內(nèi)燃機(jī)的活塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的活塞，具有活塞上部（10）和活塞下部（11）；具有活塞銷栓（12），該活塞銷栓支承在該活塞下部（11）中并且用于將該活塞連接到內(nèi)燃機(jī)的連桿（13）上；具有構(gòu)造在該活塞上部（10）與該活塞下部（11）之間的、尤其內(nèi)部的、用于冷卻油的第一冷卻腔（15），該冷卻油用于冷卻該活塞，該第一冷卻腔通過(guò)至少一個(gè)轉(zhuǎn)引孔（17）與構(gòu)造在該活塞上部（10）與該活塞下部（11）之間的、尤其外部的第二冷卻腔連接；并且具有冷卻油導(dǎo)引套管（19），該冷卻油導(dǎo)引套管用于朝向該第一冷卻腔（15）導(dǎo)引穿過(guò)該連桿（13）中的孔（18）進(jìn)行導(dǎo)引的冷卻油，其中該冷卻油導(dǎo)引套管（19）構(gòu)造為有縫隙的套管，其以第一導(dǎo)引面（22）彈簧彈性地壓向該活塞下部（11）的支撐面（23）。
【專利說(shuō)明】?jī)?nèi)燃機(jī)的活塞
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1的前序部分所述的內(nèi)燃機(jī)的活塞。
【背景技術(shù)】
[0002]由DE 35 18 721 C2已知一種內(nèi)燃機(jī)的活塞，所述活塞包括活塞上部和活塞下部，它們優(yōu)選相互旋擰在一起。在活塞下部支承有活塞銷栓，其中所述活塞銷栓用于將活塞連接到內(nèi)燃機(jī)的連桿上。根據(jù)DE 35 18 721 C2的活塞是油冷卻的，其中在活塞上部和活塞下部之間，一側(cè)構(gòu)造有用于冷卻油的內(nèi)部的冷卻腔并且在另一側(cè)構(gòu)造有用于冷卻油的外部的冷卻腔，并且其中所述內(nèi)部的冷卻腔與所述外部的冷卻腔通過(guò)至少一個(gè)轉(zhuǎn)引孔連接。為了將冷卻油導(dǎo)入到內(nèi)部的冷卻腔中，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)將用于冷卻油的輸送孔集成到連桿中，在此能夠借助多部的冷卻油導(dǎo)引套管將所述冷卻油從連桿轉(zhuǎn)引到內(nèi)部的冷卻腔中。根據(jù)DE 35 18 721 C2，冷卻油導(dǎo)引套管的頸狀的第一部件不能移動(dòng)地固定在活塞的活塞下部中。冷卻油導(dǎo)引套管的漏斗狀的可移動(dòng)的部件與所述冷卻油導(dǎo)引套管的頸狀的位置固定的部件如此共同起作用，從而使得嵌合在冷卻油導(dǎo)引套管的所述兩個(gè)部件之間的彈簧元件在滑動(dòng)接觸中朝向連桿的連桿頭以是其彈動(dòng)的對(duì)方擠壓連桿。將這種被彈簧加載的冷卻油導(dǎo)引套管用于將冷卻油從連桿中的孔轉(zhuǎn)引到內(nèi)部的冷卻腔中具有缺點(diǎn)，因?yàn)檫@種冷卻油導(dǎo)引套管的安裝涉及到相對(duì)大的花費(fèi)。這種單獨(dú)的彈簧元件還會(huì)導(dǎo)致冷卻油導(dǎo)引套管與連桿之間的大摩擦力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]由此，本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種新型的內(nèi)燃機(jī)活塞。該任務(wù)通過(guò)按權(quán)利要求1所述的活塞解決。根據(jù)本發(fā)明，所述冷卻油導(dǎo)引套管構(gòu)造為有縫隙的套管，其以第一導(dǎo)引面彈簧彈性地壓向活塞下部的支撐面。
[0004]所述活塞的構(gòu)造為有縫隙的套管的冷卻油導(dǎo)引套管不僅是單部的而且還彈簧彈性地壓向活塞下部，由此能夠省去按照現(xiàn)有技術(shù)需要的單獨(dú)的彈簧元件。據(jù)此，根據(jù)本發(fā)明的活塞在冷卻油導(dǎo)引套管的區(qū)域內(nèi)有更少數(shù)量的結(jié)構(gòu)元件即可。因此能夠省去用于將冷卻油導(dǎo)引套管擠壓到連桿上的單獨(dú)的彈簧元件，此外還能夠減小冷卻油導(dǎo)引套管與連桿之間的摩擦力。