专利名称：制造将环在自由状态时在活塞凹槽内定心的材料的方法
技术领域：
本发明大致涉及一种制造材料的方法，更具体地涉及一种制造当环在自由状态，SP，未装配时用于将环在活塞的凹槽内定心的定心装置的材料的方法。
背景技术：
往复式内燃机包括汽缸体，该汽缸体限定多个膛。活塞组件被可移动地布置在每个膛内并由每个膛支撑。活塞组件包括本体,该本体具有限定至少一个凹槽的外表面。限定环间隙的开口环被布置在每个凹槽内。环可径向延伸至凹槽之外并与膛邻接接合。在安装到膛中之前，环被布置在非压缩状态下，并包括大于膛的直径的非压缩直径。为了将活塞组件装配到膛中，环被压缩到压缩状态，以限定小于膛的直径的直径。一旦被安装，环径向延伸到与膛接触。就在环压缩之前，环的在面向间隙的角部的内面可以变为径向布置在凹槽的外边缘之外，其被定义为环“弹出”。在将环在活塞的凹槽内定心的努力中，由本发明的发明人于2010年5月27日递交的序列号为12/788，366的美国专利申请中，披露在活塞组件装配到汽缸体的膛中之前，当环处于非压缩状态时，使用定心装置将环在凹槽内径向定心，由此防止环在活塞组件装配到膛中之前“弹出”。用于定心装置的材料应该可被容易地压缩但仍足够硬以在运输状态期间经受与环的接触并保持环位置，包括足够的粘性以在发动机装配期间粘附到凹槽的侧面直到环被压缩到压缩状态，包括大于一百五十华氏度(150° F)的熔点，且可溶解在发动机润滑油中。
发明内容
提供了一种制造当环处于自由状态时用于将环在活塞的凹槽内定心的材料的方法。该方法包括加热矿脂材料以形成液态，及加热巴西棕榈蜡材料以形成液态。液体矿脂材料和液体巴西棕榈蜡材料随后被组合以限定组合物。液体矿脂材料和液体巴西棕榈蜡材料以一比例被组合，该比例为基于一百(100)份混合物质量而液体矿脂材料质量在七十(70)至九十(90)份之间与基于一百(100)份混合物质量而巴西棕榈蜡材料质量在十
(10)至三十(30)份之间相比。该方法还包括将混合物冷却到等于或大于一百五十华氏度(150° F)的温度，以形成混合物的固态块体。还提供了一种制造当环处于自由状态时用于将环在活塞的凹槽内定心的定心装置的方法。该方法包括加热具有等于或大于0.80的比重的矿脂材料以形成液态，及加热具有等于或大于0.80的比重的巴西棕榈蜡材料以形成液态。液体矿脂材料和液体巴西棕榈蜡材料被组合以限定组合物。液体矿脂材料和液体巴西棕榈蜡材料以一比例被组合，该比例具有基于一百(100)份混合物质量而液体矿脂材料质量在七十(70)至九十(90)份之间与基于一百(100)份混合物质量而巴西棕榈蜡材料质量在十(10)至三十(30)份之间相比的范围。该方法还包括加热混合物到至少两百华氏度(200° F)的温度以将混合物保持在液态持续预定时间段，并随后冷却混合物到等于或大于一百五十华氏度(150° F)的温度，以形成混合物的固态块 体。混合物的块体随后可以被冷却到等于或低于八十华氏度(80° F)的温度。在混合物的块体已被冷却到等于或小于八十华氏度(80° F)的温度之后，混合物的层被从混合物的块体去除。混合物的层的预定的最大厚度小于或等于2. 5毫米(2. 5mm)。相应地，在上述过程中制造的材料可被容易地压缩但仍足够硬以在运输状态期间经受与环的接触并保持环位置，且所述材料包括足够的粘性以在发动机装配期间粘附到凹槽的侧面，直到环被压缩到压缩状态。此外，该材料包括大于一百五十度华氏度(150° F)的熔点，并可溶解在发动机润滑油中。相应地，上述材料理想地适合用作定心装置，在安装到汽缸体的膛中之前，当环处于自由状态(即非压缩状态)时，所述定心装置用于将环在凹槽内定心。本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述并连同附图而显而易见。
