專利名稱：由多部分構(gòu)成的內(nèi)燃機(jī)冷卻活塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的、由多部分構(gòu)成的冷卻活塞。
背景技術(shù)：
用在柴油機(jī)中的活塞可以從歐洲專利申請(qǐng)0604223A1中了解到，且該活塞由上部分和下部分構(gòu)成。通過(guò)把螺栓插入到上部分的中心和底部中所鉆出的螺孔中，把活塞的上部分?jǐn)Q入到活塞的下部分中來(lái)裝配活塞。為了在活塞的這兩部分之間得到固定接合，因此需要通過(guò)鎖緊螺母來(lái)確保螺釘連接。這就產(chǎn)生了這樣的缺點(diǎn)在裝配活塞時(shí)，在螺栓軸套之間只有較短的螺栓部分，因此難以把鎖緊螺母擰到該較短的螺栓部分中。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是以這樣的方式構(gòu)造出由多部分構(gòu)成的活塞的上部分和底部，以致在沒(méi)有額外使用鎖緊螺母或者任何其它固定裝置的情況下，上部分可以以簡(jiǎn)單的方式安裝在活塞的底部上。
根據(jù)本發(fā)明，借助一種由多部分構(gòu)成的冷卻活塞來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，該活塞由活塞的上部分和下部分構(gòu)成，上部分具有環(huán)形壁和環(huán)形部分，該環(huán)形部分與活塞的下部分相接合在一起以形成外環(huán)形冷卻通道以及內(nèi)環(huán)形冷卻通道，該內(nèi)環(huán)形冷卻通道布置成與外冷卻通道共心，活塞下部分包括箱形活塞軸，其中，兩個(gè)螺栓軸套相互連接在一起，而活塞上部分在面對(duì)活塞下部分的側(cè)部上具有螺栓，該螺栓布置成與活塞的縱向軸線共軸線。
活塞下部分在面對(duì)活塞上部分的側(cè)部上具有螺紋孔，該螺紋孔布置成與活塞的縱向軸線共軸線，活塞下部分還包括與螺栓的螺紋相配合的陰螺紋。螺栓和螺紋孔布置成使螺栓可以擰入到螺紋孔中從而裝配活塞上部分和活塞下部分。螺栓形成內(nèi)冷卻通道的內(nèi)部限制，蓋住內(nèi)冷卻通道的、活塞下部分的區(qū)域具有螺紋孔，并且該區(qū)域的壁薄到這樣的程度，以致它可以如板簧那樣進(jìn)行變形。
這種方法可以實(shí)現(xiàn)的是，在活塞上部分?jǐn)Q入到活塞下部分中時(shí)，設(shè)置有螺紋鉆出孔的、活塞底部的薄壁區(qū)域如板簧那樣向上拱頂，因此在活塞裝配之后，張緊應(yīng)力施加在螺栓上。在裝配好的情況下，這在活塞的上部分和下部分之間產(chǎn)生了固定接合。


通過(guò)結(jié)合附圖的下面詳細(xì)描述使得本發(fā)明的其它目的和特征更加清楚。但是，應(yīng)該知道，附圖只是用作解釋性的，而不是用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
圖1示出了本發(fā)明活塞的截面圖，截面圖的左半部是沿著螺栓方向通過(guò)活塞的半截面圖，而右半部是沿著壓力/逆壓力方向通過(guò)活塞的半截面圖。
參數(shù)符號(hào)1活塞 2活塞的上部分 3燃燒室 4環(huán)形壁 5環(huán)形部分 6活塞的下部分7活塞軸 8螺栓軸套 9螺栓孔 10外冷卻通道 11內(nèi)冷卻通道 12入口 13溢流通道(孔) 14排出孔 15活塞上部分2的支撐表面 16活塞下部分6的支撐表面 17支撐肋 18活塞上部分2的橫截表面 19活塞下部分6的橫截表面 20支撐橋接部 21內(nèi)支撐部 22外支撐部 23環(huán)形壁4的凹口 24支撐橋接部20的工作面?zhèn)?25活塞1的縱向軸線 26螺栓 27螺栓26的端部 28螺紋29孔(螺紋孔) 30孔29的陰螺紋 31位于支撐肋17之間的區(qū)域具體實(shí)施方式
