191919. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hűtőcsatornával és/vagy gyűrűhordozó betéttel ellátott motordugattyúk előállítására
1 191919 2 A találmány tárgya eljárás hűtőcsatornával és/vagy gyűrűhordozó betéttel ellátott motordugattyúk előállítására, elsősorban belsőégésű motorokhoz használható könnyűfém dugattyúk előállítására. A belsőégésű motorokkal működő járművek — különösen a dízelüzemű motorok — esetében a legnagyobb igénybevételnek a motordugattyúk vannak kitéve. Jelenleg a dízelmotoroknál közel 500 ezer km futásteljesítményt követelnek meg. A dugattyúk élettartamát a legtöbb esetben az határozza meg, hogy a legnagyobb hő- és mechanikai igénybevételnek kitett felső kompressziógyűrű hornya kikopik. A belsőégésű motoroknál a teljesítmények növekedése miatt tovább növekedett a dugattyúk igénybevétele, amely magával hozza az élettartamok csökkenését is. Mivel a dugattyúk anyagánál a szilárdságnövelési lehetőségeket gyakorlatilag már kihasználták, a nagyobb igénybevételeket csak a hó'terhelés egyenletesebbé tételével, illetve a keletkezett hő minél gyorsabb elvezetésével tudják biztosítani. Az egyik megoldási módozat a gyűrűhordozó betét alkalmazása. Egy másik megoldás az, hogy a felső kompressziógyűrű környékén a. dugattyúfejben csatornát alakítanak ki, melyben olajat áramoltatnak, hűtve ezzel a dugattyú legkritikusabb részeit. Az igen nagy teljesítményű motoroknál előfordul a két megoldás együttes alkalmazása is. A hűtőcsatornás motordugattyú jelenleg ismert előállítási technológiája az öntés. Ennek lényege az, hogy öntés előtt egy speciális anyagból készült magot helyeznek a kokillába és ez alakítja ki a hűtőcsatorna helyét. Az öntés után két bevezető csatornát fúrnak a maghoz, majd ezen a két furaton keresztül igen bonyolult módon, vegyi úton kioldják a mag anyagát. Ez a technológia kis termelékenységű és drága. Ugyancsak bonyolítja az öntési technológiát, ha kisebb mértékben is, a gyűrűhordozó betét behelyezése. Az öntéssel előállított motordugattyúk közös hátránya ezenfelül az, hogy az öntött szövetszerkezet kevésbé jó szilárdsági tulajdonságokkal rendelkezik, mint amelyek a képlékeny alakítás révén elérhetők. A találmány által megoldandó feladat a hú'tőcsatornával és/vagy gyűrűhordozó betéttel ellátott motordugattyúk öntés útján történő előállításával kapcsolatos problémák kiküszöbölése és olyan eljárás kidolgozása, amelynek révén egyszerűbb és termelékenyebb technológiával jobb szilárdsági tulajdonságú motordugattyúk állíthatók elő. A kitűzött feladatot a találmány értelmében azáltal oldjuk meg, hogy a motordugattyú fejét és törzsét külön-külön előgyártmányként állítjuk elő, az így elkészített előgyártmányokba forgácsolással bemunkáljuk a hűtőcsatornát és/vagy a gyűrűhordozó betét helyét, valamint a két rész illeszkedő felületeit, majd a két részt zsugorkötéssel egymáshoz rögzítjük és az így létrehozott kötést képlékeny alakítással végzett alakzárással erősítjük meg. A találmány értelmében az előgyártmányokat célszerűen képlékeny alakítással, elsősorban kovácsolással vagy sajtolással állítjuk elő, de az egyes részek adott esetben előállíthatok öntéssel is. A dugattyúfej és a dugattyútörzs egymástól eltérő technológiával is kialakítható. A hűtőcsatorna és a gyűrűhordozó betét helye a részek bármelyikében vagy mindkettőben is kialakítható. Amennyiben a motordugattyút gyűrűhordozó betéttel akarjuk ellátni, a gyűrűhordozó betétet a két rész egymáshoz rögzítése előtt a dugattyúfejben vagy a dugattyútörzsben kialakított helyére zsugorkötéssel erősítjük föl. A találmány előnyös foganatosítási módja értelmében a két rész zsugorkötéssel történő egymáshoz rögzítése után a képlékeny alakítást zömítéssel végezzük. A találmányt részletesebben a mellékelt rajz alapján ismertetjük, amely a találmány szerinti eljárással készített dugattyúk kiviteli példáit tünteti fel, az egymást követő gyártási fázisokban. A rajzon az 1. ábra egy dugattyútörzs előgyártmány hosszmetszete, a 2. ábra egy dugattyúfej előgyártmány hosszmetszete, a 3. ábra egy megmunkált dugattyútörzs az 1. ábra A-A vonala szerinti metszetben, hűtőcsatorna nélkül, a 4. ábra a 3. ábra szerinti dugattyútörzs felülnézete, az 5. ábra egy hűtőcsatornával ellátott megmunkált dugattyútörzs a 3. ábrához hasonló metszetben, a 6. ábra az 5. ábrán látható dugattyútörzs felülnézete, a 7. ábra egy megmunkált dugattyúfej hűtőcsatorna nélkül, a 8. ábra egy megmunkált dugattyúfej hűtőcsatornával, a 9. ábra egy összeszerelt motordugattyú dugattyúfejben kialakított hűtőcsatornával, a 10. ábra pedig egy összeszerelt, motordugattyú hosszmetszete, dugattyútörzsben kialakított hűtőcsatornával. A találmány szerinti eljárás értelmében a motordugattyút két részből szereljük össze, amelyhez először előgyártmányként 1 dugattyútörzset és 2 dugattyúfejet készítünk kovácsolással vagy sajtolással, esetleg öntéssel, amint az az 1. és 2. ábrán is látható. Az 1 dugattyútörzs legyártható például a hűtőcsatorna nélküli dugattyú szerszámának kismértékű átalakításával, míg a 2 dugattyúfej egy egyszerű süllyesztékes kovácsszerszámban. Amint azonban már korábban is jeleztük, a dugattyúfej és a dugattyútörzs egymástól eltérő technológiával is előállítható, például az egyik öntéssel, a másik sajtolással. Az 1. és 2. ábrán látható előgyártmányok egy konkrét kiviteli példa esetén kovácsolással lettek hipereutektikus szilicium-tartalmú aluminiumötvözetekből (A 1 Sí 17) kialakítva, ahol a kovácsolási hőmérséklet 460 °C volt. Az 1 dugattyútörzset két, a 2 dugattyúfejet egy ütéssel alakítottuk ki. Az 1 dugattyútörzset soijamentesen zárt üregben 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
