内燃机活塞及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种内燃机活塞（10），该活塞具有活塞头（10a）、活塞裙（15）和形成在活塞头（10a）和活塞裙（15）之间的环绕的凹槽（25），该活塞的特征在于，活塞（10）具有活塞主体（11）和活塞环部件（12），活塞主体（11）具有至少一个活塞顶凹坑（19）的底部区域（19a）以及活塞裙（15），活塞环部件（12）具有至少一个活塞顶（21）、活塞顶凹坑（19）的侧壁区域（19b）、环绕的活塞顶岸（22）和设有环形槽的环绕的活塞环部（23），活塞环部件（12）在活塞顶凹坑（19）的侧壁区域（19b）和活塞环部（23）之间具有以密封部件（26）封闭的环绕的冷却通道（27），活塞主体（11）和活塞环部件（12）在活塞顶凹坑（19）的区域中分别具有环绕的接缝（28），经过该接缝将活塞主体和活塞环部件相互不能够松开地连接在一起。本发明专利技术还涉及这种类型的活塞的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃机活塞及其制造方法
本专利技术涉及一种内燃机活塞，该活塞具有活塞头、活塞裙和形成在活塞头和活塞裙之间的环绕的凹槽。本专利技术还涉及这种类型的活塞的制造方法。
技术介绍
例如由文献DE4446726A1已知这种类型的活塞并且也称为“具有热分离的活塞裙的活塞”。这种类型的活塞具有高强度的特点并且由于活塞头和活塞裙的热分离具有耐热性高的特点。不利之处在于由于工艺流程所决定的、环形凹槽的最小高度所导致的它们相对高的总高度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，进一步扩展这种类型的活塞，在保持良好的机械性能和热性能的同时降低总高度。实现方案在于，使活塞具有活塞主体和活塞环部件，活塞主体具有至少一个活塞顶凹坑的底部区域以及活塞裙，活塞环部件具有至少一个活塞顶、活塞顶凹坑的侧壁区域、环绕的活塞顶岸和设有环形槽的环绕的活塞环部，活塞环部件在活塞顶凹坑的侧壁区域和活塞环部之间具有以密封部件封闭的环绕的冷却通道，活塞主体和活塞环部件在活塞顶凹坑的区域中具有环绕的接缝，经过该接缝将活塞主体和活塞环部件相互不能够松开地连接在一起。此外，这种类型的活塞的制造方法是本专利技术的主体，该制造方法具有下面的工艺步骤：（a）提供活塞主体的坯件，该活塞主体具有至少一个活塞顶凹坑的底部区域、活塞裙以及在活塞顶凹坑的区域中的接合面；（b）提供活塞环部件的坯件，该活塞环部件具有至少一个活塞顶、活塞顶凹坑的侧壁区域、环绕的空隙以及活塞顶凹坑的区域中的接合面；（c）经由这些接合面将活塞主体的坯件和活塞环部件的坯件连接成活塞坯件，（d）将活塞坯件精加工和/或最后加工成活塞。根据本专利技术的思想在于，提供一种具有热分离的活塞裙和形成为单独构件的活塞环部件的活塞。在已完成的活塞中用作环绕的冷却通道的空隙因此可以以任意大小以及总高度提前加入到活塞环部件中。从而不需要以在现有技术已知的活塞中借助于切削加工才能够制造冷却通道这样高的总高度形成环绕的、引起活塞裙热分离的凹槽。因此根据本专利技术的活塞允许自由选择环绕的凹槽的高度和总高度并且根据需要尽可能低地保持。有利的扩展方案由从属权利要求得到。一个优选的扩展方案在于，接缝和活塞中轴之间夹有一个锐角。这种设计允许特别简单地使用焊接方法来接合活塞构件。特别是在电子束焊接（例如激光焊接）时可以这样控制溢出焊瘤的方向，即，使焊瘤保留在冷却通道的外面并且无法达到密封部件上。适宜地将密封部件保持在活塞环部件上的活塞环部的区域中，这种设计可以特别简单地安装密封部件。冷却通道端上的接缝末端特别优选地位于冷却通道的外面。以这种方式可以根据所使用的接合方法必要时以简单的方式去除材料剩余部，例如焊接凸起部。此外避免了这种材料剩余部使冷却通道变窄或者弄脏冷却通道。另一个特别优选的实施方式在于，密封部件的自由边缘设置在接缝的上面。这种设计允许在与活塞主体的坯件连接之前已经在活塞环部件的坯件中封闭空隙。如果活塞环部件的坯件和活塞主体的坯件需要借助于电子束焊接（特别是激光焊接）相互连接在一起，那么是特别有利的。在这种接合方法中所出现的焊瘤在这种情况下在接合过程中不会到达冷却通道中并且不会使冷却通道变窄或脏污。在这种情况下密封部件也可以在接合之前已经牢固地固定在活塞环部的区域中。然而在接合之前也可以能够拆卸地或者能够更换地安装密封部件并且例如在通过焊瘤弄脏的情况下在接合过程之后更换干净的密封部件。当然也可以在接合过程之后在形成冷却通道的情况下才将密封部件安装在活塞上。密封部件优选形成为一件式钢板部件或者由多件组成的钢板部件。在已装配的状态下密封部件的自由末端可以紧贴在活塞上或者可以与活塞之间间隔一个缝隙。密封部件也可以形成为一件式弹簧钢板或者由多件组成的弹簧钢板。然后可以这样将密封部件固定在活塞上，即，密封部件的自由边缘在预应力的情况下紧贴在活塞上，以特别可靠地封闭冷却通道。密封部件适宜地具有至少一个冷却油流入口和至少一个冷却油流出口。对此至少一个进入口可以具有在冷却通道中突起的套筒形状的冷却油导向部件。这种类型的导向部件例如在制造密封部件时可以成型到密封部件中。本专利技术适用于所有要求的活塞结构变体。活塞主体及其坯件除了具有燃烧室凹腔的底部区域以外还可以具有一部分侧壁区域。附图说明下面根据附图详细阐明本专利技术的实施例。