(19)
(11) EP 2 763 805 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
02.03.2016  Patentblatt  2016/09

(21) Anmeldenummer: 12791078.4

(22) Anmeldetag:  05.10.2012
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
B21K 1/18(2006.01)
B21J 5/02(2006.01)
B21J 13/02(2006.01)
(86) Internationale Anmeldenummer:
PCT/DE2012/000969
(87) Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 2013/050020 (11.04.2013 Gazette  2013/15)

(54)

SCHMIEDEVORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG EINES KOLBENROHLINGS UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DES KOLBENROHLINGS UNTER VERWENDUNG DER SCHMIEDEVORRICHTUNG

FORGING DEVICE FOR THE PRODUCTION OF A PISTON BLANK, AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF THE PISTON BLANK BY MEANS OF SAID FORGING DEVICE

DISPOSITIF DE FORGEAGE POUR FABRIQUER UNE ÉBAUCHE DE PISTON ET PROCÉDÉ POUR FABRIQUER L'ÉBAUCHE DE PISTON AU MOYEN DU DISPOSITIF DE FORGEAGE


(84) Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

(30) Priorität: 07.10.2011 DE 102011115048

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
13.08.2014  Patentblatt  2014/33

(73) Patentinhaber: MAHLE International GmbH
70376 Stuttgart (DE)

(72) Erfinder:
  • GRUNERT, Roland
    71735 Eberdingen (DE)
  • FRIEDRICH, Jürgen
    57439 Attendorn (DE)
  • SENG, Timo
    78628 Rottweil (DE)
  • JANISCH, Wolfgang
    70435 Stuttgart (DE)

(74) Vertreter: BRP Renaud & Partner mbB Rechtsanwälte Patentanwälte Steuerberater 
Königstraße 28
70173 Stuttgart
70173 Stuttgart (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
CH-A- 90 356
JP-A- 2000 005 840
GB-A- 2 216 447
   
       
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft eine Schmiedevorrichtung zur Herstellung eines Kolbenrohlings, der einen Kolbenboden und am Kolbenboden angebrachte Schaftelemente aufweist, die über Kastenwände miteinander verbunden sind, mit einer Schmiedeform mit einer im Wesentlichen zylinderförmigen und der radialen Außenfläche des Kolbenrohlings entsprechenden, durchgehenden Ausnehmung, mit einem die eine Seite der Ausnehmung begrenzende Schmiedeboden, und mit einem Mittelstempel, der aus einem Dorn mit einem daran angebrachte, konisch zulaufenden Ansatz mit einer der Innenfläche des Kolbenrohlings entsprechenden Form besteht, und der über die andere Seite der Ausnehmung mit dem Ansatz voran in die Schmiedeform einführbar ist.

    [0002] Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Schmieden eines Kolbenrohlings, der einen Kolbenboden, und am Kolbenboden angebrachte Schaftelemente aufweist, die über Kastenwände miteinander verbunden sind mit den folgenden Verfahrensschritten:
    • Einbringen eines erhitzten Stauchlings, aus dem der Kolbenrohling geschmiedet werden soll, derart in eine im Wesentlichen zylinderförmige Ausnehmung einer Schmiedevorrichtung, dass er auf einem auf der einen Seite der Ausnehmung angeordneten Schmiedeboden zu liegen kommt,
    • Einführen eines Mittelstempels, der aus einem Dorn mit einem daran angebrachte, konisch zulaufenden Ansatz mit einer der Innenfläche des Kolbenrohlings entsprechenden Form besteht, mit dem Ansatz voran in die andere Seite der Ausnehmung, wobei der Ansatz auf den Stauchling einwirkt und sich dabei die Kastenwände und die damit verbundenen Schaftelemente ausbilden
    • Herausziehen des Mittelstempels aus der Ausnehmung der Schmiedevorrichtung,
    • Auswerfen des Kolbenrohlings.