图I是活塞组件的示意性横截面图，示出在非压缩状态下并通过定心装置在凹槽内定心的环。图2是制造用作定心装置的材料的方法的示意性流程图，当环处于自由状态，即非压缩状态时，在插入到汽缸体的膛中之前，该定心装置将环在活塞的凹槽内定心。
具体实施例方式参考图1，活塞组件大致在26处示出。活塞组件26包括环形本体28，该环形本体具有沿纵向轴线30布置的中心。环形本体28包括外侧表面32，该外侧表面32限定至少一个凹槽34，其被绕环形本体28周向地布置，并与纵向轴线30同心。凹槽34包括限定外凹槽直径的外凹槽边缘36和限定内凹槽直径的根部(root)40。通常，环形本体28包括沿纵向轴线30彼此轴向隔开的三个凹槽34。然而，应该意识到，凹槽34的数量可以与此处示出和描述的不同。活塞组件26还包括至少一个环44,每个凹槽34内布置有一个环44。相应地,应该意识到，活塞组件26包括相应数量的环44和凹槽34。环44包括切口 46,该切口 46限定跨过环44径向延伸的间隙48。相应地，环44包括垂直于纵向轴线30的非连续大致圆形的形状。环44中的切口 46允许环44从非压缩状态(在图I中示出)向压缩状态(未示出)的径向压缩。环44包括限定内环直径的内面50和限定外环直径的外面54。环44通常被偏置到非压缩状态。凹槽34的深度(即在外凹槽边缘36和根部40之间的径向距离)大于环44的宽度(即环44的内面50和环44的外面54之间的径向距离)。另外，环44的外环直径当在非压缩状态下时大于外凹槽直径。活塞组件26还包括定心装置58。定心装置58被布置在凹槽34内，在环44的内面50和凹槽34的根部40之间。定心装置58限定大于内凹槽直径的内装置直径。另外，定心装置58限定小于环44处于非压缩状态时的内环直径的外装置直径。定心装置58被配置用于将环44与凹槽34的根部径向相隔，以当环44处于非压缩状态时阻止环44的内面50径向向外移动超过凹槽34的外边缘。相应地，定心装置58将环44与环形本体28的纵向轴线30大致同心地并相对于凹槽34定心。当环44处于非压缩状态时，通过将环44在凹槽34内定心，定心装置58防止环44的内面50的在间隙48处的角部卡在外凹槽边缘36上，及由此防止环“弹出”，这种弹出可能导致将活塞组件26装配到膛中时出现问题。 定心装置58应该可被容易地压缩但仍足够硬以在运输状态期间经受与环44的接触并保持环位置，包括足够的粘性以在发动机装配期间粘附到凹槽的侧面直到环被压缩到压缩状态，包括大于一百五十华氏度(150° F)的熔点，且可在发动机润滑油、即马达油中溶解。一种制造适于用作定心装置58的材料的方法在下面被描述并在图2中示出。该方法，大致在70处示出，包括加热矿脂(petrolatum)材料,大致由框72指出，以形成液态,即矿脂材料被加热直到矿脂材料熔化并形成液体。如在此处使用的矿脂材料包括从石油获得的碳氢化合物的广阔群的半固态混合物，且可以包括但不限于重润滑油的蜡副产物。矿脂材料包括等于或大于0. 80的比重。更优选地，矿脂材料包括等于0. 86的比重。矿脂材料被加热到足以熔化矿脂材料的温度。例如，矿脂材料可以被加热到至少两百华氏度(200° F)的温度，以便熔化矿脂材料并将矿脂材料变成液态。然而，应该意识到，矿脂材料可以被加热到小于两百华氏度(200° F)且足以熔化矿脂材料的温度。