Die Erfindung betrifft einen gegossenen Leichtmetallkolben für Verbrennungsmotoren mit einem im Kolbenkopf vorgesehe¬ nen Kühlkanal .

Ein gattungsgemäßer Kolben ist aus DE-PS 37 21 021 bekannt. Dort besteht das ringförmige Kühlkanalrohr aus einem alumi¬ nierten oder alfinbehandelten Material von hoher Wärmeleit¬ fähigkeit. Die Stoßenden des Rohres werden miteinander durch einen Schweißvorgang verbunden, um eine einwandfreie Abdichtung zu erhalten. Bedingt durch das Aluminieren des Kühlkanalrohres und das Verschweißen der Rohrenden stellt dies jedoch eine teuere Lösung dar.

Es ist weiterhin bekannt, Ringe oder Spiralen aus Stahlrohr in der Gießform zu positionieren und zu umgießen. Der Nach¬ teil dieser Lösung liegt in einem behinderten Wärmeüber¬ gang. Infolge der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffi¬ zienten von Stahl und Aluminium entsteht bei Betriebstempe¬ ratur ein Spalt zwischen Kühlkanal und Kolben, der den Wär¬ mefluß behindert.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, den Wärme¬ übergang zwischen Kolbenmaterial und Kühlkanal zu verbes¬ sern und die Herstellkosten des Kühlkanals zu verringern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei Betriebstemperatur bildet sich wie bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Kühlkanal aus Stahlrohr auf Grund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten ein Spalt zwischen dem Kolbengrundmaterial und dem Blech. Bedingt durch den zumindest teilweise umlaufenden Spalt im Kühlkanal füllt sich jedoch der Spalt zwischen Kühlkanal und Kolbengrundmaterial mit Kühlöl. Dieser ölgefüllte Spalt führt zu einem wesentlich besseren Wärmeübergang als ein luftgefüllter Spalt.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Blech-Kühlkanals liegt darin, daß dieser in einem Blech-Umformverfahren bil¬ lig hergestellt werden kann und daß die Kosten für die Vor¬ behandlung des Kühlkanals und für die Abdichtung des Kühl¬ kanals entfallen. Dabei kann die Formgebung des Kühlkanals durch ein Tiefziehen mit anschließendem Umbördeln erfolgen.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Kühlkanal-Werkstoffs liegt vorteilhaft zwischen 10 und 17 . 10 1/K, ist also deutlich niedriger als der des Kolben-Grundwerkstoffs.

Die Breite des zumindest teilweise umlaufenden Spalts im Kühlkanal liegt vorzugsweise zwischen 0,08 und 0,5 mm mit einem besonders bevorzugten Bereich von 0,08 bis 0,2 mm. Generell ist die Breite des Spaltes so zu bemessen, daß die Schmelze beim Umgießen des Kühlkanals nicht durch den Spalt in das Innere des Kühlkanals fließen kann. Die Dichtfunkti¬ on kann noch dadurch verbessert werden, daß zusätzlich zu einer relativ engen Spaltbreite die Stoßenden des Bleches überlappend aufeinanderliegen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Halbschnitt des erfindungsgemäßen Kolbens

Fig. 2 einen Querschnitt durch den erfindungs¬ gemäßen Kühlkanal, mit stumpfem Stoß.

Ein Leichtmetallkolben 1 aus einer AlSi-Legierung mit einer Kolbenringnutanordnung 2 im Kolbenkopf 3, dessen erste Ringnut 4 mit einem Ringträger 5 bewehrt ist, weist im Be¬ reich hinter der Kolbenringnutanordnung 2 einen ringförmi¬ gen Kühlkanal 6 auf, der längs seines Umfangs einen in die¬ ser Darstellung nicht erkennbaren, dünnen, öldurchlässigen Spalt 7 aufweist. Dieser Kühlkanal 6 wird durch ein Blech- Umformverfahren hergestellt.

Zur Aufnahme des Kühlkanals 6 beim Gießen des Leichtmetall¬ kolbens 1 werden zwei im Gießwerkzeug gelagerte Haltepino¬ len 8 verwendet (in Fig. 1 versetzt gezeichnet) . Diese Hal¬ tepinolen 8 sind bezüglich des Umfangs des Kühlkanals 6 so angeordnet und mit diesem jeweils über ein ausgestanztes Loch 9 so verbunden, daß nach Herstellen des Leichtmetall¬ kolbens 1 und Entfernen dieser Haltepinolen 8 ein Zu- und ein Abfuhrkanal für die Kühlflüssigkeit entstanden ist.

Wie in Fig. 2 im Schnitt durch den Kühlkanalring zu erken¬ nen ist, weist der Kühlkanal 6 an seiner Oberseite einen Spalt 7 (nicht maßstäblich, sondern vergrößert dargestellt) auf, durch den der Innenraum des Kühlkanals 6 mit der Umge¬ bung verbunden ist und durch den im Betriebszustand Kühlöl in den Spalt zwischen Kanalaußenwand und Kolbengrundwerk- stoff gelangen kann, wodurch der Wärmeübergang zwischen Grundmaterial und Kühlkanal erheblich verbessert wird. Das Eindringen des Öls in den zwischen Kühlkanal und Grundwerk¬ stoff vorhandenen Spalt wird durch die im Abwärtshub auf

das Öl wirkenden Verzögerungskräfte und den daraus im Spaltbereich eintretenden Druckaufbau im Öl beschleunigt.

Dieser Spalt 7 wird aus Kostengründen vorteilhaft durch stumpfen Stoß der beiden Blechenden hergestellt, kann je¬ doch auch durch Überlappung der Blechenden hergestellt wer¬ den.

Im Ruhezustand wird dann das in diesem Spalt befindliche Kühlöl infolge der Abkühlung des Kolbens - bei der sich der Grundwerkstoff stärker zusammenzieht als der Werkstoff des Kühlkanals - zurück in den Kühlkanal 6 gedrückt.

Der Querschnitt des Ringkanals muß nicht notwendigerweise - wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt - kreisringförmig oder oval sein.