    [0003] Eine Schmiedevorrichtung zur Herstellung eines Kolbenrohlings und ein Verfahren zum Schmieden des Kolbenrohlings unter Verwendung der Schmiedevorrichtung der eingangs genannten Art sind aus der Japanischen Anmeldeschrift JP 2000 005840 A bekannt. Nachteilig ist hierbei, dass die Schmiedeform aus zwei Hälften besteht, die nach Beendigung des Schmiedeprozesses in radialer Richtung auseinandergezogen werden, um den Kolbenrohling auswerfen zu können. Unter Verwendung der bekannten Schmiedeform ist es unmöglich, in die Oberseite des Stauchlings radial außerhalb der Kastenwände umlaufende Kühltaschen einzuformen, denn diese Kühltaschen würden das Auseinanderziehen der Schmiedeform in radialer Richtung verhindern.

    [0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schmiedevorrichtung derart zu gestalten, dass in die Oberseite des Stauchlings radial außerhalb der Kastenwände eine umlaufende Kühltasche einformbar ist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Schmieden des Kolbenrohlings unter Verwendung der Schmiedevorrichtung anzugeben, bei dem in die Oberseite des Stauchlings radial außerhalb der Kastenwände eine umlaufende Kühltasche eingeformt wird.

    [0005] Gelöst werden diese Aufgaben zum einen dadurch, dass die Schmiedeform zur Formung der radial äußeren Flächen der Kastenwände und zur Formung einer radial außerhalb der Kastenwände in den Kolbenboden angeordneten, umlaufende Kühltasche zwei Seitenbacken aufweist, die in der Schmiedevorrichtung schräg zur Längsachse der Schmiedevorrichtung in durch schräg liegende Pfeile darstellbare Richtungen beweglich gelagert sind, wobei die schräg liegenden Pfeile mit der Längsachse der Schmiedevorrichtung einen spitzen Winkel einschließen.

    [0006] Beim Schmieden des Kolbenrohlings unter Verwendung der Schmiedevorrichtung wird diese Aufgabe zum anderen durch die folgenden Verfahrensschritte gelöst:
    • Einformen einer umlaufenden Kühltasche in den Stauchling unter Verwendung zweier Seitenbacken, deren Innenflächen die Form der radialen Außenflächen der Kastenwände aufweisen, und die in der Schmiedevorrichtung schräg zur Längsachse der Schmiedevorrichtung in durch schräg liegende Pfeile darstellbare Richtungen beweglich gelagert sind, wobei die schräg liegenden Pfeile mit der Längsachse der Schmiedevorrichtung einen Winkel von α ≤ 25° einschließen und in Richtung des Schmiedebodens aufeinander zulaufen, indem die Seitenbacken auf den Stauchling gepresst werden,
    • Herausziehen der Seitenbacken aus der Schmiedevorrichtung in zu den schräg liegenden Pfeilen entgegengesetzte Richtungen.


    [0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

    [0008] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen
    Fig. 1
    Teile einer Schmiedevorrichtung in Ausgangsposition mit einem eingelegten Stauchling aus Aluminium, aus dem im Laufe des Schmiedeprozesses ein Kolbenrohling hergestellt wird,
    Fig. 2 bis 5
    in der Schmiedevorrichtung ablaufende Prozessschritte zur Herstellung des Kolbens und
    Fig. 6
    einen Schnitt durch den in der Schmiedevorrichtung hergestellten Kolben.


    [0009] Fig. 1 zeigt eine Schmiedevorrichtung 1 zum Pressschmieden, die einen Gesenkmantel 2 aufweist, der in Richtung der Längsachse 3 verschiebbar mit einer Gesenkplatte 4 verbunden ist. Mittig weist der Gesenkmantel 2 eine runde Öffnung 6 auf, in der eine Gesenkbuchse 7 angeordnet ist, deren Funktion darin besteht, einen Schmiedeboden 8 und einen Mittelstempel 14 zu führen. Außerdem wird über den Innendurchmesser der Gesenkbuchse 7 der Außendurchmesser des Kolbenrohlings 28 (Fig. 6) festgelegt. Der Gesenkmantel 2, die Gesenkplatte 4 und die Gesenkbuchse 7 ergeben hierbei das Untergesenk 5.

