專利名稱：帶有設(shè)置在環(huán)形槽下方的環(huán)繞的徑向凹部的活塞的制作方法
帶有設(shè)置在環(huán)形槽下方的 環(huán)繞的徑向凹部的活塞本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分特征的用于內(nèi)燃機(jī)的活塞。用于內(nèi)燃機(jī)的帶有一活塞頂部和一與該活塞頂部鄰接的裙部(桿 部)的活塞是眾所周知的?；钊敳烤哂幸画h(huán)區(qū)(活塞環(huán)區(qū))，它包括 至少一條、通常是三條環(huán)形槽，其中，在所述至少一條環(huán)形槽內(nèi)安置 刮油環(huán)，該刮油環(huán)在活塞工作時支承在內(nèi)燃機(jī)汽缸壁上或者說沿著它 導(dǎo)向。活塞的這個區(qū)域還有刮油環(huán)在活塞工作時受到很大的載荷，因 此，在強(qiáng)度不夠時，由于幾何上的誤差在那里可能會造成損壞。同時， 必要并且已知的是，在刮油環(huán)下方設(shè)置一凹部，以便能導(dǎo)出積聚的油。但是，對這個凹部有特別的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，因?yàn)椋谶@個凹部的 幾何設(shè)計(jì)有缺陷或錯誤時會導(dǎo)致在裙部上緣和活塞頂部下緣之間區(qū)域 內(nèi)的削弱。這種坡口或凹槽形式的有缺陷的設(shè)計(jì)導(dǎo)致刮油環(huán)支承面不 許可地小，亦即太小或者說承載的裙部長度太短，由此使活塞總體上 受到削弱，從而不能承受大的載荷。因此，本發(fā)明的目的是，對這種類型的活塞進(jìn)行改進(jìn)，以避免開 頭所提到的缺點(diǎn)。這個目的通過權(quán)利要求1的特征得以實(shí)現(xiàn)。按照本發(fā)明，規(guī)定如同既往的做法，在裙部的上緣和環(huán)形槽(特 別是最下面的環(huán)形槽的下緣)之間的區(qū)域內(nèi)設(shè)置一環(huán)繞的徑向凹部， 其中，該凹部的上直徑(亦即在最下面的環(huán)形槽的下緣區(qū)域內(nèi))小于 凹部的下直徑(亦即在裙部的上緣區(qū)域內(nèi))。由于這種幾何形狀而實(shí)現(xiàn) 了許多優(yōu)點(diǎn)。 一方面，改善(加大)了在下環(huán)形槽內(nèi)的刮油環(huán)的支承 面，另一方面，同時提高了承載的裙部長度，并造成用來導(dǎo)出或容納 在裙部上緣區(qū)域內(nèi)油體積的形狀的優(yōu)化(橫截面形狀的優(yōu)化)。此外，凹部的這種幾何結(jié)構(gòu)還有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，可以采用具有小的徑向?qū)?度的刮油環(huán)，因?yàn)閷τ谶@種刮油環(huán)，環(huán)底側(cè)需要有一優(yōu)化的亦即足夠 大的支承面。如果對于迄今為止已知的幾何設(shè)計(jì)(坡口或凹槽)，加大上邊界(亦即第4條環(huán)形筋的直徑)，則在油體積恒定的情況下這就必 然導(dǎo)致一種軸向高的坡口 (凹槽)。這將迫使在進(jìn)行活塞裙部輪廓設(shè)計(jì) 時采取折衷方案，尤其是對活塞的承載能力和其噪聲性能產(chǎn)生不利影 響，亦即惡化。本發(fā)明有利地消除了這些缺點(diǎn)，現(xiàn)在，對于刮油環(huán)， 特別是對于那種具有小的徑向?qū)挾鹊墓斡铜h(huán)，環(huán)底側(cè)找到了一最佳支 承面，在油體積不變的同時并未削弱活塞裙部。由此，活塞在內(nèi)燃機(jī) 內(nèi)運(yùn)行期間實(shí)現(xiàn)了較少的油耗和優(yōu)化的噪聲性能。其次特別有利的是， 即使在按幾何極限值設(shè)計(jì)的短活塞(亦即小的壓縮高度)曲柄傳動中， 本發(fā)明也可以采用特別有形狀彈性的尤其是三件式結(jié)構(gòu)的刮油環(huán)。同 樣也消除了下述已知的缺點(diǎn)，即，在安裝徑向窄的鋼帶環(huán)式刮油環(huán)時 可能出現(xiàn)的困難。因?yàn)榘雌駷橹沟陌疾繋缀卧O(shè)計(jì)，由于第四條環(huán)形 筋的直徑很小而可能發(fā)生鋼帶環(huán)軸向脫離環(huán)形槽的情況，亦即反跳， 從而可能造成對內(nèi)燃機(jī)的損壞。在本發(fā)明改進(jìn)結(jié)構(gòu)中，凹部具有大致呈V形的橫截面。由此，對 于待積聚或待導(dǎo)出的發(fā)動機(jī)油的容積提供足夠大的空間，其中減小了 凹部的軸向高度，并且上邊界得到盡可能大的直徑，以便對于刮油環(huán) 提供足夠大的支承面，而不減小承載的裙部長度，減小裙部長度會造 成活塞削弱。在本發(fā)明的改進(jìn)結(jié)構(gòu)中，凹部從環(huán)形槽下緣至凹部的大致中心的 曲線走向比凹部從中心至裙部上緣方向的曲線走向平緩。因此使環(huán)形 槽下緣和凹部上緣之間的區(qū)域設(shè)計(jì)成這樣，即， 一方面對于在下面的環(huán)形槽內(nèi)的刮油環(huán)提供必需的支承面，另 一 方面在油體積足夠的情況 下實(shí)現(xiàn)所要求的強(qiáng)度(刮油環(huán)的承載力)。而凹部從其中心至裙部上緣 方向的曲線走向較陡，使得由此可以更好地匯集和導(dǎo)出刮下的油。在附圖中表示出本發(fā)明不同的實(shí)施例，但是本發(fā)明并不局限于此。附圖表示