現(xiàn)在詳細(xì)地參照附圖，附圖示出了由多部分構(gòu)成的冷卻活塞1，該活塞包括活塞的上部分2，它具有燃燒室3和環(huán)形壁4，該環(huán)形壁4具有環(huán)形部分5；活塞的下部分6，它包括箱形活塞軸7和兩個(gè)活塞軸套8，這兩個(gè)活塞軸套8與活塞軸7相連接，每個(gè)活塞軸套8具有螺栓孔9，以安裝在附圖中沒(méi)有示出的、具有螺紋的螺栓?；钊纳喜糠?和下部分6限制出外環(huán)形冷卻通道10和內(nèi)冷卻通道11，該內(nèi)冷卻通道11布置成與外冷卻通道共心。外冷卻通道10具有至少一個(gè)入口12來(lái)加入冷卻機(jī)油，并且通過(guò)至少一個(gè)溢流通道13與內(nèi)冷卻通道11相連通。溢流通道13呈孔形。在這種連接中，具有兩個(gè)相互相對(duì)的溢流通道11。內(nèi)冷卻通道11包括至少一個(gè)排出孔14，冷卻機(jī)油通過(guò)該排出孔14從內(nèi)冷卻通道11中排出。
上部分2通過(guò)環(huán)形支撐表面15支撐在環(huán)形支撐肋17的上支撐表面16上，該表面15布置在面對(duì)遠(yuǎn)離燃燒室3的上部分2上，并且上部分2通過(guò)橫截表面18支撐在底部分6的環(huán)形支撐橋接部20的上橫截表面19上，該橫截表面18設(shè)置在環(huán)形壁4的下側(cè)上。在這種連接中，支撐表面15和16形成了內(nèi)部平面和水平布置的頂部或者盤形支撐部21，橫截表面18和19形成了外部支撐部22，該外部支撐部水平地布置與內(nèi)支撐部21共軸線，并且成形為頂部或者盤形。
支撐橋接部20呈臺(tái)階狀，因此通過(guò)圓柱形凹口23進(jìn)入到環(huán)形壁4的下部分的內(nèi)側(cè)，支撐部分2可以得到對(duì)中，以致當(dāng)活塞的上部分和下部分裝配起來(lái)時(shí)，圓柱形凹口23的內(nèi)壁與支撐橋接部20的圓柱形工作面?zhèn)?4產(chǎn)生接觸。圓柱形凹口23的內(nèi)徑在尺寸大小上不得不比支撐橋接部20的圓柱形工作面?zhèn)?4的外徑大這樣一個(gè)公差或者容差，以致上部分2可以安全地、沒(méi)有問(wèn)題地安裝在下部分6上。
在面對(duì)遠(yuǎn)離燃燒室3的側(cè)部上，上部分2具有螺栓26，該螺栓26布置在中心上并且設(shè)置成與活塞1的縱向軸線25共軸線。螺栓26的端部27設(shè)置有螺紋28。位于活塞下部分6的環(huán)形支撐肋17之間的區(qū)域31具有相對(duì)較薄的壁，其中支撐肋17與活塞的上部分2接合在一起限定出內(nèi)冷卻通道11。在它的中心處，區(qū)域31設(shè)置有孔29，該孔29布置成與活塞1的縱向軸線25共軸線。孔29具有與螺栓26的螺紋28相配合的陰螺紋30。
在裝配活塞1時(shí)，只有上部分2的螺栓26不得不擰入到區(qū)域31的螺紋孔29中。在這個(gè)裝配過(guò)程中，壁相對(duì)較薄的區(qū)域31的彈性作用是這樣的，以致當(dāng)活塞的上部分和下部分被擰在一起時(shí)，所述區(qū)域31如板簧一樣進(jìn)行變形。設(shè)置有螺紋孔29的、區(qū)域31的內(nèi)部中心沿著活塞上部分2的方向成拱形。此外，螺栓26中的、沒(méi)有螺紋的膨脹軸在裝配過(guò)程期間進(jìn)行延伸，這進(jìn)一步提高了上部分2在活塞下部分6上的落座安全性。在該裝配過(guò)程中，內(nèi)部支撐部21的支撐表面15和16和外支撐部22的橫截表面18和19相互壓靠在一起，其結(jié)果是，外冷卻通道10和內(nèi)冷卻通道11各自被密封。
