DE10011438C1

DE10011438C1 - Gießform zur Herstellung eines Kolbens

Info

Publication number: DE10011438C1
Application number: DE2000111438
Authority: DE
Inventors: Michael Winandi; Wilfried Weber; Martin Weissert; Manfred Stark
Original assignee: KS Kolbenschmidt GmbH
Current assignee: KS Kolbenschmidt GmbH
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2001-07-12
Anticipated expiration: 2020-03-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gießform zur Herstellung eines Kolbens, wobei der Kolben einen Ringträger aufweist. Erfindungsgemäß ist die Gießform wenigstens zweigeteilt und weist Haltemittel zur Aufnahme des Rohlingskolbenmaß aufweisenden Ringträgers vor dem Gießvorgang auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gießform zur Herstellung eines Kolbens, insbesondere eines Kol bens für eine Brennkraftmaschine, gemäß dem jeweiligen Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.

Bei der Herstellung von Kolben mit Ringträgern, wobei der Ringträger im Kopfbereich des Kolbens angeordnet ist, ist es aus der DE 39 32 562 A1 bekannt, daß der Ringträger mit einem umlaufenden Bund gefertigt wird. Dem umlaufenden Bund des Ringträgers entspre chend weist eine Gießform Auflageflächen auf, auf die der Ringträger mit seinem umlaufen den Bund in die Gießform aufgelegt wird. Ein solcher Ringträger und die entsprechend aus gestaltete Gießform haben jedoch den Nachteil, daß immer ein bestimmter Ringträger einer bestimmten Gießform zugeordnet werden muß. Ein weiterer Nachteil besteht in der kon struktiven Ausgestaltung, die es einerseits bedingt, daß der Ringträger den umlaufenden Bund aufweisen muß. Dies führt zu einem erhöhten Materialverbrauch, da der Durchmesser des Bundes größer ist als der Durchmesser des fertig gegossenen Rohling-Kolbens. Zum anderen muß die Gießform die speziellen Auflageflächen aufweisen, wodurch auch diese aufwendig herzustellen ist. Hinzu kommt noch, daß der Ringträger aufgrund der lockeren Auflage mit seinem Bund auf den Auflageflächen der Gießform in dieser nicht zuverlässig gehalten wird, so daß es passieren kann, daß bei dem Gießvorgang der Ringträger ver rutscht und der Rohlingskolben unbrauchbar ist.

Die DE 30 13 745 A1 betrifft eine Gießform für das Einlegen von zu umgießenden Rohren, bei der Einlege- oder Arretierstifte, die in der Gießform gelagert sind oder in diese eingelegt werden und in den Gießraum hineinragen, die Rohre stirnseitig aufnehmen und sie so posi tionieren, daß die Rohrenden selbst zur Kontur des Gießraumes einen Abstand haben und daß dieser Abstand größer ist als eine in die Größe der Gießform mit einbezogene Bearbei tungszugabe.

Aus der DE 197 10 604 A1 ist eine korrekte Positionierung von Einlegeteilen mit zwei Stem peln bekannt.

Aus der EP 0287425 A1 ist die ferdernde Halterung von Dornen, die das Anlegeteil positionsgerecht halten, bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gießform zur Herstellung von Kolben bereitzustellen, mit der die geschilderten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Erfindungsgemäß ist eine Gießform vorgeschlagen, bei der der Kopf eine in Richtung des Ringträgers gerichtete offene V-Form aufweist. In dieser V-Geometrie wird der Ringträger mit der oberen und unteren Phase der äußeren Ringträgerumfangsfläche angelegt. Dadurch zentriert sich der Ringträger in den Haltemitteln von selber und ist sowohl in radialer als auch in axialer Richtung unbewegbar fixiert. Die Gießform ist wenigstens zweigeteilt und weist Haltemittel zur Aufnahme des Rohlingskolbenmaß aufweisenden Ringträgers vor dem Gieß vorgang auf. Durch die Haltemittel in der einen Gießformhälfte kann der Ringträger einfach eingesetzt und gehalten werden. Wichtig dabei ist, daß der Ringträger schon Rohlingskol benmaß aufweist, da aufgrund des Vorhandenseins der Haltemittel ein umlaufender Bund nicht erforderlich ist. Beim Zusammenbringen der beiden Gießformhälften, wobei die andere Gießformhälfte ebenfalls Haltemittel aufweist, wird der Ringträger wirksam in seiner Sollpo sition durch die Haltemittel unbewegbar fixiert. Anschließend kann der Gießvorgang begin nen, wobei der Ringträger in vorteilhafterweise eine solche Außenform aufweist, die auch der fertige Rohlingskolben hat.

