專利名稱:用于內(nèi)燃機(jī)的活塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的活塞，包括活塞底部和活塞頂部，所述活塞底部和活塞頂部通過摩擦焊接彼此相連且形成外環(huán)繞冷卻通道，其中，所述活塞頂部具有環(huán)繞式環(huán)形區(qū)，所述環(huán)形區(qū)設(shè)有多個(gè)環(huán)形槽且所述環(huán)形區(qū)的內(nèi)壁界定所述外環(huán)繞冷卻通道。
背景技術(shù)：
US 6，557，514B1公開過一種同類型的活塞?；钊撞亢突钊敳恐g的外環(huán)繞摩擦焊縫在環(huán)形區(qū)區(qū)域內(nèi)設(shè)在兩個(gè)環(huán)形槽之間。但這種布置方法會(huì)導(dǎo)致摩擦焊接時(shí)產(chǎn)生影響活塞穩(wěn)定性的應(yīng)力。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是對同類型活塞進(jìn)行改進(jìn)，以降低產(chǎn)生應(yīng)力的可能性并提高活塞穩(wěn)定性。
本實(shí)用新型用來達(dá)成上述目的的解決方案是一種包括一活塞底部和一活塞頂部， 所述活塞底部和所述活塞頂部通過摩擦焊接彼此相連且形成一外環(huán)繞冷卻通道，其中，所述活塞頂部具有一環(huán)繞式環(huán)形區(qū)，所述環(huán)形區(qū)設(shè)有多個(gè)環(huán)形槽且所述環(huán)形區(qū)的內(nèi)壁界定所述外環(huán)繞冷卻通道的活塞。根據(jù)本實(shí)用新型，所述環(huán)形區(qū)下方設(shè)有一個(gè)外環(huán)繞摩擦焊縫，其寬度最大等于所述環(huán)形槽的槽底與所述環(huán)形區(qū)的內(nèi)壁之間的壁厚。
在本公開案范圍內(nèi)，理解“最大等于”這個(gè)概念時(shí)也需要將一般制造公差考慮在內(nèi)。亦即，所述外環(huán)繞摩擦焊縫的寬度與所述壁厚均處于一般制造公差范圍內(nèi)。
盡管所述摩擦焊縫的寬度與現(xiàn)有技術(shù)相比大為減小(并且，摩擦焊縫區(qū)域內(nèi)的環(huán)形區(qū)壁厚也因此而大為減小)，但本實(shí)用新型的活塞仍能達(dá)到很高的穩(wěn)定性。同時(shí)，本實(shí)用新型的活塞在柔性方面有所改進(jìn)。因此，本實(shí)用新型的活塞能夠在燃燒過程中更好地吸收作用于活塞頭的力并將這部分力更均勻地傳遞到其整個(gè)結(jié)構(gòu)上。本實(shí)用新型活塞的另一主要優(yōu)點(diǎn)是，減小外環(huán)繞摩擦焊縫區(qū)域內(nèi)的壁厚可以節(jié)省材料并減輕重量。
本實(shí)用新型的有利改進(jìn)方案由以下具體內(nèi)容給出。
所述外環(huán)繞摩擦焊縫的寬度優(yōu)選等于所述環(huán)形槽的槽底與所述環(huán)形區(qū)的內(nèi)壁之間的壁厚，這樣就能在充分利用材料的情況下實(shí)現(xiàn)最佳力分布。
本實(shí)用新型的活塞在一內(nèi)區(qū)與所述外環(huán)繞冷卻通道之間具有多個(gè)支承元件，這些支承元件通過內(nèi)環(huán)繞摩擦焊縫彼此相連。
所述內(nèi)環(huán)繞摩擦焊縫的寬度可以大于等于或小于所述外環(huán)繞摩擦焊縫的寬度。在同一個(gè)加工步驟中形成這兩個(gè)摩擦焊接連接。
即使在本實(shí)用新型的上述優(yōu)選方案中，內(nèi)摩擦焊縫的寬度也小于現(xiàn)有技術(shù)中的已知寬度。但出于前述原因，本實(shí)用新型的活塞還是能夠達(dá)到很高的穩(wěn)定性。
