具有一種結(jié)構(gòu)形式的活塞制造技術(shù)

一種內(nèi)燃機(jī)的活塞(1)，所述活塞設(shè)計(jì)成如下結(jié)構(gòu)形式，即，具有兩個(gè)相對(duì)地布置的起承載作用的裙壁區(qū)段(2)，其中，連接壁(3)分別從活塞銷(xiāo)轂(4)開(kāi)始向起承載作用的裙壁區(qū)段(2)的側(cè)邊緣方向延伸，其特征在于，在所述活塞(1)的內(nèi)部區(qū)域中布置至少一個(gè)肋部(5、6、7)，優(yōu)選地三個(gè)肋部(5、6、7)，并且使圍繞所述至少一個(gè)肋部(5、6、7)的區(qū)域的材料減少。

Piston with one structure

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】具有一種結(jié)構(gòu)形式的活塞
本專(zhuān)利技術(shù)涉及根據(jù)兩個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求的相應(yīng)前序部分所述特征的一種內(nèi)燃機(jī)的重量?jī)?yōu)化的活塞以及一種用于制造重量?jī)?yōu)化的活塞的方法。
技術(shù)介紹
在用于內(nèi)燃機(jī)的活塞中始終需要實(shí)現(xiàn)要求的強(qiáng)度、耐久性和重量。在強(qiáng)度和耐久性方面，由鍛造的活塞坯件制造活塞。從專(zhuān)利文獻(xiàn)DE102004031513A1中已知一種制造方法。在此，鍛造活塞坯件，并且使伸出的凸緣成形，以由此在很大程度上實(shí)現(xiàn)活塞的最終形狀，其中，在成形的凸緣后方產(chǎn)生空腔，該空腔例如可用作冷卻通道。在完成活塞坯件的加工之后、尤其是通過(guò)將已成形的凸緣的自由端部與活塞坯件的基體焊接在一起并且在尺寸上進(jìn)行最終加工，得到可供使用的活塞。然而，已知的活塞在其重量方面還不是最優(yōu)的，從而本專(zhuān)利技術(shù)的目標(biāo)是，降低這種活塞的重量，而不帶來(lái)耐久性或強(qiáng)度損失。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
由此，本專(zhuān)利技術(shù)的目的是，提供相對(duì)于已知的活塞改進(jìn)的活塞以及用于制造尤其是這種類(lèi)型的活塞的相應(yīng)的改進(jìn)的方法。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)，提供一種具有所述結(jié)構(gòu)形式的活塞。本專(zhuān)利技術(shù)包含優(yōu)選地以鍛造方法制造活塞坯件的基本方案，因?yàn)檫@在強(qiáng)度和耐久性方面提供了已知的優(yōu)點(diǎn)。在鍛造方法期間，以已知的方式產(chǎn)生伸出的凸緣，將所述伸出的凸緣成形，并且緊接著將成形的凸緣的自由端部與活塞坯件的基體材料鎖合地連接，例如焊接。在已知的現(xiàn)有技術(shù)中，活塞具有三個(gè)環(huán)形槽，其中，接合區(qū)域大致位于最下方的環(huán)形槽的中心。以上所述的結(jié)構(gòu)形式的特征在于，活塞坯件在其內(nèi)部區(qū)域中在確定的部位上設(shè)有肋部，并且同時(shí)使圍繞該肋部的區(qū)域在其壁厚方面(相對(duì)于沒(méi)有肋部的區(qū)域的壁厚)減小。在活塞基體以及因此之后完成的可供使用的活塞的內(nèi)部區(qū)域中的至少一個(gè)肋部、優(yōu)選地所有肋部引起所述肋部所在的區(qū)域的加強(qiáng)。同時(shí)，該加強(qiáng)部能實(shí)現(xiàn)肋部周?chē)鷧^(qū)域的材料厚度(壁厚)減小，從而雖然由于設(shè)置了肋部在該部位上聚集了少許材料，然而通過(guò)在加強(qiáng)部周?chē)耘c之相比更大的量減少了材料，還是實(shí)現(xiàn)了重量節(jié)省。在本專(zhuān)利技術(shù)的改進(jìn)方案中，作為活塞的這種結(jié)構(gòu)形式(具有加強(qiáng)部和同時(shí)在加強(qiáng)部周?chē)牟牧先コ?的備選或補(bǔ)充，在內(nèi)部的活塞銷(xiāo)轂的區(qū)域中設(shè)置空隙，該空隙圍繞銷(xiāo)孔的上頂點(diǎn)和下頂點(diǎn)延伸。已證實(shí)，材料去除不僅帶來(lái)期望的重量減小，而且不損害活塞在內(nèi)燃機(jī)中應(yīng)用時(shí)的強(qiáng)度或耐久性。在本專(zhuān)利技術(shù)的一種改進(jìn)方案中，備選地或補(bǔ)充地規(guī)定，在成形的凸緣的自由的環(huán)繞的端部和活塞基體之間的接合區(qū)域設(shè)置在最下方的(第三)和中間的(第二)環(huán)形槽之間的區(qū)域中。由此，可增大起承載作用的裙壁區(qū)段的高度(裙上部長(zhǎng)度)，由此，減小了活塞在內(nèi)燃機(jī)的氣缸中運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲。此外實(shí)現(xiàn)，減小最下方的(第三)環(huán)形槽的高度。以上所述的三種措施分別可單獨(dú)地使用，然而，尤其有利的是，為了在可接受的運(yùn)行安全性情況下使完成的活塞的重量與相似活塞相比減少至少10％，至少所述結(jié)構(gòu)形式和在活塞銷(xiāo)轂的內(nèi)部區(qū)域中的空隙可相互組合。附圖說(shuō)明在圖1至4中示出了實(shí)施例，在該實(shí)施例中可看出所述結(jié)構(gòu)形式和在活塞銷(xiāo)轂的內(nèi)側(cè)上的空隙。