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一種有利的改進(jìn)方案，將所述冷卻油導(dǎo)引套管的第一導(dǎo)引面和所述活塞下部的支撐面的輪廓設(shè)計(jì)為截錐狀，其中所述冷卻油導(dǎo)引套管的第一導(dǎo)引面彈簧彈性地壓向所述活塞下部的支撐面，從而使得所述冷卻油導(dǎo)引套管此外還以第二導(dǎo)引面彈簧彈性地壓向所述連桿的連桿頭的支撐面。這種設(shè)計(jì)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)，還將所述冷卻油導(dǎo)引套管彈簧彈性地壓向連桿的連桿頭。由此能夠確保所述冷卻油導(dǎo)引套管與所述連桿之間的S封效果。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一種有利的改進(jìn)方案，所述冷卻油導(dǎo)引套管在背離所述連桿的端部處具有凸起，所述凸起在拆卸了所述連桿的情況下將所述冷卻油導(dǎo)引套管保持在所述活塞下部上。通過(guò)如此構(gòu)造凸起能夠省去單獨(dú)的固定環(huán)。由此還能夠減少活塞的結(jié)構(gòu)組件的數(shù)量并且簡(jiǎn)化其安裝。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一種有利的改進(jìn)方案，將所述活塞下部在鄰接到所述活塞下部的支撐面并且據(jù)此鄰接到所述冷卻油導(dǎo)引套管處的輪廓設(shè)計(jì)為漏斗狀，其中所述冷卻油導(dǎo)引套管的第一導(dǎo)引面彈簧彈性地壓向所述活塞下部的支撐面，從而將由所述冷卻油導(dǎo)引套管導(dǎo)引的冷卻油引導(dǎo)到第一冷卻腔中。通過(guò)將活塞下部與所述冷卻油導(dǎo)引套管相鄰處的輪廓設(shè)計(jì)為漏斗狀能夠改善冷卻油到第一冷卻腔的轉(zhuǎn)引。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]本發(fā)明的優(yōu)選的改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求以及隨后的說(shuō)明給出。借助附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，但本發(fā)明并不局限于所述實(shí)施例。在此:
圖1示出了沿第一剖切方向剖切根據(jù)本發(fā)明的第一活塞的橫截面；
圖2示出了圖1中的細(xì)節(jié)部分II ；
圖3示出了沿第二剖切方向剖切圖1中的根據(jù)本發(fā)明的活塞的橫截面；
圖4示出了圖1中的活塞的改進(jìn)方案；
圖5示出了沿第一剖切方向剖切根據(jù)本發(fā)明的第二活塞的橫截面；
圖6示出了沿第二剖切方向剖切根據(jù)本發(fā)明的第三活塞的橫截面；
圖7示出了圖6中的細(xì)節(jié)部分VII。
[0009]附圖標(biāo)記說(shuō)明
10活塞上部
11活塞下部
12活塞銷栓
13連桿
14連桿頭
15冷卻腔
16活塞凹腔
17轉(zhuǎn)引孔
18孔
19冷卻油導(dǎo)引套管
20冷卻油流動(dòng)
21縫隙
22導(dǎo)引面
23支撐面
24導(dǎo)引面
25支撐面
26端部
27端部
28凸起
29頸狀部段 30冷卻油導(dǎo)引套管。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)、尤其設(shè)計(jì)為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或者燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)或者柴油-燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃機(jī)、如例如船用柴油內(nèi)燃機(jī)的油冷卻的活塞。這種活塞也被稱為柱塞。
[0011]圖1到3分別示出了沿不同的剖切方向剖切內(nèi)燃機(jī)的根據(jù)本發(fā)明的第一活塞的橫截面，其中所述活塞包括活塞上部10和活塞下部11。具有活塞凹腔16的活塞上部10和活塞下部11優(yōu)選由輕金屬、鋼或者球墨鑄鐵制成?；钊喜?0和活塞下部11相互支撐在彼此上并且優(yōu)選通過(guò)設(shè)計(jì)為膨脹螺絲的固定器具相互固定。
[0012]在活塞下部11的孔中支承有活塞銷栓12，其中所述活塞銷栓12用于將活塞連接到內(nèi)燃機(jī)的連桿13上。在圖2中示出所述連桿13的所謂的連桿頭14。
