CN100510366C - 内燃机组装活塞 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内燃机组装活塞(1)，该活塞由带有燃烧腔(8)的上部(4)，和通过螺钉(6)与上部拧紧的下部(5)共同组成，该螺钉(6)的轴线与活塞轴线(31)共线。该螺钉(6)是作为螺纹销钉而形成，该螺纹销钉包括在活塞内侧上的内六角(6’)以及在活塞顶侧上的头部(6”)，其中该头部(6”)构成燃烧腔(8)底部的一部分并且在拧紧状态下与燃烧腔(8)的底部齐平。

Description

内燃机组装活塞
技术领域
本发明涉及一种内燃机组装活塞，该活塞包括构成活塞顶且带有燃烧腔的上部，该上部具有设置在背向活塞顶的下侧上且相对于活塞纵轴线回转对称的环形凹进处；此外，该活塞还包括下部，该下部借助与活塞轴线同轴设置的螺钉与上部旋紧在一起，该下部包括：两个在下侧上相互间隔设置且各自带有一个活塞销座孔的活塞销座，将活塞销座相互连接的活塞裙元件，以及设置在上侧且相对于活塞纵轴线回转对称的环形凹进处，该凹进处与上部的凹进处共同构成内部冷却通道。
背景技术
由一上部组成的组装活塞，在该上部上借助外六角螺钉旋有一下部，这种活塞在现有技术中被普遍熟知的，例如在公开文献DE 32 49 290 T1中就有描述。在这里，外六角螺栓的螺栓头通常安置在活塞内侧上，这本身带来这样的必要性，即该上部带有内螺纹盲孔，这样才能将上部和下部相互旋紧在一起。这具有这样的缺点，即盲孔对空间的需求和螺钉头部对空间的需求相对比较大，因此活塞的压缩高度值也相对较大，从而整个活塞具有一个相当大的轴向总长。
发明内容
本发明所要解决的问题在于，避免上述现有技术中的缺点，提供一种压缩高度尽可能小和轴向总长尽可能短的组装活塞。
这个问题将通过如下特征得到解决：
-在上部内，与活塞轴线同轴地引入通孔，该通孔带有位于活塞顶侧的环形凹进处，该凹进处具有比该通孔大的径向直径；
-在下部内，与活塞轴线同轴地引入带有内螺纹的通孔，该内螺纹的径向直径稍稍小于位于上部的通孔的直径；以及
-螺钉是作为螺纹销钉而形成，该螺纹销钉包括与位于下部的通孔的内螺纹一致的外螺纹，位于在活塞内侧的内六角以及在活塞顶侧上与位于上部的通孔的凹进处形状互补的头部，该螺钉是这样形成，使得头部构成燃烧腔底部的一部分并且在拧紧状态下与燃烧腔的底部齐平。
上述技术方案产生了额外的优点，即在按照发明中使用的内六角螺钉具有一个相对较大的径向螺纹直径，由此就能实现减小升角从而提高螺纹连接的强度。此外，增加了支承螺纹面，这有利于进一步改善螺纹连接的强度，因为这样可以减小以下危险：螺钉以及接收该螺钉的螺纹孔的螺纹轮廓侧面剪断。
在本发明的一种有利的设计方案中，活塞下部具有碟形弹簧式(tellerfederart)的弹性的可变形区域，在该区域内加工有用于内六角螺钉的螺纹，由此对内六角螺钉产生一预紧力，该预紧力有助于进一步提高螺纹连接的强度
附图说明
下面借助一附图来描述本发明的一个实施例。该图以一个由两半组成的截面图表示的内燃机组装活塞，该截面图显示了两个相互交错90度的活塞纵截面图，该活塞由上部和下部组成。
附图标记说明：
1：活塞
2：纵轴线
3，3’：活塞销座孔
4：上部
5：下部
6：螺钉；螺纹销钉
6’：螺纹销钉的内六角
6”：位于背向内六角的一侧的螺纹销钉的头部
7：活塞顶
8：燃烧腔
9：环带
10，11，12：环槽
13，14：凹进处
15：外部冷却通道