根據(jù)本實(shí)用新型，所述活塞底部和所述活塞頂部沿至少一條摩擦焊縫形成一槽體，用以容納可能形成的焊疤，這樣就能在沿該摩擦焊縫的區(qū)域內(nèi)獲得盡可能均勻的表面，特別是避免所述冷卻通道的體積變小，同時(shí)防止冷卻油的流動(dòng)受到渦流等因素的影響。


下面借助附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，附圖并未按比例繪制，其中
圖1為本實(shí)用新型活塞第一實(shí)施例的剖面圖，其中，該圖的左半部相對于右半部旋轉(zhuǎn)了 90° ；
圖2A為圖1所示活塞的局部放大圖；以及
圖2B為本實(shí)用新型活塞另一實(shí)施例的局部放大圖。
具體實(shí)施方式
圖1和圖2A為本實(shí)用新型活塞10的第一實(shí)施例?；钊?0具有活塞底部15和活塞頂部12，它們通過摩擦焊接彼此相連?；钊撞亢突钊敳?2可由任何一種可以進(jìn)行摩擦焊接加工的金屬材料構(gòu)成。
活塞底部15具有活塞桿14和多個(gè)設(shè)有轂孔17的銷轂16?；钊敳?2具有活塞頭13，該活塞頭在本實(shí)施例中配有盆形燃燒室11?；钊^13與外環(huán)繞火力岸18連接?；鹆Π?8下方設(shè)有環(huán)繞式環(huán)形區(qū)20，在本實(shí)施例中，該環(huán)形區(qū)中設(shè)有三個(gè)用于活塞環(huán)(未圖示)的環(huán)繞式環(huán)形槽21、22、23。此外，活塞底部15還與活塞頂部12共同形成外環(huán)繞冷卻通道19。
為了建立摩擦焊接連接，活塞頂部12設(shè)有外環(huán)繞支承元件25和內(nèi)環(huán)繞支承元件 27?；钊撞?5也相應(yīng)設(shè)有外環(huán)繞支承元件沈和內(nèi)環(huán)繞支承元件28。外支承元件25、26 在環(huán)形區(qū)20下方形成外環(huán)繞摩擦焊縫29，內(nèi)支承元件27J8則在活塞頭13下方形成內(nèi)環(huán)繞摩擦焊縫30。內(nèi)支承元件27J8將外環(huán)繞冷卻通道19與活塞10的內(nèi)區(qū)M分開。環(huán)形區(qū)20的內(nèi)壁20’構(gòu)成外環(huán)繞冷卻通道19的外壁。
外摩擦焊縫四具有寬度bl，根據(jù)本實(shí)施例，在一般制造公差范圍內(nèi)，這個(gè)寬度等于環(huán)形槽21、22、23的槽底21，、22，、23，與環(huán)形區(qū)20的內(nèi)壁20，之間的環(huán)形區(qū)20的壁厚
do
內(nèi)摩擦焊縫30具有寬度1^2，在圖1和圖2A所示的實(shí)施例中，在一般制造公差范圍內(nèi)，這個(gè)寬度小于外摩擦焊縫四的寬度bl。寬度1^2也可以等于寬度bl。
在本實(shí)施例中，活塞底部15和活塞頂部12的外支承元件25J6和內(nèi)支承元件27、 觀在摩擦焊縫30J9的區(qū)域內(nèi)采用某種設(shè)計(jì)，從而形成多個(gè)朝向外環(huán)繞冷卻通道19或朝向內(nèi)區(qū)M的槽體31，這些槽體在本實(shí)施例中具有環(huán)繞式結(jié)構(gòu)。槽體31用來容納摩擦焊接過程中可能形成的焊疤32。通過這種方式能使本實(shí)施例中的冷卻通道19的側(cè)壁表面較為平滑。這樣就能避免冷卻通道19用于容納冷卻油的容積受到影響。此外也能使冷卻油基本不受干擾地在冷卻通道19中流動(dòng)。因此，本實(shí)用新型活塞的這個(gè)有利設(shè)計(jì)方案能使冷卻油的冷卻效果基本不受影響。
圖2B與圖2A類似，為活塞110的另一實(shí)施例的示意圖?；钊?10與活塞10的唯一不同之處在于，在一般制造公差范圍內(nèi)，內(nèi)摩擦焊縫130的寬度b3大于外摩擦焊縫四的寬度bl。
