[发明专利]内燃机活塞及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的内燃机活塞以及一种根据权利要求5的前序部分所述的用于制造该活塞的方法。

背景技术

在现有技术中已经广泛地熟知一种具有环形通道的活塞，该环形通道用于容纳活塞顶和活塞环带的冷却油并且其起始于活塞顶借助于切削加工工艺安置在活塞体中且随后被封闭。

由德国公开出版物20 17 925及德国专利申请文件12 51 588已知一种通过环形的封闭部件来封闭且安置在活塞顶中的环形通道，该封闭部件采用载荷焊接法固定在环形通道中。这种焊接方法的缺点在于，由于为此而要监测大量的参数，以至于费时、耗能且十分复杂。

由德国专利10 25 221、英国专利853,382以及美国专利3,181,514已知一种安置在活塞顶中的环形通道，其首先通过环形部件来进行封闭，由此填充在另外的凹槽中的、用于封闭环形通道的流体金属不会流入到环形通道中。此外还需要多个方法步骤，这些用于制造环形通道的方法步骤非常复杂且耗费时间。

发明内容

由此，本发明的目的在于避免现有技术中的缺点，并且提出一种用于制造具有环形通道的活塞的方法，该环形通道用于容纳冷却活塞顶和活塞环带的冷却油，该方法能够简便且以较少的时间成本和能耗来实施。

该目的通过独立权利要求以及从属权利要求的特征来实现。本发明的有利的设计方案由从属权利要求给出。

在此，根据本发明所使用的摩擦焊接法来制造活塞的优点在于，基于其简易性而能够良好地适合于自动化生产并且焊接时间较短，从而也缩短了整个活塞的制造时间。

附图说明

接下来本发明将根据附图来详细说明。

附图示出了一个具有环形冷却通道的内燃机活塞，该通道在活塞顶侧利用环形的封闭部件来封闭。

具体实施方式

在附图中以垂直于销轴线2的截面图示出了内燃机活塞1，在截面图中描绘了精加工后的活塞1的轮廓以及用于封闭环形通道4的具有固着装置6的环形封闭部件3，封闭部件3通过该固着装置插入到一摩擦焊接装置(附图中未示出)中。固着装置6在截面上为箭头形，箭头尖端由封闭部件3构成。

活塞1具有活塞顶5，该活塞顶带有在其中成型的活塞顶凹坑7。在靠近活塞顶5的径向外侧处，由三个活塞环槽组成的活塞环带9被添入到圆柱形活塞1的外壳表面8中。在活塞顶凹坑7和活塞环带9之间设置有封闭的环形通道4，其在活塞顶侧通过封闭部件3封闭，该封闭部件在截面上具有等边梯形形状且带有在指向背离活塞顶方向上渐近的侧面16、17。在侧面16、17上，封闭部件3借助于摩擦焊接方法与活塞顶5焊接。环形通道4具有进油口19和排油口20，这些油孔将环形通道4与活塞内腔18连接。

在活塞环带9背离活塞顶的方向处连接到两个相互对置的活塞裙部10、11上，这些活塞裙部分别在两侧通过连接条12、13与两个相互对置的活塞销座连接，由于截面图的位置关系在附图中仅以俯视图示出具有销孔15的活塞销座14。

活塞1和封闭部件3都由钢制成，因此活塞1被赋予相对较大的强度和负荷能力。在制造过程中，首先锻造钢坯件，该坯件具有粗糙的活塞1的轮廓，其带有用于活塞顶凹坑7和活塞内腔18的凹部。随后采用切削加工工艺来对活塞1进行精加工，例如车削、碾磨和开孔。由此而制成销孔15、具有活塞环行凹槽的活塞环带9、活塞裙部10、11的径向外表面和活塞顶凹坑7。

接下来，借助于切削加工工艺在活塞顶凹坑7和活塞顶5外边缘之间的活塞顶5径向外侧区域中以活塞轴线22的方向造型出一个凹部，该凹部具有环形通道4的形状并且在活塞顶侧具有环形的开口21，该开口在横截面上具有和封闭部件3一样的梯形形状。由活塞内腔18向已制成的环形通道4中开孔形成一个进油口19和排油口20。

然后，采用摩擦焊接方法来封闭环形通道4，其中成型后的活塞1被压入到摩擦焊接装置的固定衬垫中，并且带有封闭部件3的固着装置6被压入到摩擦焊接装置的可转动衬垫中。可转动衬垫进行旋转，同时随之转动的封闭部件3被按进固定的活塞1的活塞顶5中的环形开口21中，其中在封闭部件3的侧面16、17和开口21的径向外表面中由于活塞1和封闭部件3之间的相对运动而造成摩擦生热。在产生足够热量之后停止相对运动，随之封闭部件3在增强的力的作用下在开口21中接缝。基于由此而在活塞顶5和封闭部件3之间形成的焊接，环形通道4的开口21被封闭。

摩擦焊接法的优点在于，能良好地适合于自动化生产并且焊接时间较短。