专利名称：内燃机活塞的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1的上位概念的内燃机活塞。
背景技术：
一种内燃机铝活塞，其包含一个由NiResist制成的布置在活塞顶的外部区域的环形元件，该元件构成对密封环槽的加固。这种铝活塞从日本专利JP 06002613可得知。为了将环形元件安全地固定到一个铝基体，借助摩擦焊接方法将该元件固定在基体上，这是必需的。这种固定方法相对耗费，这是不利的。
发明内容
本发明的任务在于避免现有技术的缺点。该任务是借助主权利要求中的特征得到解决。本发明符合目的的设计方案是从属权利要求的内容。
因此得到以下优点能够以快速、简单且安全的方式给一个铝活塞配备能承受机械负载的环槽的加固。
下面将借助
本发明的一个实施例。
图1以一个由两半组成的截面图显示按照本发明的一种带有一个NiResist环形元件的内燃机活塞，该截面图显示活塞的相互交错90度的两个纵截面。
图2显示带有NiResist环形元件的活塞顶的边缘区域的一个放大截面图。
附图标记说明1活塞2基体3活塞顶
4环形元件5长轴6活塞销孔7燃烧室8活塞销座9活塞裙元件10外表面11槽12环形元件4的下端面13第二环槽14外表面15油环槽16凸缘17环面18凹进处19密封元件20凹进处21凹进处22冷却通道23活塞内侧24油路25内螺纹26外螺纹27支承面28支承面29变薄的壁区域30突出部具体实施方式
图1用一个由两半组成的截面图表示一个内燃机活塞(1)，其中，左半部分是活塞1沿一个活塞销孔6的一根长轴5的一个截面图，右半部分是与之相互交错90度的活塞1的一个截面图。
活塞1是由一个基本上为圆柱形的基体2组成。该基体具有一个活塞顶3，在该活塞顶的径向外部的边缘区域布置一个环形元件4，由该环形元件构成活塞顶3的径向外部部分。在活塞顶3的中央区域形成一个燃烧室7。此外，该基体在其下方背向活塞顶3的一侧还具有活塞销孔6的活塞销座8和将活塞销座8相互连接在一起的活塞裙元件9。环形元件4在其径向外部的外表面10具有一个在图中未示出的密封环的一个槽11，且以其下端面2构成一个第二环槽13的上侧面的径向外部。基体2的径向外部的外表面14在该第二环槽13下方具有一个油环槽15。
在环形元件4的活塞顶侧的区域上在径向内部外形吻合地形成一个凸缘16，该凸缘在其背向活塞顶3的底面上具有一个环面17，该环面在本实施例中平行于活塞顶3，但该环面在横截面上也可以倾斜于活塞顶3，这样环面17成圆锥形。在活塞3的径向外部的区域形成一个截面为台阶状的凹进处18，该凹进处具有一个与凸缘16如此互补的形状，以致该凸缘16与凹进处18相配，且在环面17和凹进处18之间可以附加地引入一个以碟形弹簧形成的环形的密封元件19。
在环面17的下方，环形元件4在其内侧上具有一个凹进处20，该凹进处与一个加工在基体2靠近活塞顶3的外侧上的凹进处21围成一个环形冷却通道22。通过一个将活塞内侧23与冷却通道22连接的油路24，冷却油从冷却通道22中被排出，该冷却油通过另一个在图中未示出的油路被导入冷却通道22内。在这里，密封元件19的任务在于密封活塞1以防燃烧气体的泄漏。
一条布置在环形元件4的内侧上靠近端面12处的内螺纹25用于将环形元件4固定在基体2上，该内螺纹与一条加工在外表面14靠近第二环槽13处的外螺纹26相配。为了给予由内螺纹25和外螺纹26组成的基体2和环形元件4之间的螺纹连接一个对于发动机工作来说足够的强度，环形元件4具有一个布置在内螺纹25和凹进处20之间且平行于活塞顶3的环形支承面27，该支承面在环形元件4旋进基体2时处于一个同样平行于活塞顶3的、环形的且布置在基体2的凹进处21和外螺纹26之间的支承面28上。
螺纹连接的强度可通过环形元件的一个在环形元件4的内螺纹25和支承面27之间沿轴向布置的变薄的环形元件的壁区域29得到改善。该壁区域没有内螺纹，且该壁区域在环形元件旋紧在基体2上时得到延伸。因此，一个机械张力施加于螺纹连接上，该机械张力显著改善了螺纹连接的强度。
密封元件19由于其以碟形弹簧而形成，在环形元件4旋进基体2时发生变形，通过这样，该密封元件被机械预紧且对两个活塞部分2，4施加一个力。螺纹连接的强度因此得到进一步的改善。