權(quán)利要求
1.一種用于一內(nèi)燃機(jī)的活塞(10，110)，包括一活塞底部(1 和一活塞頂部(12)，所述活塞底部和所述活塞頂部通過摩擦焊接彼此相連且形成一外環(huán)繞冷卻通道(19)，其中，所述活塞頂部(1 具有一環(huán)繞式環(huán)形區(qū)(20)，所述環(huán)形區(qū)設(shè)有多個(gè)環(huán)形槽01，22，2；3)且所述環(huán)形區(qū)的內(nèi)壁00’ )界定所述外環(huán)繞冷卻通道(19)，其特征在于，所述環(huán)形區(qū)00)下方設(shè)有一外環(huán)繞摩擦焊縫(四)，所述外環(huán)繞摩擦焊縫的寬度(bl) 最大等于所述環(huán)形槽01，22，23)的槽底01’，22’，23’)與所述環(huán)形區(qū)Q0)的內(nèi)壁(20’) 之間的壁厚(d)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的活塞，其特征在于，所述外環(huán)繞摩擦焊縫09)的寬度(bl)等于所述環(huán)形槽01，22，2；3)的槽底(21’，22’， 23’ )與所述環(huán)形區(qū)00)的內(nèi)壁00’ )之間的壁厚(d)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的活塞，其特征在于，在所述活塞(10，110)的一內(nèi)區(qū)04)與所述外環(huán)繞冷卻通道(19)之間設(shè)有一內(nèi)環(huán)繞摩擦焊縫(30，130)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的活塞，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)繞摩擦焊縫(130)的寬度(b!3)至少等于所述外環(huán)繞摩擦焊縫09)的寬度 (bl)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的活塞，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)繞摩擦焊縫(30)的寬度( )小于所述外環(huán)繞摩擦焊縫09)的寬度(bl)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的活塞，其特征在于，所述活塞底部(1 和所述活塞頂部(1 沿至少一條摩擦焊縫09 ；30,130)形成一槽體(31)，用以容納可能形成的一焊疤(32)。
專利摘要
本實(shí)用新型涉及一種用于一內(nèi)燃機(jī)的活塞，包括一活塞底部和一活塞頂部，所述活塞底部和所述活塞頂部通過摩擦焊接彼此相連且形成一外環(huán)繞冷卻通道，其中，所述活塞頂部具有一環(huán)繞式環(huán)形區(qū)，所述環(huán)形區(qū)設(shè)有多個(gè)環(huán)形槽且所述環(huán)形區(qū)的內(nèi)壁界定所述外環(huán)繞冷卻通道。根據(jù)本實(shí)用新型，所述環(huán)形區(qū)下方設(shè)有一外環(huán)繞摩擦焊縫，其寬度最大等于所述環(huán)形槽的槽底與所述環(huán)形區(qū)的內(nèi)壁之間的壁厚。
文檔編號(hào)F02F3/22GKCN202165174SQ200990100576
公開日2012年3月14日 申請日期2009年8月26日
發(fā)明者C·克魯史, P·肯尼茨, R·夏普 申請人:馬勒國際有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan