DE2211690C3 - Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen mit einem in der Kolbenkrone eingegossenen, aus einem Eisenwerkstoff bestehenden, einteiligen Bewehrungselement, das aus einem in der Ringpartie, vorzugsweise im Bereich der kolbenbodenseitigen Ringnut angeordneten Ringträger und einem mit diesem durch mehrere speichenartige Arme verbundenen, im Kolbenboden angebrachten Einsatz besteht.

Im allgemeinen ist die Laufdauer von Leichtmetallkolben größer als die der Kolbenringe und Zylinderlaufbahn. Es gibt jedoch Brennkraftmaschinen, die entweder ihrer Auslegung nach, z. B. hochbeanspruchte Dieselmotoren, oder des Arbeitsortes wegen, z. B. bei rauhen Betriebsverhältnissen, einen besonders hohen Verschleiß der Ringnuten, insbesondere der kolbenbodenseitigen Ringnut, mit Bruchgefahr der Kolbenringe befürchten lassen oder zeigen.

Für Anwendungsfälle, die einen besonders starken Verschleißangriff der Ringnut erwarten lassen, kann im Leichtmetallkolben ein Ringträger vorgesehen werden.

Um An- und Ausschmelzungen am Kolbenboden bei örtlicher Überhitzung, z. B. unter Vorkammern von Dieselmotoren oder Zündkerzen von Ottomotoren, sowie Warmrisse und Brüche im Kolbenboden infolge der Wechselbeanspruchung bei erhöhterTemperatur zu vermeiden, ist es bekannt, im Kolbenboden in einem mehr oder weniger großen Bereich je nach dem Maß der Temperaturbelastung aus einem Eisenwerkstoff bestehende Einsätze einzupressen, einzugießen oder such einzuschrauben.

Die Kombination eines Ringträgers mit einem im Kolbenboden angeordneten Bodenstück ist aus dem

s DE-GM 18 90 021 bekannt. Hierin ist ein Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen mit einem eingegossenen Schwermetalleinsatz beschrieben, der aus einem Ringträger und einem mit diesem durch speichenartige Arme verbundenen,-in den Kolbenboden eingebetteten

ίο Teil besteht. Der Schwermetalleinsatz ist zur vermeintlichen Vermeidung von Verbrennungsgas- und/oder öldurchtritten im Bereich des Kolbenbodens und der Ringpartie mit Hinterschneidungen oder Labyrinthen versehen. Derartige Maßnahmen sind jedoch unbefriedige-.id, da durch die vergleichsweise schlechte Abdichtung gegenüber den Verbrennungsgasen eine erhöhte thermische Beanspruchung des Kolbenwerkstoffs erfolgt

Um den Durchtritt von Verbrennungsgasen und/oder

Öl zu vermeiden, ist bei einem Leichtmetallkolben mit in der Koibenkrone eingegossenen, aus einem Eisenwerkstoff bestehenden, einteiligen Bewehrungselement, das aus einem in der Ringpartie angeordneten Ringträger und einem mit diesem durch mehrere speichenartige Arme verbundenen, im Kolbenboden angebrachten Einsatz besteht, der Ringträger erfindungsgemäß in an sich bekannter Weise mit einer intermetallischen Zwischenschicht der Zusammensetzung Fe_xAl, mit dem Leichtmetallkolbenkörper verbunden, wobei sich diese Zwischenschicht bis etwa zur halben Länge der speichenartigen Arme erstreckt.

Auf diese Weise wird der Durchtritt von Verbrennungsgasen vom Kolbenboden her oder Öl vom Bereich der Ringpartie her vollständig verhindert

Da der im Kolbenboden angebrachte Einsatzteil nicht mehr vom Kolbenwerkstoff kraftschlüssig umfaßt ist, darf dieser Teil nicht über eine intermetallische Zwischenschicht mit dem Leichtmetallkolbenkörper verbunden werden, da sonst die Gefahr einer Überhitzung des Leichtmetalls bei bleibender Deformation gegeben ist

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielhaft dargestellt und wird im folgenden näher erläutert:
In der Koibenkrone 1 eines Leichtmetallkörpers 2 ist ein aus einem austenitischen Sondergußeisen bestehendes, einteiliges Bewehrungselement eingegossen. Das Bewehrungselement besteht aus einem im Bereich der kolbenbodenseitigen Ringnut 3 angeordneten Ringträger 4 und einem mit diesem durch mehrere speichenartige Arme 7 verbundenen, im Kolbenboden 5 angebrachten Einsätze.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen mit einem in der Kolbenkrone eingegossenen, aus einem Eisenwerkstoff bestehenden, einteiligen Bewehrungselement, das aus einem in der Ringpartie, vorzugsweise im Bereich der kolbenbodenseitigen Ringnut, angeordneten Ringträger und einem mit diesem durch mehrere speichenartige Arme verbundenen, im Kolbenboden angebrachten Einsatz besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringträger (4) in an sich bekannter Weise über eine intermetallische Zwischenschicht der Zusammensetzung Fe₁AIy mit dem Leichtmetallkolbenkörper (2) verbunden ist, wobei sich diese Zwischenschicht bis etwa zur halben Länge der speicherartigen Arme (7) erstreckt.