Ebenso weisen die Haltemittel einen in der Gießform angeordneten Schaft und einen den Ringträger aufnehmenden Kopf auf. Mittels des Schaftes können in ein und dieselbe Gieß form verschiedene Haltemittel eingesetzt werden, die auch verschieden dimensionierte Ringträger aufnehmen können. Somit ist bei der Fertigung von Kolben mit Ringträgern eine höhere Flexibilität gegeben. Außerdem sind dadurch die Haltemittel austauschbar.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Haltemittel federnd in der Gießform angeordnet. Während bei starren Haltemitteln, die fest und unbewegbar an der Gießform angeordnet sind, die Haltekraft über eine genaue Abstimmung der starren Haltemittel in der Gießform begrenzt wird, ist es mit der federnden Anordnung möglich, die Haltekraft mit diesen zu begrenzen und gegebenenfalls Toleranzen auszugleichen. Denkbar ist selbstverständlich auch die Kombination von starren und federnd gelagerten Haltemitteln. So können z. B. in der einen Gießformhälfte die starren Haltemittel und in der anderen Gießformhälfte die federnden Haltemittel angeordnet sein.

Zwei verschiedene Ausführungsformen, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, sind im folgenden beschrieben und anhand der Figuren erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1: Eine Gießform mit starr angeordneten Haltemitteln,

Fig. 2: eine Gießform mit starr und federnd angeordneten Haltemitteln,

Fig. 3: Draufsicht auf eine Gießform mit geteiltem Kopf und starr und federnd angeordneten Haltemitteln und

Fig. 4: Schnitt durch eine Gießform mit geteiltem Kopf und starr und federnd angeordneten Haltemitteln.

Fig. 1 zeigt eine Gießform zur Herstellung eines Kolbens mit einem Ringträger. Ein Ringträger 1 muß in einer Gießform 2 (zwei Gießformhälften 2.1 und 2.2) axial und radial fixiert werden. Zu diesem Zweck sind Haltemittel 3 in den Gießformhälften 2.1 und 2.2 angeordnet. Diese Haltemittel 3 können in jeder Gießformhälfte einmal oder mehrfach vorhanden sein und sich über den Gesamtumfang der Gießformhälfte oder über mehrere Teilumfänge erstrecken. Denkbar ist es z. B. auch, wenn die Haltemittel in einer Nut in den Gießformhälften angeordnet sind, daß sich wenigstens ein Haltemittel über Teilbereiche von beiden Gießformhälften erstreckt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind die sich gegenüberliegenden Haltemittel 3 nach ihrer Montage starr an den Gießformhälften angeordnet. Zu diesem Zweck haben die Haltemittel 3 einen Schaft 4, mit welchem sie in der betreffenden Gießformhälfte stecken. Dem Ringträger 1 zugewandt ist ein Kopf 5 auf dem Schaft 4, wobei der Kopf 5 eine in Richtung des Ringträgers 1 gerichtete offene V-Form aufweist. Schaft 4 und Kopf 5 sind einstückig, können aber auch separate Bauteile sein. In dieser V-Geometrie liegt der Ringträger 1 mit seiner oberen und unteren umlaufenden Kante der äußeren Ringträger- Umfangsfläche an. Dadurch ist er in radialer und axialer Richtung fixiert. Anstelle der V-Form ist es auch denkbar, ovale oder hohlkehlenartige Formen einzusetzen. Es könnte auch daran gedacht werden, daß der Kopf 5 eine der Umfangsflächengeometrie des Ringträgers 1 angepaßte negative Geometrie aufweist, wobei jedoch die offene V-Form den besonderen Vorteil hat, daß damit das Einsetzen des Ringträgers 1 in die Haltemittel 3 vereinfacht wird und Toleranzen ausgeglichen werden.

Da die Haltemittel 3 gemäß der Ausführungsform in Fig. 1 starr angeordnet sind, ist es erforderlich, die Lage der Haltemittel 3 auf den Durchmesser des Ringträgers 1 abzustimmen.

