Claims (1)
Verfahren zur formschlüssigen Verbindung von Armierungsring und Ersenkolben für Hubkolbenbrennkraftmaschinen, gekennzeichnet dadurch, daß ein gegenüber dem Eisenkolben (2) warmfesterer Armierungsring (5), der mit einem wulstförmigen Ringflansch (6) versehen ist, durch Reib- bzw. Widerstandsschweißen mit dem Eisenkolben (2) verbunden wird, derart, daß die gegenüber der kolbenseitigen Aufnahmebohrung (4) durchmessergrößere wulstförmige Kontur des Ringflansches (6) beim Einbringen des Armierungsringes (5) in den Eisenkolben (2) vom fließfähig erhitzten Kolbenwerkstoff umgeben wird.A method for the positive connection of reinforcing ring and Ersenkolben for reciprocating internal combustion engines, characterized in that a comparison with the iron piston (2) more heat-resistant reinforcing ring (5) which is provided with a bead-shaped annular flange (6), by friction or resistance welding with the iron piston (2 ) is connected, such that the opposite the piston-side receiving bore (4) larger diameter bead-shaped contour of the annular flange (6) when introducing the Armierungsringes (5) in the iron piston (2) is surrounded by the fluid heated piston material.
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei allen Kolben anwendbar, die rotationssymmetrische Mulden bzw. Brennräume im Kolbenboden aufweisen.The method according to the invention is applicable to all pistons which have rotationally symmetrical depressions or combustion chambers in the piston crown.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Es ist bei Leichtmetallkolben bekannt, eine Brennraummulde (z. B. aus keramischem Material) durch Umgießen im Kolbenboden zu befestigen. Der formschlüssige Sitz des Keramikeinsatzes wird durch einen sich .entsprechend verringernden Außendurchmesser bzw. durch einzelne nach außen ragende Vorsprünge gewährleistet (DE-OS 3426259). Diese Vorsprünge jedoch lassen die Anwendung von gegenüber dem Umgießen technologisch weniger aufwendigen bzw. konzeptionell günstigeren Verbindungen nicht zu.It is known in the case of light-metal pistons to fasten a combustion bowl (eg of ceramic material) by casting over in the piston bottom. The positive fit of the ceramic insert is ensured by a. Correspondingly reducing outer diameter or by individual outwardly projecting projections (DE-OS 3426259). However, these projections do not permit the use of technologically less complex or conceptually more favorable connections compared to the encapsulation.
Eine andere für Eisenkolben vorgeschlagene Befestigungeines rotationssymmetrischen Einsatzkörpers im Kolbenboden besteht darin, daß der zum Brennraumgrund hin kegelstumpfförmig verjüngt ausgebildete Einsatzkörper mit einem stirnseitig nach unten weisenden Rand in eine kolbenseitige Nut ragt und durch radiales Einwalzen, d. h. durch plastische Verformung der Nutinnenflanke ein formschlüssiger Sitz erzielt wird (DD-PS 90459). Diese Art der Befestigung birgt die Gefahr, daß infolge von thermischen bzw. festigkeitsmäßigen Belastungen mit fortschreitender Betriebsdauer eine Lockerung eintritt.Another proposed for iron piston attachment of a rotationally symmetrical insert body in the piston head is that the combustion chamber bottom towards frusto-conically tapered formed insert body projects with a frontally downwardly facing edge in a piston-side groove and by radial rolling, d. H. by plastic deformation of Nutinnenflanke a positive fit is achieved (DD-PS 90459). This type of attachment involves the risk that loosening occurs as a result of thermal or strength loads with progressive operating time.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Durch die Erfindung soll der technologische Aufwand für die Brennraumarmierung ohne Beeinträchtigung der Funktionseigenschaften des Kolbens reduziert werden.By the invention of the technological effort for the Brennraumarmierung is to be reduced without affecting the functional properties of the piston.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, durch Ausnutzung der Materialeigenschaften von Eisenkolben und Armierungsring eine einfache und zugleich formschlüssige, feste Verbindung zu ermöglichen. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren, bei dem ein gegenüber dem Eisenkolben warmfestererArmierungsring, der mit einem wulstförmigen Ringflansch versehen ist, durch Reib- bzw. Widerstandsschweißen derart mit dem Eisenkolberi verbunden wird, daß die gegenüber der kolbenseitigen Aufnahmebohrung durchmessergrößere wulstförmige Kontur des Ringflansches beim Einbringen des Armierungsringes in den Eisenkolben vom fließfähig erhitzten Kolbenwerkstoff umgeben wird.The object of the invention is to allow by utilizing the material properties of iron piston and reinforcing ring a simple and at the same time form-fitting, firm connection. The achievement of this object is a method in which a heat-resistant to the iron piston Arrierungsring which is provided with a bead-shaped annular flange is connected by friction or resistance welding with the Eisenkolberi that the opposite the piston-side receiving bore diameter larger bead-shaped contour of the annular flange is surrounded by the flowable heated piston material during insertion of the reinforcing ring in the iron piston.
