專利名稱：制造閉合的凹腔活塞的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如變速器、泵和發(fā)動(dòng)機(jī)的液壓組件的技術(shù)領(lǐng)域。更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及在液壓組件的氣缸內(nèi)往復(fù)移動(dòng)的閉合的凹腔的或減油量的活塞。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的閉合凹腔活塞使用在用于各種農(nóng)業(yè)的、草皮維護(hù)以及建造設(shè)備的液壓組件內(nèi)。一傳統(tǒng)的閉合凹腔或減油量活塞具有一細(xì)長(zhǎng)的圓柱形主體以及一截頂?shù)膱A柱形頂蓋。主體的一端閉合，而另一端具有一在其內(nèi)形成的深環(huán)形凹腔。頂蓋具有相對(duì)的閉合和開口端。開口端包括一環(huán)形凹槽，以使頂蓋與主體的套筒和外壁在其開口端對(duì)齊并緊密配合。然后，頂蓋和主體按慣例沿它們各自開口端接觸的單一橫斷平面焊接在一起。結(jié)果，得到一輕型的空心閉合的凹腔活塞，但成本和金加工制造的復(fù)雜性，使之成為一相對(duì)昂貴的活塞。
因此，本發(fā)明的一首要的目標(biāo)是提供通過(guò)凸焊將具有縱向隔開接觸面的頂蓋和活塞體同步地固定到一起的方法。
那些本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟悉人士將認(rèn)識(shí)到這些目標(biāo)和其它目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
一將頂蓋固定到活塞體上的方法，其包括在圓柱形活塞體的一開口端形成一第一環(huán)形V形表面；在活塞體的內(nèi)部中央的油管的環(huán)形面上形成一第二環(huán)形V形表面；形成一頂蓋以關(guān)閉活塞體的開口端以及形成一對(duì)與活塞體的第一和第二環(huán)形V形面接觸的環(huán)形平面；將頂蓋放置在活塞體開口端上，因此以緊密匹配關(guān)系放置頂蓋和活塞體的環(huán)形面；以及通過(guò)使頂蓋和活塞體承受非常高的電流密度，將配對(duì)的頂蓋和活塞體的各自的環(huán)形面焊接起來(lái)，以促使各自的配對(duì)環(huán)形面連在一起。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的活塞組件的中央縱向的截面視圖；圖2是圖1的活塞沿縱向截面的分解組件的視圖；
圖3是圖2的右端沿縱向截面的分解組件的視圖；圖4是圖1的活塞的前部的中央縱向放大的截面視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出一活塞10?；钊?0包括一鋼活塞體12和一鋼活塞頂蓋14?；钊w12具有一閉合端16，一開口端18(如圖2所示)，以及環(huán)形內(nèi)腔20。一芯柱22從活塞體的閉合端伸出?；钊w12的開口端18與活塞體12的邊緣24位于同一平面內(nèi)?；钊斏w14是如活塞體12一樣的圓柱形(如圖2所示)。
參照?qǐng)D3，在活塞體12的邊緣24上形成一第一V形接觸面26。頂蓋14內(nèi)形成一第二平接觸面28，活塞體12的接觸面26如圖3所示。
類似的，一平接觸面30形成在頂蓋14的內(nèi)部端上(如圖3所示)，并與芯柱22內(nèi)部端上的V形接觸面32接合(圖2和圖3所示)。應(yīng)該指出的是，分隔的接觸面26，28以及30，32縱向地相對(duì)彼此隔開，并共同地形成諸對(duì)配對(duì)環(huán)形面26，28以及30，32。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，諸對(duì)配對(duì)環(huán)形面26，28以及30，32中至少一環(huán)形面是V形的，而相對(duì)面是平的。這樣，在圓柱體和頂蓋上的平的和V形的配對(duì)面可互換，不管哪個(gè)表面是V形，哪個(gè)表面是平的，只要每對(duì)配對(duì)環(huán)形面必具有其中一個(gè)。
活塞體12較佳地由帶有高鎳觸頭的4140低碳合金組成(例如，錳重量百分比0.0)?；钊w要求50至55Rc的硬度，以在活塞和氣缸體之間提供適當(dāng)?shù)哪Σ聊p特性。頂蓋14也可由4140或低碳合金組成。
在焊接過(guò)程中，表面30，32以及26，28分別地融合在一起形成如圖1和圖4所示的整體結(jié)構(gòu)。見(jiàn)這些圖中的標(biāo)號(hào)26，28以及30，32。
接合要求活塞組件的兩內(nèi)部和外部接頭同時(shí)進(jìn)行凸焊。不可避免的是，內(nèi)部的和外部的接頭必須形成一實(shí)體而均勻的不能滲透液體的環(huán)形焊縫。內(nèi)部焊接時(shí)不封閉通過(guò)活塞中心的潤(rùn)滑孔23也是極關(guān)鍵的。在焊接區(qū)域不能允許任何類型的缺陷。
必須特別注意活塞頂蓋和主體之間的同心度。在凸焊操作過(guò)程中必須控制兩部分中心之間的對(duì)齊。
在活塞內(nèi)腔內(nèi)允許與焊接相關(guān)的燒化，但必須在潤(rùn)滑孔和活塞的外直徑的區(qū)域嚴(yán)加控制。頂蓋的外直徑小于活塞體的外直徑。外部接頭上的燒化不能突出通過(guò)位于活塞體直徑的外直徑的入口倒角。由于其承載功能，該表面必須保持干凈。
電阻焊或者凸焊是一熱電過(guò)程，其中，電流通過(guò)待接合零件產(chǎn)生熱量。該工藝使用電極將零件推到一起以建立初始接觸電阻。一旦建立實(shí)際接觸，通過(guò)電極，謹(jǐn)慎地組合施加有控制的電阻產(chǎn)生的熱量和實(shí)際壓力以形成實(shí)際接頭。產(chǎn)生的熱量是施加的電流量、應(yīng)用的時(shí)間的長(zhǎng)度以及被接合零件之間阻力曲線的函數(shù)。