[0013]在活塞上部10和活塞下部11之間，一側(cè)構(gòu)造有內(nèi)部的第一冷卻腔15并且在另一側(cè)構(gòu)造有在該示圖中未示出的、外部的、用于冷卻油的第二冷卻腔，其中所述內(nèi)部的冷卻腔15與根據(jù)圖2的外部的冷卻腔通過(guò)轉(zhuǎn)引孔17連接。
[0014]用于冷卻活塞的冷卻油能夠通過(guò)孔18輸送給所述活塞，所述孔18穿過(guò)連桿13和連桿頭14延伸。冷卻油導(dǎo)引套管19與所述連桿13或者說(shuō)所述連桿13的連桿頭14共同起作用。冷卻油的流動(dòng)通過(guò)箭頭20顯示。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的活塞10的冷卻油導(dǎo)引套管19就本發(fā)明而言構(gòu)造為有縫隙的套管。所述冷卻油導(dǎo)引套管19的縫隙21沿活塞或者說(shuō)冷卻油導(dǎo)引套管19的軸向延伸。
[0016]在拆卸狀態(tài)中，冷卻油導(dǎo)引套管19具有外直徑，該外直徑大于活塞下部11中的凹部的內(nèi)直徑，將所述冷卻油導(dǎo)引套管19插入到所述凹部中。為了將所述冷卻油導(dǎo)引套管19插入到所述活塞下部11的凹部中，要據(jù)此對(duì)冷卻油導(dǎo)引套管19在減小縫隙21的所謂的開(kāi)口寬度的情況下進(jìn)行壓緊，其中在將冷卻油導(dǎo)引套管19插入到活塞下部11中之后將冷卻油導(dǎo)引套管19的第一導(dǎo)引面22彈簧彈性地壓向活塞下部11相對(duì)應(yīng)的支撐面23。
[0017]冷卻油導(dǎo)引套管19據(jù)此一體地或者說(shuō)單部地構(gòu)造并且在無(wú)需單獨(dú)的彈簧元件的情況下安裝在活塞下部11中。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的改進(jìn)方案，將冷卻油導(dǎo)引套管19的第一導(dǎo)引面22和活塞下部11的支撐面23的輪廓設(shè)計(jì)為截錐狀，其中所述冷卻油導(dǎo)引套管19的第一導(dǎo)引面22彈簧彈性地壓向所述活塞下部11的支撐面23。
[0019]冷卻油導(dǎo)引套管19的第一導(dǎo)引面22以及活塞下部11相對(duì)應(yīng)的支撐面23在此從冷卻油導(dǎo)引套管19的面向連桿13的端部沿活塞或者說(shuō)冷卻油導(dǎo)引套管19的軸向看去朝向冷卻油導(dǎo)引套管19的背離連桿13的端部27逐漸變細(xì)。
[0020]如已經(jīng)實(shí)施的那樣，在將冷卻油導(dǎo)引套管19安裝在活塞下部11中相應(yīng)的凹部中之后，將所述冷卻油導(dǎo)引套管19彈簧彈性地借助第一導(dǎo)引面22壓向活塞下部的支撐面23。
[0021]在接下來(lái)安裝連桿13時(shí)，則將冷卻油導(dǎo)引套管19繼續(xù)壓緊，從而由于第一導(dǎo)引面22以及支撐面23的截錐狀的輪廓使得冷卻油導(dǎo)引套管19以第二導(dǎo)引面24彈簧彈性地壓向連桿13的連桿頭14的相應(yīng)的支撐面25。由此阻止了將冷卻油導(dǎo)引套管19從連桿13的連桿頭14取下并且總是確保連桿13的連桿頭14與冷卻油導(dǎo)引套管19之間良好的密封。
[0022]如最好從圖2的細(xì)節(jié)圖能夠獲知的那樣，冷卻油導(dǎo)引套管19在背離連桿13的端部27處具有凸起28，所述凸起在將冷卻油導(dǎo)引套管19插入到活塞下部11中時(shí)并且在拆卸了連桿13時(shí)將冷卻油導(dǎo)引套管19保持在活塞下部11中。為此，凸起28在冷卻油導(dǎo)引套管19的端部27處具有外直徑，該外直徑大于活塞下部11在其逐漸變細(xì)的端部的區(qū)域中的支撐面23的內(nèi)直徑。
[0023]在圖1到3的實(shí)施例中，將活塞下部11鄰接到活塞下部11的支撐面23并且進(jìn)而鄰接到冷卻油導(dǎo)引套管19處的輪廓設(shè)計(jì)為漏斗狀，其中冷卻油導(dǎo)引套管19的第一導(dǎo)引面22彈簧彈性地壓向所述活塞下部11的支撐面23。由此，能夠?qū)⒂衫鋮s油導(dǎo)引套管19導(dǎo)引的冷卻油以規(guī)定的方式導(dǎo)引到第一冷卻腔15中。
[0024]在圖1到3中的活塞的圖4所示的改進(jìn)方案中，將另一冷卻油導(dǎo)引套管30插入到活塞下部11在其漏斗狀輪廓的區(qū)域中的頸狀的部段29中，借助所述冷卻油導(dǎo)引套管30能夠影響，由冷卻油導(dǎo)引套管19和活塞下部11的漏斗狀的部段導(dǎo)引的冷卻油在什么位置進(jìn)入到第一冷卻腔15。由此能夠限定地設(shè)定冷卻油在第一冷卻腔15中的流動(dòng)。
[0025]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的活塞的變體，在所述變體中，將活塞下部11鄰接到活塞下部11的支撐面23并且進(jìn)而鄰接到冷卻油導(dǎo)引套管19的輪廓設(shè)計(jì)為柱狀，其中有縫隙的冷卻油導(dǎo)引套管19的第一導(dǎo)引面22彈簧彈性地壓向所述活塞下部11的支撐面23。通過(guò)這樣構(gòu)造活塞下部11能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)空間方面的優(yōu)點(diǎn)。此外，制造這種活塞下部11更為簡(jiǎn)單。然而活塞下部11與冷卻油導(dǎo)引套管19相鄰部分的漏斗狀輪廓設(shè)計(jì)就實(shí)施例1到4而言卻具有以下缺點(diǎn)，即會(huì)減少冷卻油從第一冷卻腔15非期望地回流出來(lái)。
[0026]在圖1到5的實(shí)施例中，將冷卻油導(dǎo)引套管19的第一導(dǎo)引面22的輪廓相應(yīng)地設(shè)計(jì)為截錐狀，冷卻油導(dǎo)引套管19以所述第一導(dǎo)引面22彈簧彈性地壓向活塞下部相對(duì)應(yīng)的支撐面23。與此相對(duì)，圖6和7示出活塞的一種實(shí)施例，其中將冷卻油導(dǎo)引套管19的第一導(dǎo)引面22以及活塞下部11的相對(duì)應(yīng)的支撐面23的輪廓分別設(shè)計(jì)為柱狀。在該實(shí)施例中還將插入到活塞下部11中的冷卻油導(dǎo)引套管19彈簧彈性地壓向活塞下部11的支撐面23，其中在冷卻油導(dǎo)引套管19的背離活塞桿13的端部27處的凸起28在拆卸了連桿14時(shí)將冷卻油導(dǎo)引套管19保持在活塞下部11上。當(dāng)如在圖6和7的實(shí)施例中那樣將冷卻油導(dǎo)引套管19的第一導(dǎo)引面22和活塞下部11相對(duì)應(yīng)的支撐面23的輪廓設(shè)計(jì)為柱狀時(shí)，則在安裝連桿14的情況下不再更強(qiáng)烈地壓縮冷卻油導(dǎo)引套管19，從而使得冷卻油導(dǎo)引套管19不彈簧彈性地以其導(dǎo)引面24壓向連桿13的連桿頭14的相對(duì)應(yīng)的支撐面25。盡管如此在這種情況下仍然確保了冷卻油導(dǎo)引套管19與連桿13之間充分的密封效果，因?yàn)槔鋮s油導(dǎo)引套管19以其導(dǎo)引面24緊貼在連桿13相對(duì)應(yīng)的支撐面25上。
[0027]由于使用了有縫隙的冷卻油導(dǎo)引套管19，所述冷卻油導(dǎo)引套管至少以第一導(dǎo)引面22彈簧彈性地壓向活塞下部11相對(duì)應(yīng)的支撐面23，因此能夠顯著簡(jiǎn)化帶有冷卻油的活塞的構(gòu)造和安裝。需要更少數(shù)量的結(jié)構(gòu)組件從而需要更少數(shù)量的安裝步驟。此外能夠減小冷卻油導(dǎo)引套管19與連桿13的連桿頭14之間的摩擦。由此能夠提高構(gòu)件的使用壽命。
[0028]本發(fā)明尤其應(yīng)用在所有領(lǐng)域中的大型發(fā)動(dòng)機(jī)如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或者燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)或者柴油-燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的活塞中，其外直徑處于IOOmm到600_的范圍內(nèi)。在冷卻油導(dǎo)引套管19的區(qū)域內(nèi)連桿13的連桿頭14與活塞下部11之間的間距為0.5mm到IOmm之間。冷卻油導(dǎo)引套管19覆蓋了該間距并且確保了用于連桿13的連桿頭14的良好的密封。
【權(quán)利要求】
