專利名稱：內(nèi)燃機(jī)活塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的上位概念的內(nèi)燃機(jī)活塞。
背景技術(shù)：
一種內(nèi)燃機(jī)鋁活塞，其包含一個(gè)由NiResist制成的布置在活塞頂?shù)耐獠繀^(qū)域的環(huán)形元件，該元件構(gòu)成對(duì)密封環(huán)槽的加固。這種鋁活塞從日本專利JP 06002613可得知。為了將環(huán)形元件安全地固定到一個(gè)鋁基體，借助摩擦焊接方法將該元件固定在基體上，這是必需的。這種固定方法相對(duì)耗費(fèi)，這是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。該任務(wù)是借助主權(quán)利要求中的特征得到解決。本發(fā)明符合目的的設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
因此得到以下優(yōu)點(diǎn)能夠以快速、簡(jiǎn)單且安全的方式給一個(gè)鋁活塞配備能承受機(jī)械負(fù)載的環(huán)槽的加固。


下面將借助

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖1以一個(gè)由兩半組成的截面圖顯示按照本發(fā)明的一種帶有一個(gè)NiResist環(huán)形元件的內(nèi)燃機(jī)活塞，該截面圖顯示活塞的相互交錯(cuò)90度的兩個(gè)縱截面。
圖2顯示帶有NiResist環(huán)形元件的活塞頂?shù)倪吘墔^(qū)域的一個(gè)放大截面圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明1活塞2基體3活塞頂
4環(huán)形元件5長(zhǎng)軸6活塞銷孔7燃燒室8活塞銷座9活塞裙元件10外表面11槽12環(huán)形元件4的下端面13第二環(huán)槽14外表面15油環(huán)槽16凸緣17環(huán)面18凹進(jìn)處19密封元件20凹進(jìn)處21凹進(jìn)處22冷卻通道23活塞內(nèi)側(cè)24油路25內(nèi)螺紋26外螺紋27支承面28支承面29變薄的壁區(qū)域30突出部具體實(shí)施方式
圖1用一個(gè)由兩半組成的截面圖表示一個(gè)內(nèi)燃機(jī)活塞(1)，其中，左半部分是活塞1沿一個(gè)活塞銷孔6的一根長(zhǎng)軸5的一個(gè)截面圖，右半部分是與之相互交錯(cuò)90度的活塞1的一個(gè)截面圖。
活塞1是由一個(gè)基本上為圓柱形的基體2組成。該基體具有一個(gè)活塞頂3，在該活塞頂?shù)膹较蛲獠康倪吘墔^(qū)域布置一個(gè)環(huán)形元件4，由該環(huán)形元件構(gòu)成活塞頂3的徑向外部部分。在活塞頂3的中央?yún)^(qū)域形成一個(gè)燃燒室7。此外，該基體在其下方背向活塞頂3的一側(cè)還具有活塞銷孔6的活塞銷座8和將活塞銷座8相互連接在一起的活塞裙元件9。環(huán)形元件4在其徑向外部的外表面10具有一個(gè)在圖中未示出的密封環(huán)的一個(gè)槽11，且以其下端面2構(gòu)成一個(gè)第二環(huán)槽13的上側(cè)面的徑向外部?；w2的徑向外部的外表面14在該第二環(huán)槽13下方具有一個(gè)油環(huán)槽15。
在環(huán)形元件4的活塞頂側(cè)的區(qū)域上在徑向內(nèi)部外形吻合地形成一個(gè)凸緣16，該凸緣在其背向活塞頂3的底面上具有一個(gè)環(huán)面17，該環(huán)面在本實(shí)施例中平行于活塞頂3，但該環(huán)面在橫截面上也可以傾斜于活塞頂3，這樣環(huán)面17成圓錐形。在活塞3的徑向外部的區(qū)域形成一個(gè)截面為臺(tái)階狀的凹進(jìn)處18，該凹進(jìn)處具有一個(gè)與凸緣16如此互補(bǔ)的形狀，以致該凸緣16與凹進(jìn)處18相配，且在環(huán)面17和凹進(jìn)處18之間可以附加地引入一個(gè)以碟形彈簧形成的環(huán)形的密封元件19。