    [0010] Der sich im Inneren der Gesenkbuchse 7 befindliche Schmiedeboden 8 liegt auf einer Gesenkplatte 4 auf. Auf dem Schmiedeboden 8 lagert ein Stauchling 9, aus dem der Kolbenrohling 28 (Fig. 6) hergestellt wird. Der Stauchling 9 besteht aus AlSi12CuMgNi oder aus AlSi12Cu3Ni2Mg und hat eine Temperatur von 480 °C.

    [0011] Die weiteren Teile der Schmiedevorrichtung 1, nämlich Seitenbacken 10 und 11 und Niederhalter 12 und 13, sind neben dem Mittelstempel 14 an einer in Fig. 1 nicht dargestellten Hydraulikvorrichtung befestigt. Während an der Hydraulikvorrichtung die Niederhalter 12, 13 und der Mittelstempel 14 in Richtung des parallel zur Längsachse 3 der Schmiedevorrichtung 1 liegenden Pfeiles 15 beweglich gelagert sind, sind die Seitenbacken 10 und 11 in Richtung der schräg liegenden Pfeile 16 und 17 beweglich gelagert, wobei die schräg liegenden Pfeile 16 und 17 mit der Längsachse 3 einen Winkel α = 20° einschließen und in Richtung des Untergesenks 5 aufeinander zulaufen. Die Seitenbacken 10, 11 und der Mittelstempel 14 bilden hierbei das Obergesenk 18, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel dreiteilig ausgebildet ist. Die Seitenbacken 10, 11, die Niederhalter 12, 13 und der Mittelstempel 14 sind symmetrisch zu Längsachse 3 der Schmiedevorrichtung 1 angeordnet.

    [0012] Im Rahmen des Verfahrens zum Schmieden des Kolbenrohlings 28 werden zunächst die Seitenbacken 10 und 11 in Richtung der schräg liegenden Pfeile 16 und 17 (Fig. 1) soweit nach unten bewegt, bis sie auf dem Gesenkmantel 2 aufliegen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

    [0013] Im Anschluss daran werden die Niederhalter 12 und 13 in Richtung des Pfeiles 15 nach unten auf die Seitenbacken 10 und 11 zu bewegt (Fig. 2), bis sie auf den Seitenbacken 10 und 11 aufliegen, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Der Gesenkmantel 2 wird dann gemeinsam mit den Seitenbacken 10 und 11 und den Niederhaltern 12 und 13 in Richtung des parallel zur Längsachse 3 der Schmiedevorrichtung 1 liegenden Pfeiles 19 (Fig. 2) auf die Gesenkplatte 4 zu bewegt, bis der Gesenkmantel 2 auf der Gesenkplatte 4 aufliegt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Hierbei wird von den Seitenbacken 10 und 11 in den Stauchling 9 eine umlaufende Kühltasche 20 eingeformt, die in Fig. 6 gut zu erkennen ist.

    [0014] Im folgenden Verfahrensschritt wird (Fig. 3) der Mittelstempel 14 in Richtung des Pfeiles 15 auf die Schmiedevorrichtung 1 zu bewegt, wobei der Dorn 21 in die Öffnung 22 zwischen den Seitenbacken 10 und 11 einfährt und, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, insoweit auf den Stauchling 9 einwirkt, dass hierbei zwischen dem Dorn 21 des Mittelstempels 14 und den Seitenbacken 10, 11 die Schaftelemente 23 und die Kastenwände 27, 27' ausgebildet werden (Fig. 6).

    [0015] Der Dorn 21 weist hierzu einen konisch nach unten zulaufenden Ansatz 24 auf, der gemeinsam mit den gleichermaßen nach unten konisch zulaufenden Innenwänden 25, 26 der Seitenbacken 10, 11 dafür sorgen, dass, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, die Kastenwände 27, 27' des Kolbenrohlings 28 schräg stehen und zum Kolbenboden 29 des Kolbenrohlings 28 hin konisch zulaufen.

