用于內燃機的活塞以及用于活塞的覆蓋板的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于內燃機的活塞(10、10’)，活塞(10、10’)具有活塞頭部(11)和活塞裙(17)，其中活塞裙(17)具有位于彼此對置部位的并具有銷座鏜孔(19)活塞銷座(18)，以及位于彼此對置部位的具有運行表面(22)的柄壁(21)，其中，覆蓋板(24)具有為連接桿提供通道的凹槽(26)，覆蓋板(24)緊固在活塞(10)的下部區域中。本發明提供了覆蓋板(24)，其具有位于彼此對置部位的兩個縱向側(27)以及位于彼此對置部位的兩個自由端部(25)以及設置在柄壁(21)的下部區域中的凹槽(23)，在凹槽(23)中覆蓋板(24)的自由端部(25)在彈性預應力下被收納。
【專利說明】
用于內燃機的活塞以及用于活塞的覆蓋板
技術領域
[0001]本發明涉及一種用于內燃機的活塞，所述活塞具有活塞頭部以及活塞裙，其中，所述活塞裙具有位于彼此對置部位的并具有銷座鏜孔活塞銷座，以及位于彼此對置部位的具有運行表面的柄壁，其中，具有用于連接桿通過的凹槽的覆蓋板緊固在活塞的下部區域中。本發明還涉及用于活塞的這種覆蓋板。
【背景技術】
[0002]討論中的具有噴射冷卻的活塞類型公知于澳大利亞實用新型文獻AT001919U1。所述活塞具有布置在其下部區域中的固位板，固位板依靠螺栓、錫焊、鉚接、焊接或者壓裝緊固至活塞。從下方噴射進活塞的油初始用于冷卻通道中的冷卻，然后被采用用于冷卻燃燒室板以及用于潤滑小的連接桿孔。振動器效應引起油霧形成，這確保對應冷卻效應。
[0003]德國特開申請DE19522756A1公開了一種活塞，其具有通道形狀的板材-金屬部分，其在布置于活塞的下部區域中的活塞裙的內部循環。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是發展討論中的活塞類型以及討論中的覆蓋板類型，使得覆蓋板盡可能可靠地緊固以及捕獲在活塞上。
[0005]問題是這樣解決的，覆蓋板具有彼此位于對置部位的兩個縱向側以及彼此位于對置部位的兩個自由端部，以及凹槽設置在柄壁的下部區域中，在凹槽中，覆蓋板的自由端部在彈性預應力下收納。
[0006]根據本發明覆蓋板的特征在于，以彈簧彈性方式以及U形或者V形截面設計的模具設置在凹槽和至少一個自由端部之間。
[0007]根據本發明，覆蓋板在彈性預應力下保持在活塞上。這使得需要復雜的緊固措施，諸如螺栓、錫焊、鉚接、焊接或者壓裝、及其他。
[0008]根據本發明設置的覆蓋板收集回流冷卻油并且延遲或者防止其沿曲柄軸的方向排放。冷卻油能夠直接引入活塞的內部，在覆蓋板上方依靠油噴嘴或者冷卻通道的流出，如果可能的話進入活塞的內部。電動機操作時引起的振動器效應導致由覆蓋板收集的冷卻油以高頻率在銷座鏜孔以及活塞頭部的方向上前后移動，因而導致更好地冷卻效應。
[0009]通過測量已經確定的是，活塞頭部的、環形凹槽的以及銷座鏜孔的操作溫度能夠顯著降低。相比于現有技術中活塞的200°C至220°C的操作溫度，根據本發明，活塞中的操作溫度降低高達30 %。
[0010]根據本發明設置的覆蓋板還允許改善柄壁的冷卻，因為柄壁的區域(即在每個情況下在自由端部和中央凹槽之間)中收集的冷卻油積聚，因振動器效應產生的改善冷卻效應逐漸出現在柄壁的區域中。
[0011 ]有利的進一步發展得自于從屬權利要求。
