. 5, 6) versehen. Etliche Ansätze ragen durch Öff nungen 6 der Einlagen 2 hindurch und bal- ten auf diese Weise die Einlagen beim Giess vorgang fest, während weitere Ansätze der Kokillenhälften zur Bildung durchgehender Mantelöffnungen, zum Beispiel der Öffnung 7, vorgesehen werden und entsprechende Form gebung erhalten.
Mit diesem Verfahren ist nunmehr die Anfertigung von Kolben mit Eiseneinlagen auf maschinellem Wege, zum Beispiel im Spritz- oder Pressgussverfabren möglich. Wenn der Giessvorrichtung das den Kolbenwerk stoff bildende Leichtmetall unter Druck zu geführt wird, so ergibt sich ein viel festeres Gefüge des Kolbenwerkstoffes, was gerade in bezug auf die Wärmeleitfähigkeit von Bedeutung ist. Nicht minder vorteilhaft ist auch die wesentlich festere Einfügung der Einsatzstreifen in den Werkstoff des .Kolbens, insbesondere, wenn die Einsatzstreifen in den Tragflächen eingefügt werden.
Um die Verwendung nur eines einzigen Kernstückes bei dem dargestellten Kolben mit Einsatzstreifen aus Schwermetall ver wirklichen zu können, waren verschiedene Schwierigkeiten zu überwinden. Die innere Form des dargestellten Kolbenkörpers wird nach unten weiter. Die seither von den seit- lichen Stücken des mehrteiligen Kernes auf genommenen Einsatzstreifen \_' sind, wie ei sichtlich, an den beiden 11älftuu 3 der Ko kille festgehalten.
Um den eiristiiehigen Kern 4 nach dem Erstarren des @ussstüch@s Her ausziehen zu können, musste beim dargestell- ten Kolben auch von der Beibehaltung de, unterbrochenen Verstärkungswulstes am in nern Schaftende abgesehen werden. Urn die Schwermetalleinlagen 2 festzuhalten, ohne den Kern 4 hierzu zu verwenden, sind die beiden Hälften 3 der das Kernstück 4 auf nehmenden Kokille mit den Ansätzen 5 ver sehen, auf welche die Einlagen 2 mit Öff nungen aufgesteckt sind.
Weitere Ansätze an den Kokillenhälften 3 dienen der äussern Formgebung des Kolbenmantels und führen zum Beispiel Durchbrechungen 7 herbei. Die Schwermetalleinlagen 2 könnten jedoch auch am Kernstück 4 selbst gehalten werden, vor zugsweise so, dass man sie in an demselben angebrachten Nuten einsetzt.
Process for the production of alloy pistons with heavy metal inserts for internal combustion engines. The invention relates to a process for the production of light metal pistons for internal combustion engines, for example from aluminum or Magciesium alloys,
with heavy metal inlays completely or partially enclosed by the piston material. Flat or curved heavy metal inlays are known to be advantageous for regulating the relatively large thermal expansion and contraction of the metal, completely or partially embedded in the light metal.
While it is known to cast ordinary piston designs and in particular Kol ben of small dimensions using a one-piece core, it has since been dependent on using a two-part outer mold and a pulp or multi-part core when making pistons with heavy metal inlays. A casting device with a multi-part core for producing pistons with iron inserts is now relatively expensive not only to purchase but also to use. For example, before the casting process, the multi-part core must first be joined to one another in the mold and then pulled out again individually after casting.
The piston produced by the method according to the invention is now made using only a single core piece.
An exemplary embodiment of the method according to the invention will now be described with reference to the drawing.
Fig. 1 shows the in mold halves an embedded piston blank with the single core piece; Fig. 2 shows partly a longitudinal section through the piston perpendicular to the piston bolt axis and partly a view of the piston in the direction of the bolt axis; FIG. 3 is a cross-section of FIG. 2 taken through the plane of the bolt axis.
FIG. 4 shows a cross-section of FIG. 1 in the plane of the bolt axis before casting; Fig. 5 is a cross section taken on line A-A of Fig. 2 and Fig. 6 is a section taken on line B-B of Fig. 2.
The piston blank 1, which is equipped with heavy metal inlays 2, is embedded in the mold halves 3 (FIG. 1) and allows the shape of the individual core piece 4 to be recognized by its inner boundary. In the halves of the core piece 4 take up the mold are provided with lugs 5 (Fig. 5, 6). Several approaches protrude through openings 6 of the inserts 2 and in this way hold the inserts firmly during the casting process, while further approaches to the mold halves are provided to form continuous jacket openings, for example the opening 7, and are given a corresponding shape.
With this process it is now possible to manufacture pistons with iron inserts by machine, for example by injection or press casting. If the light metal forming the piston material is fed to the casting device under pressure, the result is a much firmer structure of the piston material, which is important with regard to the thermal conductivity. No less advantageous is the much more solid insertion of the insert strips into the material of the piston, especially when the insert strips are inserted into the wings.
In order to be able to use only a single core in the piston shown with insert strips made of heavy metal, various difficulties had to be overcome. The internal shape of the illustrated piston body continues downward. The insert strips that have since been taken up by the side pieces of the multi-part core are, as can be seen, attached to the two half-parts 3 of the pill.
In order to be able to pull out the egg-shaped core 4 after the solidification of the outer fabric, the piston shown had to refrain from retaining the interrupted reinforcing bead at the inner end of the skirt. Urn to hold the heavy metal inserts 2 without using the core 4 for this purpose, the two halves 3 of the core piece 4 on receiving ingot mold with the approaches 5 are seen ver, on which the inserts 2 with Publ openings are attached.
Further approaches to the mold halves 3 serve to shape the outer shape of the piston skirt and, for example, bring about openings 7. The heavy metal inlays 2 could, however, also be held on the core piece 4 itself, preferably in such a way that they are used in grooves attached to the same.