圖1:三維表示的活塞的剖視圖， 圖2:按圖1的活塞的剖視圖，圖3至10:在從活塞頂部向活塞下部的過渡區(qū)內(nèi)凹部的不同實(shí)施 形式的細(xì)部視圖。在圖1中，附圖標(biāo)記l表示了剖開表示的活塞的局部，此活塞是 制造完成的整體式活塞，本發(fā)明也可以用于多件式活塞，特別是擺動 桿活塞(Pendelschaftkolben )?；钊?具有一活塞頂部2和一與該活塞頂部鄰接的裙部3，其中， 在裙部3區(qū)域內(nèi)以公知的方式存在一個用來安裝未畫出的活塞銷的銷 孔4。盡管通常還存在其他的活塞1結(jié)構(gòu)特征，但為了簡化本發(fā)明的 表述，對此不作進(jìn)一步討論?；钊敳?以同樣已知的方式具有一環(huán)區(qū)5，這里存在三條環(huán)形 槽，其中最下面的環(huán)形槽用附圖標(biāo)記6表示。在最下面的環(huán)形槽6下 方，亦即在從活塞頂部2往裙部3的過渡區(qū)內(nèi)，設(shè)置一環(huán)繞的徑向凹 部7,它具有本發(fā)明的特點(diǎn)，即，凹部7的上直徑亦即其上緣小于凹 部的下直徑，亦即在裙部3區(qū)域內(nèi)的直徑。這樣，在凹部7內(nèi)不僅容 納由環(huán)形槽6內(nèi)的刮油環(huán)所收集的油，還凹部7的軸向高度最小化， 凹部7的上邊緣對于設(shè)置在環(huán)形槽6內(nèi)(但未畫出)的刮油環(huán)的必要 支承面提供盡可能大的直徑，而不減小承載的裙部長度。為了表示清楚，圖2又示出了按圖1的活塞的剖視圖。圖3至10表示了在從活塞頂部2向活塞下部3的過渡區(qū)內(nèi)凹部7 的不同實(shí)施形式的細(xì)部視圖。其中可以看到，為了總體上加大刮油環(huán) 的支承面，而不影響活塞的強(qiáng)度和承載能力，可以采用不同的幾何形 狀。在圖3中(對于其他附圖代表性地)還表示出在活塞下部3區(qū) 域內(nèi)(更確切地說是在裙壁8區(qū)域內(nèi))的直徑大于在環(huán)區(qū)5區(qū)域內(nèi)(更 確切地說是環(huán)壁9)的直徑。在凹部7朝下時，如圖9和10中所示的 那樣，油可以收集起來，有利于進(jìn)行潤滑。而對于如其余附圖所示的 凹部7，由于活塞在工作時的上下運(yùn)動，也能達(dá)到類似的甚至幾乎相 同的效果。附圖標(biāo)記表1 活塞2 活塞頂部3 裙部4 銷孔5 環(huán)區(qū)6 環(huán)形槽7 凹部8 裙壁9 環(huán)壁
權(quán)利要求
1.活塞(1)，具有一活塞頂部(2)和一與該活塞頂部鄰接的裙部(3)，其中，所述活塞頂部(2)具有一個帶有至少一個環(huán)形槽(6)的環(huán)區(qū)(5)，其特征為在所述裙部(3)的上緣和所述環(huán)形槽(6)之間的區(qū)域內(nèi)設(shè)置一環(huán)繞的徑向凹部(7)，其中，凹部(7)的上直徑小于凹部(7)的下直徑。
2. 按權(quán)利要求1所述的活塞(1),其特征為所述凹部(7)具 有一種大致呈V形的橫截面。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的活塞(1)，其特征為所述凹部(7) 從環(huán)形槽(6)下緣至所述凹部(7)的大致中心的曲線走向比所述凹 部(7)從其中心至裙部(3)上緣方向的曲線走向平緩。
4. 按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的活塞(1)，其特征為所述凹 部(7 )是隨活塞坯件的鑄造一起制作出來的，并在活塞坯件鑄造之后 可以通過精加工而成為相應(yīng)的形狀。
5. 按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的活塞(1)，其特征為活塞坯 件是可鑄造的，其中，所述活塞坯件起先不具有凹部(7)，凹部(7) 可以通過再加工制作而成為其相應(yīng)的形狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有設(shè)置在環(huán)形槽下方的環(huán)繞的徑向凹部的活塞?；钊?1)具有一活塞頂部(2)和一與該活塞頂部鄰接的裙部(3)，其中，活塞頂部(2)具有一個帶有至少一個環(huán)形槽(6)的環(huán)區(qū)(5)，本發(fā)明提出，在裙部(3)的上緣和環(huán)形槽(6)之間的區(qū)域內(nèi)設(shè)置一環(huán)繞的徑向凹部(7)，凹部(7)的上直徑小于凹部(7)的下直徑。
文檔編號F16J1/08GK101287936SQ200680032155
公開日2008年10月15日 申請日期2006年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月3日
發(fā)明者A·A·布勞, C·黑費(fèi)勒, J·施佩曼, R·布施貝克 申請人:Ks科爾本施密特有限公司