    [0016] Die Außenfläche des Kolbenrohlings 28 wird von einer Schmiedeform geformt, die aus den Seitenbacken 10, 11 und der Gesenkbuchse 7 besteht. Die radial äußere, zylinderförmige Mantelfläche 30 des Kolbenbodens 29 wird hierbei von der Gesenkbuchse 7 geformt, während für die Formung der radial äußeren Flächen der Kastenwände 27, 27' und der umlaufenden Kühltasche 20 die Seitenbacken 10, 11 verantwortlich sind.

    [0017] In Fig. 5 sind die Schritte beim Öffnen der Schmiedevorrichtung 1 nach Abschluss des Schmiedevorganges dargestellt:
    1a:
    Der Mittelstempel 14 fährt nach oben.
    2a:
    Die Niederhalter 12, 13 fahren nach oben.
    3a:
    Der Gesenkmantel 2 fährt nach oben, wobei die Gesenkplatte 4 stehen bleibt.
    4a:
    Die Seitenbacken 10, 11 werden relativ zum Kolbenrohling 28 schräg nach oben abgezogen.
    5a:
    Der Kolbenrohling 28 wird ausgeworfen.


    [0018] In Fig. 6 ist der im Rahmen des oben beschriebenen Schmiedeprozesses hergestellte Kolbenrohling 28 aus Aluminium dargestellt. Neben einer eingeschmiedeten, umlaufenden Kühltasche 20 weist der Kolbenrohling 28 in Richtung Kolbenboden 29 aufeinander zulaufende, schräge Kastenwände 27, 27' auf, die die Schaftelemente 23 miteinander verbinden, und die den Vorteil haben, dass ein aus dem Kolbenrohling 28 unter Anwendung spanender Fertigungsverfahren hergestellter Kolben sehr viel höher belastbar ist, als ein Kolben mit parallel liegenden Kastenwänden.

    Bezugszeichenliste



    [0019] 
    1a, 2a, 3a, 4a, 5a
    Schritte beim Öffnen der Schmiedevorrichtung 1
    1
    Schmiedevorrichtung
    2
    Gesenkmantel
    3
    Längsachse
    4
    Gedenkplatte
    5
    Untergesenk
    6
    Öffnung
    7
    Gesenkbuchse
    8
    Schmiedeboden
    9
    Stauchling
    10, 11
    Seitenbacken
    12, 13
    Niederhalter
    14
    Mittelstempel
    15, 16,
    schräg liegende Pfeile
    17
    Pfeil
    18
    Obergesenk
    19
    Pfeil
    20
    Kühltasche
    21
    Dorn des Mittelstempels 14
    22
    Öffnung zwischen den Seitenbacken 10, 11
    23
    Schaftelement
    24
    Ansatz des Doms 21
    25, 26
    Innenwände der Seitenbacken 10, 11
    27, 27'
    Kastenwand
    28
    Kolbenrohling
    29
    Kolbenboden
    30
    radial äußere Mantelfläche des Kolbenbodens 29



    Ansprüche

    1. Schmiedevorrichtung (1) zur Herstellung eines Kolbenrohlings (28), der einen Kolbenboden (29) und am Kolbenboden (29) angebrachte Schaftelemente (23) aufweist, die über Kastenwände (27, 27') miteinander verbunden sind,

    - mit einer Schmiedeform (7, 10, 11) mit einer im Wesentlichen zylinderförmigen und der radialen Außenfläche des Kolbenrohlings (28) entsprechenden, durchgehenden Ausnehmung,

    - mit einem die eine Seite der Ausnehmung begrenzende Schmiedeboden (8), und

    - mit einem Mittelstempel (14), der aus einem Dorn (21) mit einem daran angebrachte, konisch zulaufenden Ansatz (24) mit einer der Innenfläche des Kolbenrohlings entsprechenden Form besteht, und der über die andere Seite der Ausnehmung mit dem Ansatz (24) voran in die Schmiedeform (7, 10, 11) einführbar ist,

    dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiedeform (7, 10, 11) zur Formung der radial äußeren Flächen der Kastenwände (27, 27') und zur Formung einer radial außerhalb der Kastenwände (27, 27') in den Kolbenboden (29) angeordneten, umlaufende Kühltasche (20) zwei Seitenbacken (10, 11) aufweist, die in der Schmiedevorrichtung (1) schräg zur Längsachse (3) der Schmiedevorrichtung (1) in durch schräg liegende Pfeile (16, 17) darstellbare Richtungen beweglich gelagert sind, wobei die schräg liegenden Pfeile (16, 17) mit der Längsachse (3) der Schmiedevorrichtung (1) einen Winkel von α ≤ 25° einschließen und in Richtung des Schmiedebodens (8) aufeinander zulaufen.
     