具體實(shí)施方式圖1以三維視圖從下方示出了活塞1，其中，相對(duì)置的起承載作用的裙壁區(qū)段2用附圖標(biāo)記2表示，將相對(duì)置的起承載作用的裙壁區(qū)段2相互連接的連接壁用附圖標(biāo)記3表示。連接壁3分別從活塞銷(xiāo)轂4出發(fā)向起承載作用的裙壁區(qū)段2的側(cè)邊緣方向延伸。在這點(diǎn)上應(yīng)指出的是，在制造活塞1時(shí)，可使用根據(jù)專(zhuān)利文獻(xiàn)DE102004031513A1已知的方法，但是不必一定使用該方法。因?yàn)樾纬芍笸瓿傻幕钊?的活塞基體是鍛造的，應(yīng)注意的是，參與的元件(例如裙壁區(qū)段2、連接壁3、活塞銷(xiāo)轂4和類(lèi)似物)具有對(duì)于鍛造過(guò)程所需的拔模斜度。除了鍛造過(guò)程，顯然也可考慮通過(guò)鑄造過(guò)程進(jìn)行制造。活塞1的所述結(jié)構(gòu)形式的特征在于在合適的部位上的至少一個(gè)肋部。肋部為布置在相應(yīng)的起承載作用的裙壁區(qū)段2的內(nèi)側(cè)上的肋部5，和/或在內(nèi)部區(qū)域中使兩個(gè)活塞銷(xiāo)轂4相互連接的肋部6和/或橫向于銷(xiāo)孔軸線(xiàn)延伸的肋部7。尤其優(yōu)選的是肋部5、6、7的組合，如在圖1中示出的那樣。以組合的方式或者必要時(shí)同樣單獨(dú)地，活塞1可在活塞銷(xiāo)轂4的向內(nèi)的側(cè)上圍繞活塞銷(xiāo)轂的上頂點(diǎn)和/或下頂點(diǎn)分別具有空隙8。通過(guò)該空隙8節(jié)省了重量，然而不損害活塞銷(xiāo)轂4的強(qiáng)度。以上所述的特征也以組合的方式在圖2中示出。在此，尤其是可看出肋部5和/或6和/或7的走向和布置方案。就此而言，應(yīng)指出的是，對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)來(lái)說(shuō)尤其重要的是，在圍繞肋部5、6、7的區(qū)域中減小壁厚或材料厚度。關(guān)于起承載作用的裙壁區(qū)段2示出，圍繞肋部5，起承載作用的裙壁區(qū)段2具有減小的壁厚RW。為了進(jìn)一步說(shuō)明，在圖2中以10表示拆卸導(dǎo)槽并且以11表示用于冷卻介質(zhì)的開(kāi)口，冷卻介質(zhì)可被導(dǎo)入活塞的冷卻通道(在此未示出)中并且可從中導(dǎo)出。圖3以根據(jù)圖1的活塞1為基礎(chǔ)，其中，為了說(shuō)明肋部5、6、7的走向及其到具有減小的壁厚RW的區(qū)域中的過(guò)渡，繪出了網(wǎng)格線(xiàn)。相同的內(nèi)容適用于圖4，圖4以根據(jù)圖2的活塞1為基礎(chǔ)。在此，補(bǔ)充地還繪出了并且可見(jiàn)的是，圍繞開(kāi)口11布置環(huán)繞的隆起部12，其中，在圍繞開(kāi)口11的部分區(qū)域連同環(huán)繞的隆起部12的部分區(qū)域中形成凹部(盆形部13)。由此，不僅能減小重量，而且當(dāng)活塞1在內(nèi)燃機(jī)的氣缸中上下運(yùn)動(dòng)時(shí)冷卻介質(zhì)噴濺到開(kāi)口11中和開(kāi)口11周?chē)鷷r(shí)，也可在盆形部13中收集該冷卻介質(zhì)。由此，環(huán)繞的隆起部12引起凹部，并且盆形部13不僅帶來(lái)材料減少，而且形成用于冷卻介質(zhì)的儲(chǔ)備器以進(jìn)一步改進(jìn)活塞1的冷卻。以14表示在未詳細(xì)示出的冷卻通道之內(nèi)的射流分配器，該射流分配器可以存在，但不是必須存在。在圖1至4中示出了該結(jié)構(gòu)形式和在活塞銷(xiāo)轂的內(nèi)側(cè)上的空隙的兩種可能的措施，在圖5和6中可看出在接合區(qū)域的位置方面的變化。圖5示出了例如從專(zhuān)利文獻(xiàn)DE102004031513A1中已知的活塞中的情況。該已知的活塞具有三個(gè)環(huán)形槽15、16、17，其中，成形的凸緣的自由的環(huán)繞的邊緣區(qū)域在接合區(qū)域18中材料鎖合地與活塞坯件的基體相連接。該接合區(qū)域18位于最下方的(第三)環(huán)形槽17的區(qū)域中。與此相反地，如下改變例如在圖6中示出的根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的活塞1，即，將接合區(qū)域18布置在中間的(第二)環(huán)形槽16和最下方的(第三)環(huán)形槽17之間的區(qū)域中。以19表示環(huán)形地在活塞1的環(huán)區(qū)后方延伸的冷卻通道。附圖標(biāo)記列表1活塞2起承載作用的裙壁區(qū)段3連接壁4活塞銷(xiāo)轂5肋部6肋部7肋部8空隙9銷(xiāo)孔10拆卸導(dǎo)槽11開(kāi)口12環(huán)繞的隆起部13盆形部14射流分配器15環(huán)形槽16環(huán)形槽17環(huán)形槽18接合區(qū)域19冷卻通道本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種內(nèi)燃機(jī)的活塞(1)，所述活塞設(shè)計(jì)成如下結(jié)構(gòu)形式，即，所述活塞具有兩個(gè)相對(duì)置地布置的起承載作用的裙壁區(qū)段(2)，其中，連接壁(3)分別從活塞銷(xiāo)轂(4)出發(fā)朝向起承載作用的裙壁區(qū)段(2)的側(cè)邊緣延伸，其特征在于，在所述活塞(1)的內(nèi)部區(qū)域中布置有至少一個(gè)肋部(5、6、7)，優(yōu)選地三個(gè)肋部(5、6、7)，并且圍繞所述至少一個(gè)肋部(5、6、7)的區(qū)域的材料減少。/n

