CN100535424C - 用于内燃机的两段式活塞 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的两段式活塞(1)，该活塞由活塞上部件(2)和活塞下部件(6)构成。在活塞上部件的背离活塞头部的下侧设置有与活塞轴线(15)同轴的圆柱形模制件(24)，在该模制件的背离活塞头部的末部设置有两个沿径向指向外的钩状凸起(27)。活塞下部件(6)在活塞头部一侧具有开口(16)，在将活塞上部件(2)安装到活塞下部件(6)上时，带有凸起(27)的圆柱形模制件(24)插入到该开口中并且被旋转，从而使凸起(27)咬合在开口(16)的边缘下方。

Description

用于内燃机的两段式活塞
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于内燃机的两段式活塞。
背景技术
专利DE 42 03 384 C2中公开了一种由活塞头部和活塞裙构成的两段式活塞，其中，活塞的两个部件利用卡口接头互相连接。在此，在活塞头部模制有一个和活塞裙啮合的颈部，在颈部的末端设置有四个沿径向向外突出的锁定钩头，在连接状态，锁定钩头在下面和活塞裙的沿径向指向内的锁定突起啮合在一起。为了防止卡口接头的误转动，在每个锁定凸出件的下面设计有定位突起，定位突起和锁定钩头各自所属的锁定凹槽啮合在一起。
在这种情况下，其缺点在于，当长形的锁定突起以自身全长与坚硬的无弹性的活塞裙连为一体，会使得设有钩状突起的颈部在内燃机运转时由于活塞的快速往复运动而产生自身的延展，导致活塞两个部件之间由卡口接头构成的连接产生松动。
发明内容
本发明的目的是避免现有技术的缺点，该目的由一种用于内燃机的两段式活塞来实现，该两段式活塞具有活塞上部件，其形成活塞头部，和活塞下部件，其与活塞上部件连接，并且在所述活塞下部件背离活塞头部的一侧设置有活塞裙和分别带有活塞销孔的两个彼此相对的活塞销座，其特征在于，在活塞上部件的背离活塞头部的一侧设置有与活塞轴线同轴的圆柱形模制件，在模制件的背离活塞头部的末端设置有两个沿径向向外指向的彼此相对的钩状凸起，活塞下部件在活塞头部一侧由与活塞裙和与活塞销座连接的分隔壁限定，分隔壁在径向内侧具有与活塞轴线同轴的、可弹性变形的分隔壁区域，分隔壁区域具有与活塞轴线同轴的开口和两个彼此径向相对设置的开槽，开口的径向直径小于所述凸起的径向长度，开槽的径向尺寸大于凸起的径向尺寸，其中开口的背离活塞头部的边缘在开槽的两侧设置有锁定凸缘，在锁定凸缘背离开槽的侧面设置有支架，支架的厚度“X”小于锁定凸缘的最大轴向尺寸，并且圆柱形模制件具有这样的长度，即，通过将凸起插入开槽中并且旋转活塞上部件而将活塞上部件装配到活塞下部件时，凸起咬合到开口的边缘下方。
根据本发明一种有利的设计方案，在圆柱形模制件的背离活塞头部的末端设置有固定销，固定销的端部沿径向伸出模制件的两侧，由此构成凸起。
通过设置在活塞下部件的弹性变形区域中的开口和设置在开口的背离活塞头部的边缘上的锁定凸出件，从而使活塞上部件和下部件之间的持久稳固的锁定连接得以实现，由于此处活塞下部件弹性变形区域持续地向活塞头部的方向偏转距离”x”，从而在圆柱形模制件和活塞上部件上施加了持续的预应力，使得根据本发明的旋转锁定件具有可靠的强度。
附图说明
接下来参考附图对本发明的几个实施例进行说明。图中示出：
图1是具有上部件两段式活塞的截面图，上部件通过根据发明所述的第一设计方案制造的旋转锁定件活塞的下部件连接在一起，
图2是沿图1中的线II-II剖截面，示出了属于旋转锁定件一部分的开口的俯视图，
图3是两段式活塞的截面图，在该截面图中，上部件和下部件通过另外一个设计方案制造的旋转锁定件彼此连接，
图4是活塞的上部件部分和下部件的部分截面图，示出了活塞下部件上的属于旋转锁定件一部分的开口。
具体实施方式