其中以示意性的、未精确按照比例的图示示出：图1以剖面图示出了根据本专利技术的活塞的实施例；图2以剖面图示出了根据图1的活塞经90°旋转的示意图；图3示出了根据图1的活塞的、具有密封部件的活塞环部件的放大图；图4示出了根据图3的密封部件中的凸缘的放大图；图5以剖面图示出了根据本专利技术的活塞的活塞环部件的坯件的实施例；图6以剖面图示出了根据本专利技术的活塞的活塞主体的坯件的实施例；图7示出了根据图5的、具有固定在活塞环部件上的密封部件的活塞环部件的坯件；图8示出了由根据图6和7的构件构成的活塞坯件。具体实施方式图1和2示出了根据本专利技术的活塞10的一个特别优选的实施例。活塞10具有活塞主体11和活塞环部件12。两个构件可以由任意的适合接合构件的金属材料制成。活塞主体11和活塞环部件12共同构成活塞头10a和活塞10的活塞裙15。活塞主体11具有活塞裙15，该活塞裙以已知的方式设有销毂16和用于容纳活塞销的毂孔17以及工作面18。活塞环部件12具有活塞顶21以及环绕的活塞顶岸22和用于接收活塞环的环绕的活塞环部23。活塞10或活塞头10a此外还设有活塞顶凹坑19。对此，活塞主体11具有活塞顶凹坑19的底部区域19a，而活塞环部件12具有活塞顶19的侧壁区域19b。活塞主体11的销毂16经由销毂连接部24悬挂在活塞顶凹坑19的底部区域19a的底侧上。活塞裙15通过环绕的环形凹槽25与活塞环部23分离。因此活塞裙15与活塞头10a热分离。活塞环部件12在活塞顶凹坑19的侧壁区域19b和活塞环部23之间具有由密封部件26封闭的环绕的冷却通道27。活塞主体11和活塞环部件12通过接合、在本实施例中优选通过激光焊接彼此连接在一起。由此在活塞顶凹坑19的区域中构成接缝28，该接缝在特别优选的本实施例中与活塞10的中轴M之间夹有锐角α。根据本专利技术的、具有活塞主体11和活塞环部件12的活塞10的形成允许将构成之后的冷却通道27的空隙27a以任意大小和总高度提前成型到活塞环部件12中。从而不需要以在现有技术已知的活塞中借助于切削加工才能够制造冷却通道这样高的总高度形成将活塞裙15与活塞头10a进行热分离的环绕的凹槽25。因此根据本专利技术的活塞10允许尽可能低地保持环绕的凹槽25的高度和总高度，如图1所示。图3示出了根据图1的活塞10的活塞环部件12的放大细节图。在所示的特别优选的实施例中，借助于密封部件26封闭冷却通道27。密封部件26可以一件式形成或由多个部件组成。密封部件26在本实施例中借助焊接点29固定在活塞环部件12的活塞环部23的底侧上。当然也可以通过其他任意方法将密封部件26与活塞10相连。在本实施例中密封部件26的自由边缘26a紧贴在活塞环部件12的活塞顶凹坑19的侧壁区域19b的背面。密封部件26的自由边缘26a也可以与活塞顶凹坑的侧壁区域19b的背面间隔一个缝隙。如果密封部件26形成为弹簧钢板，则即使在预应力的情况下密封部件的自由末端26a也紧贴在活塞顶凹坑1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.04 DE 102011013113.21.一种内燃机活塞(10)，所述活塞具有活塞头(10a)、活塞裙(15)和形成在活塞头(10a)和活塞裙(15)之间的环绕的凹槽(25)，其特征在于，-所述活塞(10)具有活塞主体(11)和活塞环部件(12)，-所述活塞主体(11)具有至少一个活塞顶凹坑(19)的底部区域(19a)以及活塞裙(15)，-所述活塞环部件(12)具有至少一个活塞顶(21)、活塞顶凹坑(19)的侧壁区域(19b)、环绕的活塞顶岸(22)和设有环形槽的环绕的活塞环部(23)，-所述活塞环部件(12)在活塞顶凹坑(19)的侧壁区域(19b)和活塞环部(23)之间具有以密封部件(26)封闭的环绕的冷却通道(27)，-所述活塞主体(11)和所述活塞环部件(12)在活塞顶凹坑(19)中分别具有环绕的接缝(28)，经过所述接缝将所述活塞主体和所述活塞环部件相互不能够松开地连接在一起，所述接缝(28)和活塞(10)的中轴(M)之间夹有一个锐角(α)。2.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述密封部件(26)固定在活塞环部件(12)的活塞环部(23)区域中。3.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，冷却通道端上的所述接缝(28)的末端(28a)位于所述冷却通道(27)的外面。4.根据权利要求3所述的活塞，其特征在于，所述密封部件(26)的自由边缘(26a)设置在所述接缝(28)的上面。5.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述密封部件形成为一件式钢板部件或者由多件组成的钢板部件。6.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述密封部件形成为一件式弹簧钢板或者由多件组成的弹簧钢板并且在预应力的情况下以密封部件的自由边缘(26a)紧贴在活塞(10)上。7.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述密封部件(26)具有至少一个流入口(31)，所述流入口具有在冷却通道(27)中突起的套筒形状的冷却油导向部件(32)...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔海因茨·宾，迈克尔·T·拉普，赖纳·沙普，米夏埃尔·乌尔里希，
申请(专利权)人：马勒国际公司，
类型：
国别省市：