16：环形凸缘
17：环形肋
18：第一支承面
19：第二支承面
20，21：凹进处
22：内部冷却通道
23：进油孔
24：活塞内部空间
25：油通道
26：出油孔
27，27’：活塞销座
28：凸缘
29：环形壁
30：凹进处
31：活塞1的轴线
32，32’：活塞裙元件
33：在活塞内部空间24和凹进处21之间的区域
34：通孔
35：凹进处
36：通孔
37：内螺纹
38：螺纹销钉6的外螺纹
39：螺纹销钉6的膨胀区域
具体实施方式
附图用截面图示出了组装活塞1，该截面图的左半部分表示沿着活塞销座孔3的纵轴线2剖切的活塞1的截面图，而右半部分表示与左半部分交错90度的活塞截面图。活塞1由上部4和下部5组成，这两个部件通过同心设置的螺纹销钉6相互连接，该螺纹销钉包括内六角6’和位于背向内六角的一侧上的平整的头部6”，上部和下部的连接使得螺纹销钉6的头部6’处于活塞内侧。在这里，螺纹销钉6的头部6”的径向直径比外螺纹38的大。螺纹销钉6在头部6”和外螺纹38之间具有一个径向直径比外螺纹38小的膨胀区域39。
优先选择由锻钢来制造活塞1的上部4和下部5。但是同样可以考虑的是，用钢制造上部4以及用铝制造下部5，或者用锻铝制造上部4以及用铸铝制造下部5。
圆柱形的上部4构成活塞顶7，在活塞顶7中形成回转对称的燃烧腔8。上部的径向外部的表面是作为环带9而形成，该环带9具有三个环槽10，11及12，用于接收在图上没有示出的活塞环。上部4上的背向活塞顶7的下侧在径向外部具有环形凹进处13，该环形凹进处13与下部5相应的活塞顶侧的凹进处14共同构成环形的外部冷却通道15，冷却通道15在径向外部以在活塞顶7上形成的环形壁9为界。
外部冷却通道在径向内部部分以设在上部4下侧上的环形凸缘16为界，部分以设在下部5上侧上的环形肋17为界，其中，活塞1的上部4和下部5通过环形凸缘16和环形肋17相互支承。在这里，环形凸缘16具有第一支承面18，而环形肋17具有第二支承面19，环形凸缘16和环形肋17通过这两个支承面相互接合。
在环形凸缘16的径向内部，上部4在其下侧上设有另一个环形凹进处20，该凹进处与在下部5的下侧上形成的另一凹进处21共同构成内部环形冷却通道22。在这里，外部冷却通道15通过进油孔23与活塞内部空间24相通，并通过油通道25与内部冷却通道22相通。内部冷却通道22通过出油孔26与活塞内部空间24相通。为了冷却活塞1，油将会通过在附图中没有画出来的进油孔被喷入外部冷却通道15内，经过一段时间之后通过油通道25流到内部冷却通道22，然后通过出油孔23，26又流回活塞内部空间24。
活塞1的下部5由两个相对的各自带有活塞销孔3，3’的且具有梯形截面的活塞销座27，27’组成，这两个活塞销座是以这样的距离相互间隔设置，使得在它们之间为连杆(在图中未示出)的上部留出位置。此外，下部5具有将活塞销座27，27’相互连接的活塞裙元件32，32’。下部5在活塞顶侧上径向外部具有截面为矩形的环形凸缘28，该环形凸缘与在环形壁29背向活塞顶的端面上在径向内部设置的凹进处30相配合，使得下部5在装配活塞1时，通过凸缘28被导入凹进处30并与上部4对中。
在下部5的活塞顶侧的表面上，紧接该凸缘28径向向内设有凹进处14、环形肋17和另一凹进处21，凹进处14与上部4的凹进处13共同构成外部冷却通道15，凹进处21与上部4的另一凹进处20共同构成内部冷却通道22。在这里，凹进处以这样的程度被加工在活塞下部5内，使得在活塞内部空间24和凹进处21之间形成薄壁区域33，该薄壁区域是碟形弹簧式且有弹性。