在環(huán)面17的下方，環(huán)形元件4在其內(nèi)側(cè)上具有一個(gè)凹進(jìn)處20，該凹進(jìn)處與一個(gè)加工在基體2靠近活塞頂3的外側(cè)上的凹進(jìn)處21圍成一個(gè)環(huán)形冷卻通道22。通過(guò)一個(gè)將活塞內(nèi)側(cè)23與冷卻通道22連接的油路24，冷卻油從冷卻通道22中被排出，該冷卻油通過(guò)另一個(gè)在圖中未示出的油路被導(dǎo)入冷卻通道22內(nèi)。在這里，密封元件19的任務(wù)在于密封活塞1以防燃燒氣體的泄漏。
一條布置在環(huán)形元件4的內(nèi)側(cè)上靠近端面12處的內(nèi)螺紋25用于將環(huán)形元件4固定在基體2上，該內(nèi)螺紋與一條加工在外表面14靠近第二環(huán)槽13處的外螺紋26相配。為了給予由內(nèi)螺紋25和外螺紋26組成的基體2和環(huán)形元件4之間的螺紋連接一個(gè)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)工作來(lái)說(shuō)足夠的強(qiáng)度，環(huán)形元件4具有一個(gè)布置在內(nèi)螺紋25和凹進(jìn)處20之間且平行于活塞頂3的環(huán)形支承面27，該支承面在環(huán)形元件4旋進(jìn)基體2時(shí)處于一個(gè)同樣平行于活塞頂3的、環(huán)形的且布置在基體2的凹進(jìn)處21和外螺紋26之間的支承面28上。
螺紋連接的強(qiáng)度可通過(guò)環(huán)形元件的一個(gè)在環(huán)形元件4的內(nèi)螺紋25和支承面27之間沿軸向布置的變薄的環(huán)形元件的壁區(qū)域29得到改善。該壁區(qū)域沒有內(nèi)螺紋，且該壁區(qū)域在環(huán)形元件旋緊在基體2上時(shí)得到延伸。因此，一個(gè)機(jī)械張力施加于螺紋連接上，該機(jī)械張力顯著改善了螺紋連接的強(qiáng)度。
密封元件19由于其以碟形彈簧而形成，在環(huán)形元件4旋進(jìn)基體2時(shí)發(fā)生變形，通過(guò)這樣，該密封元件被機(jī)械預(yù)緊且對(duì)兩個(gè)活塞部分2，4施加一個(gè)力。螺紋連接的強(qiáng)度因此得到進(jìn)一步的改善。
此外，基體2的外表面在凸緣16和冷卻通道22之間具有一個(gè)徑向向外突出的突出部30，該突出部在活塞頂側(cè)構(gòu)成凹進(jìn)處18，并且在其背向活塞頂3的一側(cè)形成冷卻通道22的邊界。突出部30的壁厚如此薄，以致在環(huán)形元件4旋進(jìn)基體2時(shí)該突出部發(fā)生變形，因而對(duì)于防止螺紋連接松開的安全有附加的貢獻(xiàn)。
基體2是由鋁制成，該鋁通過(guò)鍛造加工成希望的形狀。環(huán)形元件4是由NiResist應(yīng)用鑄造法制成。NiResist是一種含有12％到20％鎳的奧氏體鑄鐵，此外，該鑄鐵還包含合金成分錳、銅和鉻。NiResist特別適合于活塞環(huán)槽的加固。
圖2表示活塞1的活塞頂側(cè)的邊緣區(qū)域的一個(gè)放大截面圖，該截面圖顯示帶有旋進(jìn)的環(huán)形元件4的基體2?？汕宄乜吹叫纬捎诨钊?的邊緣區(qū)域的凹進(jìn)處21，該凹進(jìn)處為了形成冷卻通道22而被由NiResist組成的環(huán)形元件4遮蓋，其中環(huán)形元件4通過(guò)內(nèi)螺紋25旋到基體2的外螺紋26上。
權(quán)利要求
1.內(nèi)燃機(jī)活塞(1)，包含-一個(gè)由鋁制成的基本上為圓柱形的基體(2)，該基體的一個(gè)端面構(gòu)成活塞頂(3)，-布置在基體(2)背向活塞頂(3)的底面上的活塞銷座(8)，該活塞銷座包含活塞銷孔(6)，-將活塞銷座(8)相互連接的活塞裙元件(9)，-一個(gè)由NiResist制成的布置在活塞頂(3)的徑向外部的邊緣區(qū)域的環(huán)形元件(4)，該環(huán)形元件(4)與基體(2)共同圍成一個(gè)環(huán)形冷卻通道(22)，且該環(huán)形元件通過(guò)螺紋連接固定在基體(2)上，該螺紋連接由一條位于冷卻通道(22)和環(huán)形元件(4)的下端面(12)之間布置在環(huán)形元件的徑向內(nèi)側(cè)上的內(nèi)螺紋(25)