此外，基体2的外表面在凸缘16和冷却通道22之间具有一个径向向外突出的突出部30，该突出部在活塞顶侧构成凹进处18，并且在其背向活塞顶3的一侧形成冷却通道22的边界。突出部30的壁厚如此薄，以致在环形元件4旋进基体2时该突出部发生变形，因而对于防止螺纹连接松开的安全有附加的贡献。
基体2是由铝制成，该铝通过锻造加工成希望的形状。环形元件4是由NiResist应用铸造法制成。NiResist是一种含有12％到20％镍的奥氏体铸铁，此外，该铸铁还包含合金成分锰、铜和铬。NiResist特别适合于活塞环槽的加固。
图2表示活塞1的活塞顶侧的边缘区域的一个放大截面图，该截面图显示带有旋进的环形元件4的基体2。可清楚地看到形成于活塞顶3的边缘区域的凹进处21，该凹进处为了形成冷却通道22而被由NiResist组成的环形元件4遮盖，其中环形元件4通过内螺纹25旋到基体2的外螺纹26上。
权利要求
1.内燃机活塞(1)，包含-一个由铝制成的基本上为圆柱形的基体(2)，该基体的一个端面构成活塞顶(3)，-布置在基体(2)背向活塞顶(3)的底面上的活塞销座(8)，该活塞销座包含活塞销孔(6)，-将活塞销座(8)相互连接的活塞裙元件(9)，-一个由NiResist制成的布置在活塞顶(3)的径向外部的边缘区域的环形元件(4)，该环形元件(4)与基体(2)共同围成一个环形冷却通道(22)，且该环形元件通过螺纹连接固定在基体(2)上，该螺纹连接由一条位于冷却通道(22)和环形元件(4)的下端面(12)之间布置在环形元件的径向内侧上的内螺纹(25)和一条与其相配的布置在冷却通道(22)下方基体(2)的外表面(14)上的外螺纹(26)组成，其特征在于，-所述的环形元件(4)截面是以二级台阶形而形成的，＝其中，活塞顶侧的第一级台阶是这样形成的在环形元件(4)的活塞顶侧的区域外形吻合地形成一个径向向内的截面为台阶形的凸缘(16)，冷却通道(22)在活塞销座侧紧接着该凸缘，和＝其中第二级台阶是这样形成的所述的环形元件(4)在冷却通道(22)和内螺纹(25)之间具有一个平行于活塞顶(3)、环形的且从冷却通道(22)出发径向向外的支承面(27)，该支承面在环形元件(4)旋进基体(2)时处于一个在冷却通道(22)和外螺纹(26)之间活塞顶侧形成于基体(2)内的支承面(28)上。-和所述的环形元件(4)在所述的支承面(27)和内螺纹(25)之间具有一个变得如此薄的轴向的壁区域(29)，以致该壁区域在所述的环形元件(4)沿轴向旋进到基体(2)上时是可延伸的。
2.根据权利要求1所述的内燃机活塞(1)，其特征在于，所述的凸缘(16)在其背向活塞顶(3)时的底面具有一个基本上平行于活塞顶(3)的环面(17)；在活塞顶(3)的径向外部区域形成一个截面为台阶形的凹进处(18)，该凹进处具有一个与凸缘(16)基本上互补的形状；以及在环面(17)和凹进处(18)之间布置一个以碟形弹簧形成的、环形的密封元件(19)，该凹进处在环形元件(4)旋进基体(2)时可发生变形。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机活塞(1)，其特征在于，所述的基体(2)是通过锻造制成的。
4.根据上述权利要求中的任一项所述的内燃机活塞(1)，其特征在于，所述的环形元件(4)是通过一种铸造法制成的。
5.根据上述权利要求中的任一项所述的内燃机活塞(1)，其特征在于，所述的环形元件(4)在其径向外部的外表面(10)上具有一个密封环槽(11)，和所述的环形元件(4)的下端面(12)至少构成一个形成于基体(2)内的环槽(13)的上侧面的径向外部。
6.根据上述权利要求中的任一项所述的内燃机活塞(1)，其特征在于，所述的基体(2)具有一个径向向外的、环形的且易弹性弯曲的突出部(30)，该突出部在活塞顶侧构成凹进处(18)，该突出部构成冷却通道(22)活塞顶侧的边界，且该突出部在环形元件(4)旋进基体(2)时可发生变形。
全文摘要
本发明涉及一种内燃机铝活塞(1)，其包含一个环形元件(4)，该环形元件是由NiResist制成的、布置在活塞顶(3)的径向外部的边缘区域，且与基体(2)共同围成一个环形冷却通道(22)。该环形元件(4)通过螺纹连接固定到活塞(1)的基体(2)上。
文档编号F02F3/22GK1842647SQ200480024744
公开日2006年10月4日 申请日期2004年9月1日 优先权日2003年9月2日
发明者赖纳·沙普 申请人:玛勒有限公司