该方法还包括加热巴西棕榈腊(carnauba wax)材料,大致由框74指出，以形成液态，即巴西棕榈蜡材料被加热直到巴西棕榈蜡材料熔化并形成液体。如此处使用的巴西棕榈腊材料包括从Copernicia Prunifera棕榈树、即巴西棕榈的叶子获得的腊。巴西棕榈腊材料有时称为巴西腊(Brazil wax)和/或棕榈腊(palm wax)。巴西棕榈腊材料包括等于或大于0.80的比重。更具体地，巴西棕榈蜡材料包括等于0.83的比重。巴西棕榈蜡材料被加热到足以熔化巴西棕榈蜡材料的温度。例如，巴西棕榈蜡材料可以被加热到至少两百华氏度(200° F)的温度，以便熔化巴西棕榈蜡材料并将巴西棕榈蜡材料变成液态。然而，应该意识到，巴西棕榈蜡材料可以被加热到小于两百华氏度(200° F)且足以熔化巴西棕榈蜡材料的温度。一旦矿脂材料和巴西棕榈蜡材料被加热到它们各自的液态，液体矿脂材料和液体巴西棕榈蜡材料被组合，通常由框76指示，以限定混合物。液体矿脂材料和液体巴西棕榈蜡材料以一比例被组合，该比例具有基于一百(100)份混合物质量而液体矿脂材料质量在七十(70)至九十(90)份之间与基于一百(100)份混合物质量而巴西棕榈蜡材料质量在十
(10)至三十(30)份之间相比的范围。优选地，液体矿脂材料和液体巴西棕榈蜡材料以一比例被组合，该比例等于基于一百(100)份混合物质量而液体矿脂材料质量为八十(80)份与基于一百(100)份混合物质量而巴西棕榈蜡材料质量为二十(20)份相比。矿脂材料和巴西棕榈蜡材料可以以任何合适的方式组合，包括但不限于将每种材料注入容器并将组合物搅拌或以其他方式混合为矿脂材料和巴西棕榈蜡材料的均匀混合物。在矿脂材料和巴西棕榈蜡材料被组合以形成混合物之后，该方法随后还包括在冷却混合物之前，加热混合物以将混合物保持在液态持续预定的时间段，大致由框78指示。混合物可以被加热到至少两百华氏度(200° F)的温度持续等于或大于二十分钟(20min)的时间段，更优选地，持续等于或大于三十分钟(30min)的时间段。然而，应意识到，液体混合物被保持在液态所处的温度，以及液体混合物被保持所在的预定时间段，可以不同于此处披露的特定温度和时间段。
一旦混合物已被加热和保持在液态持续预定的时间段，该方法还包括冷却混合物，大致由框80指示。混合物被初始地冷却到等于或大于一百五十华氏度(150° F)的温度，以形成混合物的固态块体。混合物被冷却到混合物的熔点以下的温度，但该温度大于一百五十华氏度(150° F)。同样地，应意识到，混合物的熔点大于一百五十华氏度(150° F)。当混合物冷却到熔点以下的温度时，混合物固化，并从液态变为固态，由此形成块体。如在此使用的，术语块体可以包括在固态的混合物的任何形状和/或构造。一旦混合物已初始地冷却到混合物的熔点以下并形成块体，混合物被进一步冷却到室温。例如，固化的混合物可以被冷却到等于或低于八十华氏度(80° F)的室温。一旦固化的混合物的块体被冷却到室温，该方法还包括去除混合物的层，大致由框82指示。固化的混合物的层以厚度小于预定最大厚度的层的形式从混合物的块体去除。混合物的层的预定最大厚度可以包括小于或等于2. 5毫米(2.5_)的厚度。更优选地，混合物的层的预定最大厚度可以小于或等于I毫米(1.0_)。层可以以任何合适的方式被去除，包括但不限于从块体刮去这些层。在混合物的层从块体去除之后，该方法可以包括将混合物的被去除的层形成为产品形状，大致由框84示出。成品形状可以包括适于用在产品中的任何形状，包括但不限于混合物的小直径细长股。一旦被形成为产品形状，混合物可以随后被储存在气密容器中，直到需要用于生产。