裝配起來(lái)的結(jié)構(gòu)(它包括活塞的上部分和下部分)的強(qiáng)度以這樣的方式進(jìn)一步提高到這樣的程度，以致不需要輔助螺母或者鎖緊螺母來(lái)得到永久的裝配。實(shí)驗(yàn)表明，在任何可能的工作情況下可以確?；钊纳鲜鰞蓚€(gè)部分具有足夠預(yù)張緊力?；钊纳喜糠?包括防氧化和/或防熱的材料。典型地，使用鉻含量≥4％的鋼種，該鋼種是從根據(jù)DIN EN10027-2(鋼組標(biāo)號(hào)1.4x xx)的耐化學(xué)性質(zhì)的鋼種如不銹鋼、耐高溫或者耐熱鋼種的材料組中選擇出來(lái)，及從合金工具鋼種如合金的、熱量可工作的鋼種的材料組中選擇出來(lái)的鋼種。
優(yōu)選地，下部分6由淀積硬化鐵素體-珠光體鋼或者熱處理鋼構(gòu)成，因此，通常使用鋼種38MnVS6或者42CrMo4(根據(jù)德國(guó)鋼/鐵的技術(shù)要求101)。
相應(yīng)地，盡管只示出和描述了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，但是顯而易見的是，在沒(méi)有脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍的情況下可以進(jìn)行許多改變和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的、由多部分構(gòu)成的冷卻活塞(1)，該活塞包括上部分(2)，其具有環(huán)形部分(5)和環(huán)形壁(4)；下部分(6)，其與上部分(2)相接合在一起以形成外環(huán)形冷卻通道(10)和內(nèi)環(huán)形冷卻通道(11)，該內(nèi)環(huán)形冷卻通道布置成與外冷卻通道共心，所述下部分(2)包括箱形活塞軸(7)，其中，兩個(gè)螺栓軸套(8)相互連接在一起，螺栓(26)，其布置成與活塞(1)的縱向軸線(25)共軸線，并且設(shè)置在面對(duì)下部分(6)的上部分(2)側(cè)部上，其中螺栓形成了內(nèi)冷卻通道的內(nèi)部限制；及螺紋孔(29)，其布置成與活塞(1)的縱向軸線(25)共軸線，并且設(shè)置在蓋住內(nèi)冷卻通道(11)并且面對(duì)上部分(2)的下部分(6)的區(qū)域(31)中，所述區(qū)域(31)的壁薄到這樣的程度，以致它可以如板簧那樣進(jìn)行變形，所述螺紋孔(29)具有與螺栓(26)的螺紋(28)相配合的陰螺紋(30)，其特征在于，螺栓(26)和螺紋孔(29)如此布置，以致螺栓(26)擰入到螺紋孔(29)中，以裝配上部分(2)和下部分(6)。
全文摘要
一種用于內(nèi)燃機(jī)的、由多部分構(gòu)成的冷卻活塞(1)包括活塞的上部分(2)和下部分(6)。這兩部分通過(guò)螺栓(26)和螺紋孔(29)擰緊在一起，該螺栓(26)布置在活塞的上部分(2)上，而螺紋孔(29)被鉆出到活塞的下部分(6)中。螺紋孔(29)布置在活塞的下部分(6)區(qū)域(31)中，該區(qū)域(31)的壁薄到這樣的程度，以致當(dāng)活塞的兩部分?jǐn)Q緊在一起時(shí)，該區(qū)域(31)如板簧一樣進(jìn)行變形，因此不需要其它安全裝置如鎖緊螺母來(lái)固定裝配好的活塞。
文檔編號(hào)F02F3/16GK1714232SQ03825546
公開日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2003年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月6日
發(fā)明者賴納·沙普, 迪特爾·梅斯默 申請(qǐng)人:瑪勒有限公司