Diese Abstimmung erfolgt folgendermaßen: Das bei Betrachtung der Fig. 1 linke Haltemittel 3 weist in seinem Schaft 4 ein Gewinde auf, in welsches eine Schraube 6 einschraubbar ist. Das Gewinde der Schraube 6 wird durch eine Öffnung in der Gießformhälfte 2.1 durchgeführt und so durch Andrehen der Schraube der Schaft 4 in die Gießformhälfte 2.1 hineingezogen, bis er mit seinem dem Kopf abgewandten Ende an der Ausnehmung in der Gießformhälfte 2.1 zur Anlage kommt. Durch diesen Montageschritt ist das linke Haltemittel 3 festgesetzt. Nach Positionierung des Ringträgers 1 wird bei Betrachtung der Fig. 1 das rechte Haltemittel 3 in seiner Ausnehmung in der Gießformhälfte 2.2 durch Drehen an der Schraube 6 mit seinem Kopf 5 in Richtung des Ringträgers 1 bewegt, und zwar solange, bis der Ringträger 1 in seiner Sollposition axial festgesetzt ist. Zu diesem Zweck weist die Gießformhälfte 2.2 ein Gewinde auf, durch das die rechte Schraube 6 geführt ist. Nach diesen Montageschritten ist der Ringträger 1 zuverlässig sowohl in axialer als auch in radialer Richtung festgelegt.

In Fig. 2 sind die linken Haltemittel 3 ebenfalls wieder starr in der Gießformhälfte 2.1 angeordnet. Zum automatischen Ausgleich von Toleranzen ist es vorgesehen, daß - bei Betrachtung der Fig. 2 - die rechten Haltemittel 3 federnd in der Gießformhälfte 2.2 angeordnet sind. Zu diesem Zweck ist eine Feder 7 vorhanden, die sich einerseits an einem festen Ende 8 (welches sich in der Gießformhälfte 2.2 befindet) und andererseits an dem Schaft 4 abstützt. An dieser Stelle sei noch erwähnt, daß die federnde Anordnung der Haltemittel 3 auch auf der linken Seite bei den Haltemitteln 3 in Fig. 2 vorhanden sein kann. Dies hat bei gleicher Federkraft den Vorteil, daß der Ringträger 1 weitestgehend zentriert in der Gießform 2 gehalten wird.

In Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Gießform 2 mit geteiltem Kopf (Gießformhälften 2.1 und 2.2) sowie starr und federnd angeordneten Haltemitteln 3 gezeigt. Die Haltemittel 3 sind von ihrem Aufbau annähernd und von ihrer Befestigung und Anordnung genauso ausgestaltet wie die Haltemittel 3 in den Fig. 1 und 2. Im Gegensatz dazu ist in Fig. 3 gezeigt, daß der Kopf 5 der Haltemittel 3 abgeschrägte Oberflanken 9 bzw. abgeschrägte Unterflanken 10 aufweist. In den entsprechenden Bereichen der Flanken 9 und 10 weist die zugehörige Gießformhälfte 2.1 bzw. 2.2 eine entsprechende Ausnehmung 11 zur Aufnahme des Ringträgers 1 auf. Zur Erzielung einer ausreichenden Fixierung des Ringträgers 1 ist es erforderlich, daß sich Ober- und Unterflanken umfänglich in der Gießform 2 abwechseln, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Je nach Bedarf können die Haltemittel 3 in der Anordnung, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, alle samt starr oder auch teilweise federnd oder alle federnd angeordnet sein.

Claims

1. Gießform (2) zur Herstellung eines einen Ringträger (1) aufweisenden Kolbens, insbesonde re eines Kolbens für eine Brennkraftmaschine, wobei die Gießform (2) wenigstens zweige teilt ist (Gießformhälften 2.1, 2.2) und Haltemittel (3) zur Aufnahme des Rohlingskolbenmaß aufweisenden Ringträgers (1) vor dem Gießvorgang aufweist, wobei die Haltemittel (3) einen in der Gießform (2) angeordneten Schaft (4) und einen den Ringträger (1) aufnehmenden Kopf (5) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (5) eine in Richtung des Ring trägers (1) gerichtete offene V-Form aufweist.

2. Gießform (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (3) federnd in der Gießform (2) angeordnet sind.

3. Gießform (2) zur Herstellung eines einen Ringträger (1) aufweisenden Kolbens, insbesonde re eines Kolbens für eine Brennkraftmaschine, wobei die Gießform (2) wenigstens zweige teilt ist (Gießformhälften 2.1, 2.2) und Haltemittel (3) zur Aufnahme des Rohlingskolbenmaß aufweisenden Ringträgers (1) vor dem Gießvorgang aufweist, wobei die Haltemittel (3) einen in der Gießform (2) angeordneten Schaft (4) und einen den Ringträger (1) aufnehmenden Kopf (5) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in der Gießform (2) angeord nete Haltemittel (3) an ihrem Kopf (5) Oberflanken (9) bzw. Unterflanken (10) aufweisen und im Bereich der Flanken (9, 10) Ausnehmungen (11) in der Gießform (2) angeordnet sind.

4. Gießform (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Haltemittel (3) mit gleichen Flanken jeweils gegenüberliegend in der Gießform (2) angeordnet sind.