    2. Schmiedevorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiedeform (7, 10, 11) eine auf der einen Seite der Ausnehmung angeordnete, rohrförmigen Gesenkbuchse (7) zur Formung der radial äußeren Mantelfläche (30) des Kolbenbodens (29) aufweist,
     
    3. Verfahren zum Schmieden eines Kolbenrohlings (28), der einen Kolbenboden (29), und am Kolbenboden (29) angebrachte Schaftelemente (23) aufweist, die über Kastenwände (27, 27') miteinander verbunden sind, unter Verwendung einer Schmiedevorrichtung (1) nach Anspruch 1 mit den folgenden Verfahrensschritten:

    - Einbringen eines erhitzten Stauchlings (9), aus dem der Kolbenrohling (28) geschmiedet werden soll, derart in eine im Wesentlichen zylinderförmige Ausnehmung einer Schmiedevorrichtung (1), dass er auf einem auf der einen Seite der Ausnehmung angeordneten Schmiedeboden (8) zu liegen kommt,

    - Einformen einer umlaufenden Kühltasche (20) in den Stauchling (9) unter Verwendung zweier Seitenbacken (10, 11), deren Innenflächen die Form der radialen Außenflächen der Kastenwände (27, 27') aufweisen, und die in der Schmiedevorrichtung (1) schräg zur Längsachse (3) der Schmiedevorrichtung (1) in durch schräg liegende Pfeile (16, 17) darstellbare Richtungen beweglich gelagert sind, wobei die schräg liegenden Pfeile (16, 17) mit der Längsachse (3) der Schmiedevorrichtung (1) einen Winkel von α ≤ 25° einschließen und in Richtung des Schmiedebodens (8) aufeinander zulaufen, indem die Seitenbacken (10, 11) auf den Stauchling (9) gepresst werden,

    - Einführen eines Mittelstempels (14), der aus einem Dorn (21) mit einem daran angebrachte, konisch zulaufenden Ansatz (24) mit einer der Innenfläche des Kolbenrohlings entsprechenden Form besteht, mit dem Ansatz (24) voran in die andere Seite der Ausnehmung, wobei der Ansatz (24) auf den Stauchling (9) einwirkt und sich dabei die Kastenwände (27, 27') und die damit verbundenen Schaftelemente (23) ausbilden

    - Herausziehen des Mittelstempels (14) aus der Ausnehmung der Schmiedevorrichtung (1),

    - Herausziehen der Seitenbacken (10,11) aus der Schmiedevorrichtung (1) in zu den schräg liegenden Pfeilen (16, 17) entgegengesetzte Richtungen,

    - Auswerfen des Kolbenrohlings (28).


     
    4. Verfahren zum Schmieden eines Kolbenrohlings (28) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Stauchling (9) aus einer Aluminiumlegierung besteht und auf eine Temperatur von 480 °C erhitzt wird.
     
    5. Verfahren zum Schmieden eines Kolbenrohlings (28) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass für den Stauchling (9) die Legierung Al-Si12CuMgNi gewählt wird.
     
    6. Verfahren zum Schmieden eines Kolbenrohlings (28) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass für den Stauchling (9) die Legierung Al-Si12Cu3Ni2Mg gewählt wird.
     