混合物当以上述方式生产时呈现了用作定心装置58所需的必需的特性，该定心装置58用于在活塞安装到汽缸体之前将环44在活塞的凹槽34内定心。更具体地，混合物可被容易地压缩但仍足够硬以在运输状态期间经受与环44的接触并保持环44的恰当位置。混合物包括足够的粘性以在发动机装配期间粘附到凹槽34的侧面，直到环44被压缩到压缩状态。混合物包括大于一百五十华氏度(150° F)的熔点，以防止在发动机装配之前在运输期间熔化，且混合物在发动机润滑油中可溶，从而一旦发动机被装配和起动，混合物将熔化和溶解在发动机润滑油中。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
权利要求
1.一种制造材料的方法，该材料用于当环处于自由状态时将环在活塞的凹槽内定心，该方法包括 加热矿脂材料以形成液态； 加热巴西棕榈蜡材料以形成液态； 组合液体矿脂材料和液体巴西棕榈蜡材料以限定混合物,其中，液体矿脂材料和液体巴西棕榈蜡材料以ー比例被组合，该比例为基于一百(100)份混合物质量而液体矿脂材料质量在七十(70)至九十(90)份之间与基于ー百(100)份混合物质量而巴西棕榈蜡材料质量在十(10)至三十(30)份之间相比 '及 冷却混合物到等于或大于ー百五十华氏度(150° F)的温度，以形成混合物的固态块体。
2.如权利要求I所述的方法，还包括在冷却混合物之前加热混合物以将混合物保持在液态持续预定的时间段。
3.如权利要求2所述的方法，其中，加热混合物以将混合物保持在液态持续预定的时间段还被定义为，加热混合物到至少两百华氏度(200° F)的温度，以将混合物保持在液态持续预定的时间段。
4.如权利要求I所述的方法，其中，加热矿脂材料以形成液态还被定义为，加热矿脂材料到至少两百华氏度(200° F)的温度。
5.如权利要求I所述的方法，其中，加热巴西棕榈蜡材料以形成液态还被定义为，加热巴西棕榈蜡材材料到至少两百华氏度(200° F)的温度。
6.如权利要求I所述的方法，还包括冷却混合物的块体到等于或小于八十华氏度(80° F)的温度。
7.如权利要求6所述的方法，还包括，在混合物的块体已被冷却到等于或小于八十华氏度(80° F)的温度之后，将混合物的层从混合物的块体去除。
8.如权利要求7所述的方法，其中，将混合物的层从混合物的块体去除还被定义为，将混合物的层以厚度小于预定最大厚度的层的方式从混合物的块体去除。
9.如权利要求8所述的方法，其中，混合物的层的预定最大厚度小于或等于2.5毫米(2. 5mm)。
10.如权利要求I所述的方法，其中，矿脂材料包括等于或大于0.80的比重。
全文摘要
本发明涉及一种制造将环在自由状态时在活塞凹槽内定心的材料的方法。所述材料用作定心装置，当环处于非压缩状态时该定心装置将环在活塞的凹槽内定心，所述材料由混合物制造，该混合物具有基于一百(100)份混合物质量有矿脂质量约八十(80)份与巴西棕榈蜡质量约二十(20)份。矿脂和巴西棕榈蜡被加热到液态并随后被组合以形成混合物。一旦被组合，混合物被保持在液态持续预定时间段，在此之后，混合物被冷却到室温以形成混合物的块体。一旦被冷却，混合物的层被从块体上刮除。每层包括等于或小于2.5mm的最大层厚度。
文档编号C08L91/06GK102627861SQ201210023649
公开日2012年8月8日 申请日期2012年2月3日 优先权日2011年2月3日
发明者T.A.托马斯 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司