[0012]特別優選實施例為一種模具，其以彈簧-彈性方式以及U形或者V形截面設計，設置在凹槽和覆蓋板的至少一個自由端部之間。所述模具功能為彈簧-彈性元件，用來保持根據本發明設置的覆蓋板在彈性預應力下特別可靠地固定在活塞上。此外，覆蓋板的預應力能夠依靠模具的軸向深度調整。這允許覆蓋板的預應力適于各種活塞類型及活塞尺寸，其可使用的范圍能被拓寬。模具還影響，用于冷卻油的固位室形成在所述模具和自由端部之間或者模具和其上分配的柄壁之間。這進一步尤其改善柄壁的冷卻。
[0013]模具實際上平行于其上分配的自由端部運行。因此能夠實現模具的該最大彈簧-彈性效應。
[0014]有利的進一步發展是提供覆蓋板，其在分配至活塞銷座的其每個縱向側具有至少一個卡掣元件，所述卡掣元件在彈性預應力下接合在設置于活塞上的凸緣后方，因而根據夾子類型引起壓舌以及凹槽連接，這構成將根據本發明的覆蓋板額外位置固定在活塞上。
[0015]為了利于將覆蓋板插入在凹槽中，整個覆蓋板優選由彈簧-彈性材料制成。
[0016]若根據本發明的活塞采用在具有噴射冷卻的電動機中，為了允許冷卻油通過，覆蓋板在活塞的柄壁的區域中具有凹槽。
[0017]若根據本發明的活塞額外地設置有具有用于冷卻油的至少一個供給開口的循環冷卻通道，如果凹槽與至少一個供給開口對準形成，則是有利的。在這種情況下，冷卻通道還能夠通過油噴射噴嘴供給有冷卻油。
[0018]覆蓋板優選構造為以彎曲的方式至少沿著其縱向側截面。這利于將覆蓋板插入柄壁的凹槽中，還允許進一步控制彈簧-彈性預應力。最后，彎曲構造影響，用于冷卻油的固位室形成在凹槽和自由端部或者柄壁之間，因而尤其進一步改善柄壁的冷卻。
[0019]本發明尤其適合于具有較低壓縮高度的活塞。從而能夠包括具有或者不具有冷卻通道的鋼或者輕金屬活塞。應用的優選區域是由成鋁基材料制的活塞不具有冷卻通道，例如，正如德國特開申請DE4110306A1中描述的。
【附圖說明】
[0020]基于隨附附圖，在下文中更詳細地解釋了本發明示范實施例。附圖示意地，以及未按正是比例繪制，示出了:
[0021]圖1a是根據本發明的冷卻通道活塞的示范實施例，其具有示意示出的覆蓋板；
[0022]圖1b是沿圖1a中箭頭A方向看，根據圖1a或者圖1c的活塞；
[0023]圖1c是根據本發明的不具有冷卻通道的活塞的示范實施例，其具有示意示出的覆蓋板；
[0024]圖2是根據本發明的覆蓋板的示范實施例；
[0025]圖3是根據圖2的覆蓋板，局部安裝在圖1的活塞中。
【具體實施方式】
[0026]圖la、Ib和Ic示出了根據本發明的活塞10、10’的兩個示范實施例。所述活塞10、10’能夠由鋼材料或者輕金屬材料、尤其鋁基合金制成。活塞10、10’優選具有低壓縮高度(例如0.27至0.40)。兩個示范實施例之間的差異僅在于，根據圖1a的活塞10具有冷卻通道，而根據圖1c的活塞10’不具有冷卻通道。
[0027]在示范實施例中，活塞10、10’每個構造為一件式箱活塞。所述活塞10、10’以實質上公知的方式具有活塞頭部11以及活塞裙17。活塞頭部11具有活塞基底12、燃燒室13、循環燃火穴14，具有用于活塞圈(未圖示)的環形凹槽的循環圈部件15。循環冷卻通道16設置在圈部件15的水平上，所述冷卻通道16具有用于冷卻油的至少一個供給開口 16a。活塞裙17具有位于彼此對置部位的活塞銷座18，活塞銷座18具有用于收納活塞銷(未圖示)的銷座鏜孔
19。所述活塞銷座18以實質上公知的方式經由具有彼此位于對置部位的柄壁21的運行表面22彼此連接。