Das Einbringen des Armierungsringes in den Kolbenboden erfolgt bis zur Auflage des Armierungsringes in der vorbereiteten Vertiefung. Bei Erreichen dieser Endstellung hat sich der fließfähig erhitzte Kolbenwerkstoff, der nunmehr den wulstförmigen Ringflansch innig umgibt, soweit abgekühlt, daß quasi sofort eine formschlüssige Verbindung besteht, die zur Aufnahme aller anfallenden Betriebskräfte ausreicht und eine der Wärmeabführung dienende, dauerhaft intensive Flächenberührung zwischen Armierungsring und Eisenkolben gewährleistet.The introduction of the reinforcing ring in the piston head takes place until the support ring in the prepared recess. Upon reaching this end position, the flowable heated piston material, which now surrounds the bead-shaped annular flange intimately cooled so far that almost immediately there is a positive connection sufficient to accommodate all operating forces and a heat dissipation serving, permanently intensive surface contact between Armierungsring and iron piston guaranteed.
Ausführungsbeispielembodiment
Anhand einer Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel eines Eisenkolbens mit Armierungsring am Brennraumrand im Längsschnitt zeigt, wird die Erfindung näher beschrieben. Dabei zeigt die linke Zeichnungshälfte die zu verbindenen Teile einzeln, die rechte Zeichnungshälfte den Endzustand.With reference to a drawing showing an embodiment of an iron piston with reinforcing ring on the combustion chamber edge in longitudinal section, the invention will be described in more detail. The left half of the drawing shows the parts to be joined individually, the right half of the drawing shows the final state.
Der obere Rand des zentralen Brennraumes 1 des Eisenkolbens 2 wird durch einen Armierungsring 5 gebildet. Letzterer sitzt — dem gewählten Beispiel zufolge—in einem kegelstumpfförmigen Trichter 3 des Kolbenbodens, wobei der kleinste Durchmesser des Trichters 3 etwa in halber Höhe des Brennraumes 1 in eine zylindrische Aufnahmebohrung 4 übergeht. Die konstruktiven Voraussetzungen für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen nun darin, daß der Armierungsring 5, außen analog dem Trichter 3 ausgebildet, zur Aufnahmebohrung 4 hin einen Ringflansch 6 mit einer äußeren wulstförmigen Kontur 7The upper edge of the central combustion chamber 1 of the iron piston 2 is formed by a reinforcing ring 5. The latter sits - according to the chosen example - in a frusto-conical funnel 3 of the piston crown, wherein the smallest diameter of the funnel 3 merges approximately halfway up the combustion chamber 1 into a cylindrical receiving bore 4. The structural requirements for the application of the method according to the invention consist in the fact that the reinforcing ring 5, formed outside analogous to the funnel 3, to the receiving bore 4 toward an annular flange 6 with an outer bead-shaped contour. 7