在活塞顶内与活塞1的轴线同轴地引入通孔34，该通孔的直径比螺纹销钉6的外螺纹38的直径大一些。该通孔34具有设在活塞顶侧的环形凹进处35，环形凹进处35的直径比螺纹销钉6的头部6”的径向直径大少量的公差尺寸，以及凹进处35的横截面与头部6”的横截面这样相配，使得在将上部4旋紧在下部5上时，该凹进处35能够用于接收螺纹销钉6的头部6”。
在下部的上侧，也就是说，在可弹性弯曲区域33内，形成有带有内螺纹37的通孔36，这是这样形成的，使得螺纹销钉6通过其外螺纹38能够旋入通孔36内。
为了拧紧，首先将上部4安放在下部5上，使得活塞的上部和下部相互布置在一特定的位置上。接着，从上面将螺纹销钉6引入到通孔34内，在下面借助于六角铁在带有内螺纹37的通孔36内将该螺纹销钉拧紧。在通孔36两侧的区域33产生的碟形弹簧式的变形提高了作用在螺纹销钉6上的预紧力，并且由此致使螺纹连接的强度的提高。
螺纹连接强度的进一步提高可以通过这样得到，即螺纹销钉6的外螺纹38由其结构所决定，具有较大的轴向直径，作为通常使用的带有螺钉头部和螺钉杆部的外六角螺钉。当单位螺纹长度的螺旋数保持不变时，径向螺纹直径的增大导致了升角的减小。由于一般地，螺纹的升角越小，螺纹连接强度越大，因此进一步提高了按照本发明的螺纹连接强度。
此外，径向螺纹直径的增大也意味着螺钉以及接收该螺钉的螺纹孔的支承螺纹面的增大。因此可以减小这样的危险，即螺纹面在活塞承受较大载荷时剪断，由此可以避免活塞和发动机受到较大的损害。

Claims (2)

1.内燃机的组装活塞
-由构成活塞顶(7)且带有燃烧腔(8)的上部(4)组成，
＝所述上部具有设置在背向活塞顶的下侧上且相对于活塞纵轴线(31)回转对称的环形凹进处(20)，以及
-此外还由下部(5)组成，该下部借助与活塞轴线(31)同轴设置的螺钉(6)与上部(4)旋紧在一起，该下部包括：
＝两个在下侧上相互间隔设置且各自带有一个活塞销座孔(3，3’)的活塞销座(27，27’)，
＝将活塞销座(27，27’)相互连接的活塞裙元件(32，32’)，以及
＝设置在上侧且相对于活塞纵轴线(31)回转对称的环形凹进处(21)，该凹进处与上部(4)的凹进处(20)共同构成内部冷却通道(22)，
其特征在于，
-在所述上部(4)内，与活塞轴线(31)同轴地引入通孔(34)，该通孔带有位于活塞顶侧的环形凹进处(35)，所述凹进处(35)具有比通孔(34)大的径向直径，
-在所述下部(5)内，与活塞轴线(31)同轴地引入带有内螺纹(37)的通孔(36)，该内螺纹(37)的径向直径小于通孔(34)的直径，以及
-所述螺钉(6)是作为螺纹销钉而形成，该螺纹销钉包括与内螺纹(37)一致的外螺纹(38)，位于在活塞内侧的内六角(6’)以及在活塞顶侧上与所述凹进处(35)形状互补的头部(6”)，所述螺钉是这样形成，使得头部(6”)构成燃烧腔(8)底部的一部分并且在拧紧状态下与燃烧腔(8)的底部齐平。
2.根据权利要求1所述的组装活塞，其特征在于，所述凹进处(21)是以这样的程度形成在活塞下部(5)内，使得在活塞内部空间(24)和凹进处(21)之间产生了薄壁区域(33)，该区域是碟形弹簧式的可弹性变形的并具有带有内螺纹(37)的通孔(36)。
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