[0028]正如圖1a至圖1c指示的，覆蓋板24設置在柄壁21的下部區域中。在圖1b中特別明顯的是，凹槽23設置在柄壁21的下部區域中；所述凹槽23示出為圖1b的虛線，在彈性預應力下收納覆蓋板24的自由端部25。覆蓋板24具有凹槽26，當電動機在操作時，凹槽26用作允許活塞桿通過。覆蓋板24還具有分配至活塞銷座18的兩個縱向側27。為了實現優化改進冷卻效應，覆蓋板24應該覆蓋活塞10或者10’的下側的最大可能區域。
[0029]圖2示出了根據本發明的覆蓋板24的示范實施例。在示范實施例中，所述覆蓋板24由彈簧-彈性材料制成，所述覆蓋板24在構造中總體稍微彎曲，并且具有彼此位于對置部位的兩個縱向側27以及彼此位于對置部位的兩個自由端部25。當電動機在操作時，還設置近乎同心凹槽26以允許活塞桿通過。
[0030]在示范實施例中，以彈簧-彈性方式以及U形或者V形截面設計的模具28設置在凹槽26和覆蓋板24的每個自由端部25之間。在示范實施例中，每個這種模具28大致平行于分配至其的自由端部25運行，并且具有彈簧-彈性元件的效應，其用作在彈性預應力下保持覆蓋板24特別緊固在活塞10上。每個模具28具有限定的軸向深度T。模具28的所述軸向深度T允許在縱向方向上(即平行于縱向側27)調整自由端部25的移動性。軸向深度T越大，覆蓋板24的自由端部25越可移動。
[0031]在示范實施例中，覆蓋板24在其每個縱向側27上精確地設置有兩個卡掣元件29，所述卡掣元件29在截面上具有大致形狀構造。卡掣元件29也是彈簧-彈性的構造。
[0032]設置為用于活塞蓋的子板24用于使用在具有噴射冷卻的電動機中，當電動機在操作時為了允許冷卻油的通路，所述覆蓋板24包括在其一個自由端部的區域中的凹槽31。
[0033]圖3示出了根據圖1的活塞10或者根據圖1c的活塞10’的下部區域，根據圖2以示范方式具有完全插入活塞10或者10’中的覆蓋板24。在示范實施例中，連續凹槽23設置在柄壁21的下部區域中。所述凹槽23在彈性預應力下收納覆蓋板24的自由端部25。為此，至少覆蓋板24的一個截面需要具有彈簧-彈性構造或者依靠生產由彈簧-彈性材料制成，其中，覆蓋板24沿著縱向側27的彎曲的構造能夠具有支撐效應。
[0034]在示范實施例中，由于彈簧-彈性構造的模具28，覆蓋板24的彈簧-彈性設計顯著地發生。為了在柄壁21的凹槽23中組裝覆蓋板24，自由端部25在縱向方向上以及在凹槽26的方向上移動，由此模具28屈服。一旦覆蓋板24位于相對于凹槽23期望位置，自由端部25被釋放以及卡進凹槽23。因而覆蓋板24固定在活塞10或者10’中。因此模具28的軸向深度T影響彈簧-彈性預應力，在彈簧-彈性預應力下覆蓋板24保持在活塞10或者10’中。軸向深度T越小，得到的預應力越大。
[0035]具有分配至其的柄壁21的模具28形成用于冷卻油的固位室32。通過此尤其進一步改善了柄壁21的冷卻。
[0036]為了實現將覆蓋板24額外位置緊固在活塞中，凸緣33設置在活塞銷座18的區域中，對應于卡掣元件29的所述凸緣33位于覆蓋板24的縱向側27上。如果覆蓋板24完全插入活塞10或者10’中，卡掣元件29接合它們的對應凸緣33后方，因而形成夾狀壓舌及凹槽卡進連接(未圖示在圖3中)。
[0037]在示范實施例中，凹槽31是大致對準冷卻通道16中的供給開口16a布置，因而允許后者也供給有冷卻油。