图1在由两个半边构成的截面图中(左半图位于活塞销轴线12的方向上，右半图位于左半图的垂直面上)，示出了两部件式，受冷却的活塞1，活塞由具有活塞头部13的活塞上部件2和活塞下部件6构成。活塞上部件2具有在活塞头部13中成型的燃烧室3，和位于沿径向外侧带有活塞环槽5的活塞环壁4。
活塞下部件6包括箱形的活塞裙7以及两个与活塞裙连接的活塞销座8，活塞销座分别具有用于容纳活塞销(图中未示出)的活塞销孔9。活塞下部件6在活塞头部一侧由分隔壁14界定，分隔壁14在活塞轴线15附近设有薄壁的并且可弹性可变形的分隔壁区域14`，在该区域中部设置属于旋转锁定件一部分的开口16，旋转锁定件将活塞上部件2和活塞下部件部分6连接在一起。
在背离活塞头部13的下侧，外冷却通道10、10`沿径向外侧在活塞上部件2中成型，冷却通道在径向外侧由活塞环壁4来界定，在径向内侧部分由活塞头部13，部分地由在活塞头部侧的、设置在分隔壁14上的环形支承肋17来界定，该环形支承肋形成用于支撑活塞上部件2的环形支架18。
如图1的左侧截面图所示，外冷却通道10的背离活塞头部的下侧可由一个在支承肋17上形成的环绕的圆盘形的盖板19进行封闭。如图1右侧截面图所示，应用环状的盘簧20来封闭冷却通道10`的下侧也是另一选择，盘簧径向内侧在压力的作用下抵靠在在支承肋17的径向外侧上设置的环形支架21上，盘簧径向外侧抵靠在凹槽22中，该凹槽在环壁4的背离活塞顶13的端面23中成型。盖板19和盘簧20都具有在图中未示出的冷却油入口和冷却油排出口，冷却油通过这些开口导入到冷却通道10、10`中，并且又从排出口排出。
为了改善在冷却通道10中流动的冷却油的冷却效果，如图1的左侧截面图所示，冷却通道10的上方可以具有冷却肋25。此外，如图1的右侧截面图所示，通过在冷却通道上方设有钻孔26，也是一种改善在冷却通道10`中流动的冷却油的冷却效果的途径。
内冷却通道11在径向内侧与支承肋17连接，内冷却通道11的上底面由活塞头部13构成，下底面由分隔壁区域14`构成。内冷却通道11在径向外侧由支承肋17界定，在径向内侧由与活塞轴线15同轴设置的圆柱形模制件24界定，该模制件设置在活塞头部13的下侧。在外冷却通道10、10`和内冷却通道11之间设置有在图中没有示出的溢流槽，冷却油也可以通过溢流槽从外冷却通道流到内冷却通道中。处于内冷却通道11中的冷却油通过开口16流入到活塞内部。
在圆柱形模制件24的背远离活塞顶13的末端，设置有两个彼此相对的、沿径向指向的钩状突起，这些钩状突起被作为钩状模制件27设置在在模制件24上，并且为了活塞上部件2和活塞下部件6的固定，钩状模制件以旋转锁定件的形式咬合在开口16的边缘上。在图1中仅仅可以看到两个模制件27位于左侧的一个，这是因为图1的右侧截面垂直于左侧截面，从而模制件27在视线方向位于在圆柱形模制件24的后面，并且被圆柱形模制件遮住。如接下来进一步说明的，内部的分隔壁区域14`的弹性有助提高旋转锁定件的强度。
沿着图1中的线II-II剖取并在图2中示出的截面，示出了设置在分隔壁区域14`上的开口16的俯视情况，如在图1中示出的，开口设置有两个彼此相对的凹槽30。在图中还示出了经剖视的圆柱形模制件24，以及部分经俯视部分用虚线画出了的在模制件24的背离活塞头部的末端设置的钩状模制件27。在图2中，这些模制件处于和开口16的边缘咬合的状态。在将活塞上部件2装配到活塞下部件6上时，两个部件2、6彼此处于这样的状态，钩状的模制件27相对于图2中示出的位置旋转90度，从而使这些模制件可以穿过凹槽30。由此，如果活塞上部件2抵靠在活塞下部件6的支架18上，并且同时钩状模制件27足够深地插入到开口16中，那么将活塞上部件2旋转90度，使得钩状模制件27处于在图2中示出的位置，此时，模制件咬合在开口16的边缘背面，进而将活塞上部件2与活塞下部件6连接在一起。