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】20170419 DE 102017108314.61.一種內(nèi)燃機(jī)的活塞(1)，所述活塞設(shè)計(jì)成如下結(jié)構(gòu)形式，即，所述活塞具有兩個(gè)相對(duì)置地布置的起承載作用的裙壁區(qū)段(2)，其中，連接壁(3)分別從活塞銷(xiāo)轂(4)出發(fā)朝向起承載作用的裙壁區(qū)段(2)的側(cè)邊緣延伸，其特征在于，在所述活塞(1)的內(nèi)部區(qū)域中布置有至少一個(gè)肋部(5、6、7)，優(yōu)選地三個(gè)肋部(5、6、7)，并且圍繞所述至少一個(gè)肋部(5、6、7)的區(qū)域的材料減少。


2.如權(quán)利要求1所述的活塞(1)，其特征在于，設(shè)有一個(gè)布置在相應(yīng)的起承載作用的裙壁區(qū)段(2)的內(nèi)側(cè)上的肋部(5)。


3.如權(quán)利要求1或2所述的活塞(1)，其特征在于，在所述活塞(1)的內(nèi)部區(qū)域中設(shè)有至少一個(gè)使兩個(gè)活塞銷(xiāo)轂(4)相互連接的肋部(6)。


4.如權(quán)利要求1、2或3所述的活塞(1)，其特征在于，在所述活塞(1)的內(nèi)部區(qū)域中設(shè)有至少一個(gè)橫向于銷(xiāo)孔軸線(xiàn)延伸的肋部(7)。


5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞(1)，其特征在于，所述活塞(1)在活塞銷(xiāo)轂(4)的向內(nèi)的一側(cè)上圍繞活塞銷(xiāo)轂的上頂點(diǎn)和/或下頂點(diǎn)分別具有空隙(8)。


6.如權(quán)利要求5所述的活塞(1)，其特征在于，圍繞所述肋部(5)，所述起承載作用的裙壁區(qū)段(2)具有減小的壁厚(RW)。


7.如權(quán)利要求5或6所述的活塞(1)，其特征在于，與所述空隙(8)相對(duì)置地布置有拆卸導(dǎo)槽(10)。


8.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞(1)，其特征在于，所述活塞...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：G·米勒，G·盧茨，A·貝爾寧格，E·奧特利奇基，M·法爾，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：KS科爾本施密特有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：德國(guó);DE