用于制造对预定介质进行压力密封的中空主体的方法_2

文档序号:9382865阅读:来源:国知局
通过变形来制造。摩擦焊接方法特别有利,其中原则上,材料配合接合或者闭合的焊接方法被认为是有利的。同样优选的方法是搅拌摩擦焊接,因为即使在这种方法时也能够实现材料配合接合或者封闭的可靠连接。在最广泛的意义上,所有材料配合的接合方法适合于本发明的方法,该接合方法需要在环境条件下、尤其在环境压力下可实现。除了已经提到的焊接方法,电阻焊、激光焊接、弧焊、惰性气体焊接、氧乙炔焊也适合作为可能的焊接方法。此外,借助粘合剂的粘合连接也作为合适的材料配合的接合方法,该粘合连接尤其根据在工作期间所产生的、中空主体内的温度和压缩比由本领域普通技术人员来选择。在中空主体由塑料形成的情况下,也可以使用这样的焊接方法,即该焊接方法适合于塑料的焊接。尤其超声波焊接、振动焊接和熔焊属于此类。
[0023]在本发明方法的有利改进中,在常规使用中空主体时布置在该中空主体内的介质是水和/或Diphyl和或者全氯乙烯和/或三氯乙烯。在这种情况下,介质可以由这些材料形成,或者由这些材料的混合物形成。根据本发明,这些材料已被证明为对从热管一端到热管另一端的热传递有效的介质。如果使用水,那么有利的是,其在本发明方法中以固态即以冰的形式加入到中空腔或者子中空腔中。
[0024]令人惊讶的是,已经证实,即使在热效应下中空主体进行材料配合的接合或者封闭时,或者在焊接方法中,容纳装置中的冰量尽管对子主体或者主体具有热效应,但是也如此地慢慢地熔化,以致在使用该方法期间可以避免水或者水蒸汽的漏泄。由于摩擦焊接方法仅需要较少的时间来实现,因此这种方法被证实特别有利,因为在该方法中,介质不具有足够时间来熔化或者蒸发,因此可以有效地防止介质的漏泄。
[0025]在这种情况下,有利的是,容纳装置具有套管形的、球形的或者旋转椭圆形的腔形。额外地或者可供选择地,有利的是,容纳装置形成格栅形和/或网形。这种布置用于借助容纳装置把介质保持处于部分固态或者固态,但是没有或者几乎没有多个容纳装置把介质保持处于液态或者气态,因此例如在用作热管时介质进行自由流动和/或来回晃荡是可能的。
[0026]为了附加地保证,容纳装置和布置于其中的介质不会到达材料配合封闭或者接合的区域,因此在有利改进中规定,容纳装置被弹性偏压地、尤其地沿着径向地被偏压地使用。如果主体或者子主体形成为管状结构件,那么有利的是,容纳装置沿着径向被偏压或者可偏压,以致其可以被插入到中空腔或者子中空腔中,及然后通过操纵的径向夹紧力,对于实现足够地保持在主体或者子主体的内壁上。因此可以防止把容纳装置转移到中空腔或者子中空腔中,故确保了介质不会到达材料配合连接或者材料配合接合的区域内。
[0027]本发明活塞杆具有压力密封的中空主体,该中空主体具有形成有中空腔的子主体或者具有中空腔的主体。中空主体通过材料配合来封闭,其中由两个或者更多个子主体来接合而成的中空体被当作封闭的。中空主体的中空腔装有介质,因此在常规使用中空主体时其是液态和/或气态。
[0028]不同于已公开的活塞杆的是,本发明活塞杆不存在这样的危险,即活塞通过活塞杆的振动来松开。此外,本发明活塞杆的密封性能明显好于在中空腔中具有介质的传统活塞杆。有利的是,本发明活塞杆根据本发明的方法以上述实施例中的任一个来制造。因此,可以经济地制造具有压力密封中空主体的活塞杆,介质位于该中空主体内。
[0029]在本发明活塞杆的有利改进中,中空腔在至少一个端部区域内具有介质的保持装置和/或容纳介质的容纳装置。该保持装置造成,在制造活塞杆时使介质或者容纳装置保持在端部区域内并且因此不会到达该区域的附近,材料配合的接合或者材料配合的封闭在该区域内实行。这种保持装置在本发明方法的范围也可以设置在中空腔或者子中空腔内,尤其设置在中空腔或者子中空腔的各自端部区域内。
[0030]有利的是,保持装置形成为中空腔或者子中空腔的扩宽区域,并且进一步有利地具有保持装置,例如该保持装置为挡肩、保持凸缘或者保持锥的形状。这些元件加强了保持装置的保持效果,因此额外地确保了,介质在制造期间保留在端部区域内。
[0031]在本发明活塞杆的另一个有利改进中,保持装置具有粗糙表面区域。因此,为介质或者容纳装置运动离开端部区域产生了更大的阻力,这又防止了这种运动。
[0032]在本发明活塞杆的有利改进中,中空腔在至少端部区域内具有肋和/或叠片结构。这种结构可以例如以螺纹、或者纵向凹槽或者纵向桥接件的形状存在。该肋或者叠片结构在一方面同样可以防止或者延缓介质或者容纳装置从端部区域运动出来。但是,肋或者叠片结构的另一个重要优点是,可以改善介质和中空主体之间的热传递,因为通过肋或者叠片结构,具有可以与介质相接触的更大表面区域供使用。这不仅适用于把活塞杆一端部处的热量输送介质上,而且适用于把来自介质中的热量传递到活塞杆的另一个端部上。