图3示出了旋转锁定件的另一个设计方案，其中，在背离活塞顶13的圆柱形模制件24的末部设置有两个彼此相对的凸起28`，这些凸起由固定销28构成，固定销设置在圆柱形模制件24的球形端部24`的通孔中，并且在两侧穿孔从而形成凸起28`。在此，当活塞1装配完时，凸起28`咬合在开口16的边缘上。出于所选择的图示形式(图3右侧示出的半截面垂直于图3左侧所示半截面)的原因，在图3的左侧半截面中示出了固定销28的侧视视图，而在图3的右半截面中示出了固定销的横截视图。
以放大的部分截面图4示出了开口16，在开口的下部边缘设置用于未在图4中示出的凸起27、28`的导槽29。在开口16的两侧设置有开槽30，开槽具有径向尺寸，径向尺寸大于凸起27、28`的径向尺寸，使得活塞上部件2相对于活塞下部件6处于这样的位置时(在该位置时，凸起27、28`和开槽30的方向相同)，带有凸起27、28`的圆柱形模制件24可以轻松地插入到开口16中。在连接时，活塞上部件2旋转，从而凸起27、28`被强制越过在开槽30的两侧设置的锁定凸缘31、31`，同时，内部分隔壁区域14`短时间向活塞头部13偏转。在此，锁定凸缘31、31`起到防止旋转锁定件脱开的作用。
随着进一步旋转活塞上部件2，凸起27、28`与处于锁定凸缘31，31`之间的导槽29的平躺区域32接合，该区域具有厚度为“X”的支架33，该厚度小于锁定凸缘31、31`的最大轴向尺寸。在此，通过厚度为“X”的支架33可以保证分隔壁区域14`持续地向活塞头部13的方向偏转，从而在圆柱形模制件24和活塞上部件2上施加了持续的预应力，使得发明所述的旋转锁定件具有可靠的强度。
参考符号
X支架33的厚度
1活塞
2活塞上部件
3活塞燃烧室
4活塞环壁
5活塞环槽
6活塞下部件
7活塞裙
8活塞销座
9活塞销孔
10，10`外冷却通道
11内冷却通道
12活塞销轴线
13活塞头部
14分隔壁
14`分隔壁区域
15活塞轴线
16开口
17支承肋
18支架
19盖板
20盘簧
21支架
22开槽
23活塞环壁4的端面
24圆柱形模制件
24’圆柱形模制件的球形末端
25冷却肋
26钻孔
27凸起，钩状模制件
28固定销
28`固定销28的凸起
29导槽
30开槽
31、31`锁定凸缘
32导槽29的平躺区域
33支架

Claims (2)

1.一种用于内燃机的两段式活塞(1)，具有
-活塞上部件(2)，其形成活塞头部(13)，和
-活塞下部件(6)，其与活塞上部件(2)连接，并且在所述活塞下部件背离活塞头部的一侧设置有活塞裙(7)和分别带有活塞销孔(9)的两个彼此相对的活塞销座(8)，
其特征在于，
-在活塞上部件(2)的背离活塞头部的一侧设置有与活塞轴线(15)同轴的圆柱形模制件(24)，在模制件的背离活塞头部的末端设置有两个沿径向向外指向的彼此相对的钩状凸起(27、28`)，
-活塞下部件(6)在活塞头部一侧由与活塞裙(7)和与活塞销座(8)连接的分隔壁(14)限定，分隔壁(14)在径向内侧具有与活塞轴线(15)同轴的、可弹性变形的分隔壁区域(14`)，分隔壁区域具有与活塞轴线(15)同轴的开口(16)和两个彼此径向相对设置的开槽(30)，开口的径向直径小于所述凸起(27、28`)的径向长度，开槽(30)的径向尺寸大于凸起(27、28`)的径向尺寸，其中开口(16)的背离活塞头部的边缘在开槽(30)的两侧设置有锁定凸缘(31、31`)，在锁定凸缘(31、31`)背离开槽(30)的侧面设置有支架(33)，支架的厚度“X”小于锁定凸缘(31、31`)的最大轴向尺寸，并且
-圆柱形模制件(24)具有这样的长度，即，通过将凸起(27、28`)插入开槽(30)中并且旋转活塞上部件(2)而将活塞上部件(2)装配到活塞下部件(6)时，凸起(27、28`)咬合到开口(16)的边缘下方。
2.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，在圆柱形模制件(24)的背离活塞头部的末端设置有固定销(28)，固定销的端部沿径向伸出模制件(24)的两侧，由此构成凸起(28`)。
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