[0038]根據本發明設置的覆蓋板24收集回流冷卻油并且在曲柄軸的方向上延遲其排放。電動機在操作時發生的振動器效應引起由覆蓋板24收集的冷卻油以高頻率在銷座鏜孔19以及活塞頭部11的方向上前后移動，當收集的冷卻油積聚在該區域中時，因而導致更好的冷卻效應，特別在柄壁21的區域中。
【主權項】
1.一種用于內燃機的活塞(10、10’)，其具有活塞頭部(11)和活塞裙(17)，其中，所述活塞裙(17)具有彼此對置部位的且有銷座鏜孔(19)的活塞銷座(18)以及位于彼此對置部位的且有運行表面(22)的柄壁(21)，其中，覆蓋板(24)包括用于連接桿通過的凹槽(26)，所述覆蓋板(24)緊固在所述活塞(10)的下部區域中，其特征在于，所述覆蓋板(24)包括位于彼此對置部位的兩個縱向側(27)以及位于彼此對置部位的兩個自由端部(25)，以及凹槽(23)設置在所述柄壁(21)的下部區域中，在所述凹槽(23)中所述覆蓋板(24)的所述自由端部(25)在彈性預應力下被收納。2.根據權利要求1所述的活塞，其特征在于，以彈簧-彈性方式以及U形或者V形截面設計的模具(28)設置在所述凹槽(26)和所述覆蓋板(24)的至少一個所述自由端部(25)之間。3.根據權利要求2所述的活塞，其特征在于，所述模具(28)平行于分配至其的所述自由端部(25)運行。4.根據權利要求1所述的活塞，其特征在于，所述覆蓋板(24)在其分配至所述活塞銷座(18)的每個所述縱向側(27)上具有至少一個卡掣元件，所述卡掣元件(29)接合在彈性預應力下設置在活塞(10、10’)上的凸緣(33)后方。5.根據權利要求1所述的活塞，其特征在于，所述覆蓋板(24)由彈簧-彈性材料制成。6.根據權利要求1所述的活塞，其特征在于，凹槽(31)設置在所述活塞(10、10’)的柄壁(21)的區域中的覆蓋板(24)中。7.根據權利要求6所述的活塞，其特征在于，所述活塞(10)的所述活塞頭部(11)具有循環冷卻通道(16)，其具有至少一個用于冷卻油的供給開口(16a);以及所述凹槽(31)對準至少一個所述供給開口(16a)形成。8.根據權利要求1所述的活塞，其特征在于，所述覆蓋板(24)以彎曲的方式構造為至少沿著其縱向側(27)的截面。9.一種覆蓋板(24)，其用于緊固在用于燃燒發動機的活塞(10)的柄壁(21)的下部區域中，其中，所述覆蓋板(24)具有彼此位于對置部位的兩個縱向側(27)以及彼此位于對置部位的兩個自由端部(25)以及用于活塞桿通過的凹槽(26)，其特征在于，以彈簧-彈性方式以及U形或者V形截面設計的模具(28)設置在所述凹槽(26)和至少一個所述自由端部(25)之間。10.根據權利要求9所述的覆蓋板，其特征在于，所述模具(28)平行于分配至其的所述自由?而部(25)運I丁。11.根據權利要求9所述的覆蓋板，其特征在于，所述覆蓋板(24)在其每個所述縱向側(27)上具有彈簧-彈性設計的至少一個卡掣元件(29)。12.根據權利要求9所述的覆蓋板，其特征在于，所述覆蓋板(24)由彈簧-彈性材料制成。13.根據權利要求9所述的覆蓋板，其特征在于，凹槽(31)設置在自由端部(25)的區域中。14.根據權利要求9所述的覆蓋板，其特征在于，所述覆蓋板(24)至少在沿著其所述縱向側(27)的截面中具有彎曲的設計。
【文檔編號】F02F3/22GK105849379SQ201480071304
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年10月28日
【發明人】烏爾里希·比朔夫貝格爾, 哈拉爾德·呂迪格·米勒
【申請人】馬勒國際有限公司