較佳地用于本發(fā)明的特殊類型的凸焊使用一非常強(qiáng)的焊接電流的脈沖，該脈沖通過(guò)用來(lái)儲(chǔ)存能量的一組電容器經(jīng)一脈沖變壓器放電產(chǎn)生。相對(duì)于供給不變的電流通過(guò)焊接的傳統(tǒng)的電阻焊，該系統(tǒng)利用一儲(chǔ)存能量的方法來(lái)瞬間放出電流。類似一桶儲(chǔ)存的水以及一連接至源源不斷的源頭的水龍頭，該系統(tǒng)從一電源線提取能量并儲(chǔ)存在其電容器內(nèi)。該以毫秒放電的強(qiáng)電流脈沖給予焊接方法以下特性/益處-準(zhǔn)確的所需能量，不須在接頭引入更多能量來(lái)焊接。
-產(chǎn)生的熱量的集中導(dǎo)致一較佳的焊接結(jié)構(gòu)，且只影響?yīng)M窄區(qū)域，產(chǎn)生較高強(qiáng)度值。
-工件的受熱如此輕微以至可忽略熱傳導(dǎo)和變形。
-歸于精密的焊接再現(xiàn)性的高可靠性。
該種焊接的真正的益處是工序的周期短和可控制的能耗。這避免變形，消除其后的活塞套筒精整工序，以及用于增加強(qiáng)度的整體接頭微增益結(jié)構(gòu)的最小化。
因而可見(jiàn)，本發(fā)明將至少實(shí)現(xiàn)其所述的所有的目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一將頂蓋固定到活塞體上的方法，其包括在圓柱形活塞體的開口端形成一第一環(huán)形接觸面；在活塞體的內(nèi)部中央的油管的環(huán)形面上形成一第二環(huán)形接觸面；形成一頂蓋以關(guān)閉活塞體的開口端，并在其上形成與在活塞體上的第一和第二環(huán)形面接合的一對(duì)環(huán)形面；將頂蓋放置在活塞體開口端上，由此，以緊密接合關(guān)系放置在頂蓋和活塞體上的環(huán)形面，以形成兩對(duì)配對(duì)環(huán)形面；將每對(duì)配對(duì)環(huán)形面的諸環(huán)形面中的至少一環(huán)形面制成V形，且通過(guò)使頂蓋和活塞體承受非常高的電流密度，從而以使各自的接合的環(huán)形面融合在一起，將頂蓋和活塞體的各自接合的環(huán)形面同時(shí)地焊接在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，各對(duì)配對(duì)環(huán)形面包括一平環(huán)形面和一V形環(huán)形面。
3.一將具有相對(duì)的諸對(duì)縱向隔開的接觸面的兩金屬部件焊接在一起的方法，其中，每對(duì)的接觸面彼此接觸，其包括使用電極并將部件推到一起以建立部件的接合面之間的初始接觸電阻；對(duì)電極施加沿縱向方向的實(shí)際壓力以便接觸面彼此緊密地接觸；通過(guò)一組通電電容器放電經(jīng)一脈沖變壓器對(duì)電極同時(shí)地提供一非常強(qiáng)的焊接電流的脈沖，瞬間地施加一強(qiáng)的非持續(xù)的電流脈沖在以毫秒計(jì)的時(shí)間內(nèi)通過(guò)電極之間的部件的各自的接觸面，以加熱并熔化各自的接觸面，該強(qiáng)的電流脈沖足以牢固地將接觸面焊接在一起。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，兩金屬部件是一金屬活塞體和一金屬頂蓋。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，一對(duì)互補(bǔ)的接觸面位于活塞體內(nèi)部?jī)?nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，一對(duì)接觸面徑向向內(nèi)地定位，與另一對(duì)接觸面保持偏移關(guān)系。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，一對(duì)接觸面徑向向內(nèi)地定位，與另一對(duì)接觸面保持偏移關(guān)系。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，一對(duì)接觸面相對(duì)另一對(duì)接觸面徑向向內(nèi)地定位、保持偏移關(guān)系、并縱向地隔開。
9.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，一對(duì)接觸面相對(duì)另一對(duì)接觸面徑向向內(nèi)地定位、保持偏移關(guān)系、并縱向地隔開。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，各對(duì)配對(duì)環(huán)形接觸面彼此縱向地隔開。
11.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，各自的接觸面均由一V形表面和一平表面組成。
全文摘要
一將頂蓋固定到活塞體上的方法，其包括在圓柱形活塞體的一開口端形成一第一環(huán)形V形表面；在活塞體的內(nèi)部中央的油管的環(huán)形面上形成一第二環(huán)形V形表面；形成一頂蓋以關(guān)閉活塞體的開口端以及形成一對(duì)與在活塞體的第一和第二環(huán)形V形表面接觸的環(huán)形平面；將頂蓋放置在活塞體開口端上，因此以緊密匹配接觸關(guān)系放置頂蓋和活塞體的環(huán)形面；以及通過(guò)使頂蓋和活塞體承受非常高的電流密度，將頂蓋和活塞體的各自的環(huán)形面焊接起來(lái)，以促使各自的接觸環(huán)形面連在一起。
文檔編號(hào)F04B1/12GK1467394SQ0314116
公開日2004年1月14日 申請(qǐng)日期2003年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月10日
發(fā)明者羅伯特·J·施托佩克, 羅伯特 J 施托佩克 申請(qǐng)人:沙厄-丹福絲股份有限公司