和一條與其相配的布置在冷卻通道(22)下方基體(2)的外表面(14)上的外螺紋(26)組成，其特征在于，-所述的環(huán)形元件(4)截面是以二級(jí)臺(tái)階形而形成的，＝其中，活塞頂側(cè)的第一級(jí)臺(tái)階是這樣形成的在環(huán)形元件(4)的活塞頂側(cè)的區(qū)域外形吻合地形成一個(gè)徑向向內(nèi)的截面為臺(tái)階形的凸緣(16)，冷卻通道(22)在活塞銷座側(cè)緊接著該凸緣，和＝其中第二級(jí)臺(tái)階是這樣形成的所述的環(huán)形元件(4)在冷卻通道(22)和內(nèi)螺紋(25)之間具有一個(gè)平行于活塞頂(3)、環(huán)形的且從冷卻通道(22)出發(fā)徑向向外的支承面(27)，該支承面在環(huán)形元件(4)旋進(jìn)基體(2)時(shí)處于一個(gè)在冷卻通道(22)和外螺紋(26)之間活塞頂側(cè)形成于基體(2)內(nèi)的支承面(28)上。-和所述的環(huán)形元件(4)在所述的支承面(27)和內(nèi)螺紋(25)之間具有一個(gè)變得如此薄的軸向的壁區(qū)域(29)，以致該壁區(qū)域在所述的環(huán)形元件(4)沿軸向旋進(jìn)到基體(2)上時(shí)是可延伸的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)活塞(1)，其特征在于，所述的凸緣(16)在其背向活塞頂(3)時(shí)的底面具有一個(gè)基本上平行于活塞頂(3)的環(huán)面(17)；在活塞頂(3)的徑向外部區(qū)域形成一個(gè)截面為臺(tái)階形的凹進(jìn)處(18)，該凹進(jìn)處具有一個(gè)與凸緣(16)基本上互補(bǔ)的形狀；以及在環(huán)面(17)和凹進(jìn)處(18)之間布置一個(gè)以碟形彈簧形成的、環(huán)形的密封元件(19)，該凹進(jìn)處在環(huán)形元件(4)旋進(jìn)基體(2)時(shí)可發(fā)生變形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)活塞(1)，其特征在于，所述的基體(2)是通過(guò)鍛造制成的。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)活塞(1)，其特征在于，所述的環(huán)形元件(4)是通過(guò)一種鑄造法制成的。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)活塞(1)，其特征在于，所述的環(huán)形元件(4)在其徑向外部的外表面(10)上具有一個(gè)密封環(huán)槽(11)，和所述的環(huán)形元件(4)的下端面(12)至少構(gòu)成一個(gè)形成于基體(2)內(nèi)的環(huán)槽(13)的上側(cè)面的徑向外部。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)活塞(1)，其特征在于，所述的基體(2)具有一個(gè)徑向向外的、環(huán)形的且易彈性彎曲的突出部(30)，該突出部在活塞頂側(cè)構(gòu)成凹進(jìn)處(18)，該突出部構(gòu)成冷卻通道(22)活塞頂側(cè)的邊界，且該突出部在環(huán)形元件(4)旋進(jìn)基體(2)時(shí)可發(fā)生變形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)鋁活塞(1)，其包含一個(gè)環(huán)形元件(4)，該環(huán)形元件是由NiResist制成的、布置在活塞頂(3)的徑向外部的邊緣區(qū)域，且與基體(2)共同圍成一個(gè)環(huán)形冷卻通道(22)。該環(huán)形元件(4)通過(guò)螺紋連接固定到活塞(1)的基體(2)上。
文檔編號(hào)F02F3/22GK1842647SQ200480024744
公開日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2004年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月2日
發(fā)明者賴納·沙普 申請(qǐng)人:瑪勒有限公司