[0033]把本发明连杆用于往复式发动机、尤其曲柄滑环机构发动机中以尤其形成曲柄滑环机构的活塞杆已被证明是特别有利的。通过本发明活塞杆,在这种应用中,可以实现活塞的散热,并且该活塞杆相对于具有散热功能的已知活塞杆,更加不易磨损且需要的维护更少。
【附图说明】
[0034]接下来,参照附图示例性地对本发明进行详细解释。附图示出:
图1是具有本发明活塞杆的曲柄滑环机构发动机的部分剖开俯视图;
图2是曲柄滑环机构、本发明活塞杆和活塞的连接详细视图;
图3示出了通过本发明方法所制造出的、呈活塞杆形状的中空主体的单件以开始本方法;
图4示出了通过本发明方法所制造出的、以开始该方法的中空主体的另一个实施例; 图5示出了通过本发明方法所制造出的、以开始该方法的中空主体的另一个实施例; 图6示出了用于本发明方法中的、具有加入其中的介质的容纳装置;
图7示出了用于本发明方法中的、用于介质的容纳装置的另一个实施例;
图8示意性地示出了通过具有用于本发明方法中的、用于介质的插入后的容纳装置另一个实施例的子主体所截取的纵向剖视图;
图9示意性地示出了通过具有用于本发明方法中的、用于介质的插入后的容纳装置另一个实施例的子主体所截取的纵向剖视图;
图10示意性地示出了通过具有用于本发明方法中的、用于介质的插入后的容纳装置另一个实施例的子主体所截取的纵向剖视图;
图11示意性地示出了通过具有用于本发明方法中的、用于介质的插入后的容纳装置另一个实施例的子主体所截取的纵向剖视图;
图12示意性地示出了适合用于本发明方法中的容纳装置另一个实施例的透视图;
图13A、13B示出了根据本发明方法的实施例来制造中空主体。
【具体实施方式】
[0035]图1示出了具有两个工作缸的曲柄滑环机构发动机,活塞14各自在这些缸内进行运行。每个活塞14通过本发明的活塞杆I与曲柄滑环机构发动机的曲柄滑环机构13相连接。在图1中,下部缸位于曲柄滑环机构发动机的循环过程的上死点,而上部缸位于下死点。
[0036]在曲柄滑环机构发动机进行工作时活塞14与活塞杆I和曲柄滑环机构13 —起往复运动,因此在活塞柄I的各自中空室7内的介质2前后运动。在进行这种运动时,该介质从活塞14中吸受热量并且在这种情况下进行蒸发,该介质在这里是水。然后,介质2通过曲柄滑环机构13与活塞杆I和活塞14的连接的运动沿着曲柄滑环机构13的方向进行运动,并且在曲柄滑环机构13的周围处放出热量。为了改善散热,因此曲柄滑环机构13例如通过油槽或者油喷射束来冷却。这个过程在两个缸中相互相反地进行,即在该一个活塞杆I内的介质2在活塞杆I位于活塞侧部处的端部上进行加热期间,该另一个活塞杆I的介质2在曲柄滑环机构13的周围进行散发热量。
[0037]图2更加详细地示出了由曲柄滑环机构13、活塞杆I和位于侧部上的活塞14所形成的结合的结构。在下面,仅探讨所示出的复合结构的下半部,因为上半部相应地被构造出。活塞杆I具有中空腔7,该中空腔7在活塞杆I的大部分上沿着纵向延伸。在中空腔7中布置有介质2,在这里是水。基于曲柄滑环机构发动机的工作温度,该水在常规使用活塞杆时是液态的和/或气态的。尤其地,通过由活塞14所发出的热量或者通过活塞杆I上所传导的热量来加热活塞杆I端部区域8内的介质2,因此介质2转变成气态。
[0038]通过由曲柄滑环机构13、活塞杆I和活塞14所形成的复合结构的后续运动,介质2在活塞杆I的另一个端部区域9内运动,在那里,介质2在活塞杆I的邻近区域及曲柄滑环机构13和周围区域散发热量。随后,复合结构沿着相反方向进行运动,因此介质2又在端部区域8内运动并且可以重复地接受热量。
[0039]在活塞杆I的端部区域8内,中空腔7的壁设置有粗糙表面区域11。该表面区域11在制造本发明活塞杆I时促使挡住处于部分固定状态下或者处于固定状态下的介质2,但在常规使用时不阻止介质2流动。更确切地说,表面区域11提高了在活塞杆I位于活塞侧的端部和位于端部区域8内的介质2之间的热传递,因为通过使其粗糙可以提供更大的表面来进行热传递。
[0040]图2的活塞杆I通过本发明的方法来制造。在这种情况下,手头现存有两个子主体3、4,以开始本发明的方法,在这些子主体3、4中各自具有子中空腔5、6。这些子主体3、4示出在附图3中。
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