    Claims

    1. Forging apparatus (1) for producing a piston blank (28) which has a piston crown (29) and skirt elements (23), which are fitted on the piston crown (29) and are connected to one another via box walls (27, 27'),

    - having a forging mould (7, 10, 11) with an essentially cylindrical, continuous cavity corresponding to the radial outer surface of the piston blank (28),

    - having a forging base (8), which bounds one side of the cavity, and

    - having a central punch (14), which comprises a mandrel (21) with a conically tapering extension (24) fitted thereon, and shaped in a manner corresponding to the inner surface of the piston blank, and which can be introduced into the forging mould (7, 10, 11), via the other side of the cavity, with the extension (24) in front,

    characterized in that the forging mould (7, 10, 11), for the purpose of forming the radially outer surfaces of the box walls (27, 27') and for the purpose of forming an encircling cooling pocket (20) arranged in the piston crown (29), radially outside the box walls (27, 27'), has two side jaws (10, 11), which are mounted in the forging apparatus (1) such that they can be moved obliquely in relation to the longitudinal axis (3) of the forging apparatus (1), in directions which can be illustrated by obliquely located arrows (16, 17), wherein the obliquely located arrows (16, 17) enclose an angle of α ≤ 25° with the longitudinal axis (3) of the forging apparatus (1) and run towards one another in the direction of the forging base (8).
     
    2. Forging apparatus (2) according to Claim 1, characterized in that the forging mould (7, 10, 11) has a tubular die bushing (7), which is arranged on the one side of the cavity and is intended for forming the radially outer lateral surface (30) of the piston crown (29).
     
    3. Method of forging a piston blank (28) which has a piston crown (29) and skirt elements (23), which are fitted on the piston crown (29) and are connected to one another via box walls (27, 27'), using a forging apparatus (1) according to Claim 1, having the following method steps:

    - introducing a heated billet (9), from which the piston blank (28) is to be forged, into an essentially cylindrical cavity of a forging apparatus (1) such that it ends up located on a forging base (8), which is arranged on the one side of the cavity,

    - forming an encircling cooling pocket (20) in the billet (9) using two side jaws (10, 11), of which the inner surfaces have the shape of the radial outer surfaces of the box walls (27, 27') and which are mounted in the forging apparatus (1) such that they can be moved obliquely in relation to the longitudinal axis (3) of the forging apparatus (1), in directions which can be illustrated by obliquely located arrows (16, 17), wherein the obliquely located arrows (16, 17) enclose an angle of at 25° with the longitudinal axis (3) of the forging apparatus (1) and run towards one another in the direction of the forging base (8), by virtue of the side jaws (10, 11) being pressed onto the billet (9),

    - introducing a central punch (14), which comprises a mandrel (21) with a conically tapering extension (24) fitted thereon, and shaped in a manner corresponding to the inner surface of the piston blank, into the other side of the cavity with the extension (24) in front, wherein the extension (24) acts on the billet (9), and the box walls (27, 27'), and the skirt elements (23) connected thereto, form in the process,

    - pulling the central punch (14) out of the cavity of the forging apparatus (1),

    - pulling the side jaws (10, 11) out of the forging apparatus (1) in directions counter to the obliquely located arrows (16, 17), and

    - ejecting the piston blank (28).


     
    4. Method of forging a piston blank (28) according to Claim 3, characterized in that the billet (9) consists of an aluminium alloy and is heated to a temperature of 480°C.
     
    5. Method of forging a piston blank (28) according to Claim 4, characterized in that the alloy Sil2CuMgNi is selected for the billet (9).
     
    6. Method of forging a piston blank (28) according to Claim 4, characterized in that the alloy ALSi12Cu3Ni2Mg is selected for the billet (9).
     


    Revendications

    1. Dispositif de forgeage (1) pour fabriquer une ébauche de piston (28), qui présente un fond de piston (29) et des éléments de tige (23) installés sur le fond de piston (29), qui sont reliés l'un à l'autre par des parois de caisson (27, 27'),

    - avec une forme de forgeage (7, 10, 11) présentant un évidement continu essentiellement cylindrique et correspondant à la surface extérieure radiale de l'ébauche de piston (28),