1.內(nèi)燃機(jī)的活塞，具有活塞上部(10)和活塞下部(11);具有活塞銷栓(12)，所述活塞銷栓支承在所述活塞下部(11)中并且用于將所述活塞連接到內(nèi)燃機(jī)的連桿(13)上；具有構(gòu)造在所述活塞上部(10)與所述活塞下部(11)之間的、尤其內(nèi)部的、用于冷卻油的第一冷卻腔(15)，所述冷卻油用于冷卻所述活塞，所述第一冷卻腔通過(guò)至少一個(gè)轉(zhuǎn)引孔(17)與構(gòu)造在所述活塞上部(10 )與所述活塞下部(11)之間的、尤其外部的第二冷卻腔連接；并且具有冷卻油導(dǎo)引套管(19)，所述冷卻油導(dǎo)引套管用于朝向所述第一冷卻腔(15)導(dǎo)引穿過(guò)所述連桿(13)中的孔(18)進(jìn)行導(dǎo)引的冷卻油，其特征在于，所述冷卻油導(dǎo)引套管(19)構(gòu)造為有縫隙的套管，其以第一導(dǎo)引面(22)彈簧彈性地壓向所述活塞下部(11)的支撐面(23)。
2.按權(quán)利要求1所述的活塞，其特征在于，所述冷卻油導(dǎo)引套管(19)中的縫隙(21)沿所述活塞或者所述冷卻油導(dǎo)引套管(19)的軸向延伸。
3.按權(quán)利要求1或2所述的活塞，其特征在于，將所述冷卻油導(dǎo)引套管(19)的第一導(dǎo)引面(22)和所述活塞下部(11)的支撐面(23)的輪廓設(shè)計(jì)為截錐狀，其中所述冷卻油導(dǎo)引套管(19)的第一導(dǎo)引面(22)彈簧彈性地壓向所述活塞下部(11)的支撐面(23)，從而使得所述冷卻油導(dǎo)引套管(19)此外還以第二導(dǎo)引面(24)彈簧彈性地壓向所述連桿(13)的連桿頭(14)的支撐面(25)。
4.按權(quán)利要求3所述的活塞，其特征在于，所述冷卻油導(dǎo)引套管(19)的第一導(dǎo)引面(22)和所述活塞下部(11)的支撐面(23)從面向所述連桿(13)的端部(26)沿所述活塞或者所述冷卻油導(dǎo)引套管(19)的軸向朝向背離所述連桿(13)的端部(27)逐漸變細(xì)。
5.按權(quán)利要求1或2所述的活塞，其特征在于，將所述冷卻油導(dǎo)引套管(19)的第一導(dǎo)引面(22)和所述活塞下部(11)的支撐面(23)的輪廓設(shè)計(jì)為柱狀，其中所述冷卻油導(dǎo)引套管(19)的第一導(dǎo)引面(22)彈簧彈性地壓向所述活塞下部(11)的支撐面(23)。
6.按權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的活塞，其特征在于，將所述活塞下部(11)在鄰接到所述活塞下部(11)的支撐面(23 )并且據(jù)此鄰接到所述冷卻油導(dǎo)引套管(19 )處的輪廓設(shè)計(jì)為漏斗狀，其中所述冷卻油導(dǎo)引套管(19)的第一導(dǎo)引面(22)彈簧彈性地壓向所述活塞下部(11)的支撐面(23)。
7.按權(quán)利要求6所述的活塞，其特征在于，將另一冷卻油導(dǎo)引套管(30)插入到所述活塞下部(11)的漏斗頸狀的部段(29)中。
8.按權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的活塞，其特征在于，將所述活塞下部(11)在鄰接到所述活塞下部(11)的支撐面(23 )并且據(jù)此鄰接到所述冷卻油導(dǎo)引套管(19 )處的輪廓設(shè)計(jì)為柱狀，其中所述冷卻油導(dǎo)引套管(19)的第一導(dǎo)引面(22)彈簧彈性地壓向所述活塞下部(11)的支撐面(23)。
9.按權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)所述的活塞，其特征在于，所述冷卻油導(dǎo)引套管(19)在背離所述連桿(13)的端部(27)處具有凸起(28)，所述凸起在拆卸了所述連桿(13)的情況下將所述冷卻油導(dǎo)引套管(19 )保持在所述活塞下部(11)上。
10.按權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的活塞，其特征在于，所述活塞具有IOOmm到600mm之間的外直徑，其中在所述冷卻油導(dǎo)引套管(19)的區(qū)域內(nèi)所述連桿(13)的連桿頭(14)與所述活塞下部(11)之間的間距為0.5mm到10mm。
【文檔編號(hào)】F02F3/22GK103982318SQ201410047407
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年2月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月11日
【發(fā)明者】T.舍爾, H.佩爾策爾 申請(qǐng)人:曼柴油機(jī)和渦輪機(jī)歐洲股份公司