190829. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gyűrűhordozó-betétes motordugattyúk előállítására
1 190 829 2 dezés energiája lehetővé teszi akkor az alakítás egy ütéssel is elvégezhető. A gyártás szempontjából fontos, hogy a lépcsős kialakítású előterméknél a leforgácsolt térfogat és az égőkamra süllyesztékrészének térfogata közel azonos legyen. Ezenkívül az első ütés alakítási energiáját olyan szinten kell beállítani, hogy a dugattyú anyaga a gyűrűhordozó-betétet körülfolyja. Ezáltal olyan feszültségi állapotot tudunk megvalósítani, hogy a kis nyúlással rendelkező gyűrűbetét törése a második ütés során nem következik be. A második ütésnél a gyűrűhordozó-betét közel háromtengelyű nyomású állapotba kerül, amely elősegíti a radiális és tangenciális feszültségek törés nélküli elviselését. Találmányunkat a továbbiakban kiviteli példán ábrák alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra: a dugattyú-előtermék kialakítását, a 2. ábra: a gyűrűhordozó-betét keresztmetszetét, a 3. ábra: dugattyút és gyűrűhordozó-betétet az első alakítási lépcső után és a 4. ábra : a gyűrűhordozó-betétes dugattyút metszetben mutatja be. Gyűrűhordozó-betétes dugattyút készítettünk hipereutektikus alumínium-szilícium ötvözetből (AISi 17CuNi). Az 1. ábrán látható lépcsős kialakítású hengeres 1 dugattyú előterméket öntéssel és esztergálással készítettük el. A dugattyú előterméken 2 lépcsős bemunkálást alakítottunk ki, oly módon, hogy annak térfogata lényegében azonos legyen a dugattyú-égőkamra előalak térfogatával. A 2 lépcsős bemunkálás 3 alámetszéssel van ellátva, hogy a 4 lépcsős részre felhúzott 6 gyűrűbetét kedvező felfekvését biztosítsa. A 4 lépcsős rész átmérője célszerűen a 6 gyűrübetét 5 belső palástjának átmérőjével enyhe átfedéssel illeszkedik, hogy az előmelegítés során a 6 gyűrűbetét megfelelően rászoruljon a 2 lépcsős bemunkálás felületére. A 6 gyűrűbetét kialakítása a 2. ábrán látható. Mint már korábban említettük, a 6 gyűrübetét öntött Niresist anyagból készül és a dugattyú anyagával érintkező felületek növelése érdekében felső és alsó kúpos felületei érdessé vannak megmunkálva. Ez elősegíti a mechanikus rögzítés növelését és az üzembiztonság fokozását. Amint az a 2. ábrán jól látható, a 6 gyűrűbetét alsó és felső felülete sugárirányban kifelé lejtősen van kiképezve, ugyancsak a rögzítés biztonsága érdekében. Ezek a felületek 75-60°-os ékszöggel vannak kialakítva. Az 1 dugattyú-előtermék a kovácsolási hőmérsékletre, 430-450 °C-ra melegítjük és az ugyancsak előmelegített 6 gyűrűbetéttel együtt tesszük az előmelegített szerszámba, oly módon, hogy a 6 gyűrűbetét 2 lépcsős bemunkálása a hátrafolyató szerszám alsó részére kerüljön. Az alakítást a 3. és 4. ábrán látható módon végezzük. A kovácsolás egy lépésben, két ütéssel történik. Az említett anyagból készült és mintegy 4,1 kg tömegű dugattyú-előtermékre mért első ütés 45 000 energiájú volt. Ekkor a 7 ütőszár által átadott energia hatására megtörténik a 8 égőkamra-előalak kialakítása, egyidejűleg a 6 gyűrübetét körülfolyatásával. A 3. ábrán látható, hogy a dugattyú anyagának 9 része aláfolyik a 6 gyűrűbetétnek és azt megfelelően rögzíti. Ezzel a kétoldali térfogat csaknem teljesen kitöltődik és ugyanakkor a dugattyú belsőrész hátrafolyatása is részben lejátszódik. Ez azért nagyon fontos, mert csak így biztosítható, hogy a gyűrűhordozó-betét a második ütés alatt olyan, közel háromtengelyű feszültségi állapotba kerüljön, amely megakadályozza a kis nyúlású gyürűhordozó-betét törését vagy repedését. A dugattyú belső, tagolt részének kialakítása az első ütés hatására csak részben történik meg, minthogy a hátrafolyatás energiaszükséglete az e lépés során közöltnél lényegesen nagyobb. A 3. ábrán lényegében az első ütés hatására kialakuló dugattyúforma látható. A 4 ábrán a kész gyűrűhordozó-betétes dugatytyút mutatjuk be. A teljes hosszra történő hátrafolyatás a második ütés hatására történik meg. A második ütés alakítási energiája mintegy 60 000 J. A szerszámból kivett dugattyún célszerű homogenizáló-nemesítő hőkezelést végezni. A homogenizálást 495 °C-on 4 órán át, a nemesítést 235 °C-on 6 órán át történt. Ez a szilárdsági jellemzők javításán túlmenően a dugattyú anyaga és a gyűrűhordozó-betét közötti részleges diffúziós kötés kialakulását is biztosítja. Az elmondottakból látható, hogy a találmány szerint valóban lehetővé válik kovácsolt, ill. sajtolt gyűrűhordozó-betétes dugattyúk előállítása egy lépésben. Ezzel nem csupán a dugattyú minősége javul, hanem a gyártási költségek is jelentősen csökkennek. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás gyűrűhordozó-betéttel ellátott motordugattyúk előállítására, elsősorban alumíniumötvözetekből, kovácsolással vagy sajtolással, azzal jellemezve, hogy lépcsős kialakítású hengeres dugattyú-előterméket (1) készítünk, erre ráhúzzuk a gyűrűhordozó-betétet (6), majd egy előmelegítéssel és egy lépésben sajtolással, ill. kovácsolással készre alakítjuk oly módon, hogy az alakítást két ütéssel végezzük: az első ütéssel a gyűrűhordozó-betétet (6) körülfolyatjuk a dugattyú anyagával és a hátrafolyatás egy részét elvégezzük; a második ütéssel a hátrafolyatást befejezzük és a dugattyút készremunkáljuk. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gyűrűhordozó-betétet (6) túlfedéssel illesztjük a dugattyú-előtermékre (1). 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a dugattyú-előtermék (1) lépcsős részének (4) lemunkált térfogatát az égőkamra előalakjának (8) térfogatával azonosan alakítjuk ki. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a melegen alakított dugattyún homogenizáló-nemesítő hőkezelést végzünk. 5. Az 1-4. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gyűrűhordozó-betét (6) alsó és felső felületét érdesítjük és ék alakban 75-60°-ra kifelé összetartóan képezzük ki. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 crz 2 oldal rajz 3