    - avec un fond de forgeage (8) limitant un premier côté de l'évidement, et

    - avec un poinçon central (14), qui se compose d'un mandrin (21) avec une pièce rapportée montée sur celui-ci et se terminant en forme de cône (24) avec une forme correspondant à la surface intérieure de l'ébauche de piston, et qui peut être introduit avec la pièce rapportée (24) à l'avant dans la forme de forgeage (7, 10, 11) par l'autre côté de l'évidement,

    caractérisé en ce que la forme de forgeage (7, 10, 11) présente, pour le formage des surfaces extérieures radiales des parois de caisson (27, 27') et pour le formage d'une poche de refroidissement périphérique (20), disposée radialement à l'extérieur des parois de caisson (27, 27') dans le fond de piston (29), deux mâchoires latérales (10, 11), qui sont montées dans le dispositif de forgeage (1) en oblique par rapport à l'axe longitudinal (3) du dispositif de forgeage (1) de façon mobile dans des directions pouvant être représentées par des flèches disposées en oblique (16, 17), dans lequel les flèches disposées en oblique (16, 17) forment avec l'axe longitudinal (3) du dispositif de forgeage (1) un angle de α ≤ 25° et se dirigent l'une vers l'autre en direction du fond de forgeage (8).
     
    2. Dispositif de forgeage (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la forme de forgeage (7, 10, 11) présente une douille d'articulation tubulaire (7) disposée sur un premier côté de l'évidement pour le formage de la surface latérale radialement extérieure (30) du fond de piston (29).
     
    3. Procédé de forgeage d'une ébauche de piston (28), qui présente un fond de piston (29), et des éléments de tige (23) installés sur le fond de piston (29), qui sont reliés l'un à l'autre par des parois de caisson (27, 27'), en faisant application d'un dispositif de forgeage (1) selon la revendication 1, comprenant les étapes suivantes:

    - introduire une ébauche estampée chauffée (9), à partir de laquelle l'ébauche de piston (28) doit être forgée, dans un évidement essentiellement cylindrique d'un dispositif de forgeage (1), de telle manière qu'elle vienne se placer sur un fond de forgeage (8) disposé sur un premier côté de l'évidement,

    - former une poche de refroidissement périphérique (20) dans l'ébauche estampée (9) en utilisant deux mâchoires latérales (10, 11), dont les surfaces intérieures présentent la forme des surfaces extérieures radiales des parois de caisson (27, 27'), et qui sont montées dans le dispositif de forgeage (1) en oblique par rapport à l'axe longitudinal (3) du dispositif de forgeage (1) de façon mobile dans des directions qui peuvent être représentées par des flèches disposées en oblique (16, 17), dans lequel les flèches disposées en oblique (16, 17) forment avec l'axe longitudinal (3) du dispositif de forgeage (1) un angle α ≤ 25° et qui sont dirigées l'une vers l'autre en direction du fond de forgeage (8), par le fait que les mâchoires latérales (10, 11) sont pressées dans l'ébauche estampée (9),

    - introduire un poinçon central (14), qui se compose d'un mandrin (21) avec une pièce rapportée montée sur celui-ci et se terminant en forme de cône (24) avec une forme correspondant à la surface intérieure de l'ébauche de piston, avec la pièce rapportée (24) à l'avant, dans l'autre côté de l'évidement, dans lequel la pièce rapportée (24) agit sur l'ébauche estampée (9) et les parois de caisson (27, 27') se forment ainsi et forment les éléments de tige (23) qui sont reliés par celles-ci,

    - retirer le poinçon central (14) hors de l'évidement du dispositif de forgeage (1),

    - retirer les mâchoires latérales (10, 11) hors du dispositif de forgeage (1) dans des directions opposées aux flèches disposées en oblique (16, 17),

    - éjecter l'ébauche de piston (28).


     
    4. Procédé de forgeage d'une ébauche de piston (28) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ébauche estampée (9) se compose d'un alliage d'aluminium et est chauffée à une température de 480°C.
     
    5. Procédé de forgeage d'une ébauche de piston (28) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on choisit pour l'ébauche estampée (9) l'alliage AlSi12CuMgNi.
     
    6. Procédé de forgeage d'une ébauche de piston (28) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on choisit pour l'ébauche estampée (9) l'alliage AlSi12Cu3Ni2Mg.
     




    Zeichnung














    Angeführte Verweise

    IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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    In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente