CN103403408B - 内燃机活塞 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内燃机活塞（10），该活塞包括位于外部的环绕的冷却通道（19）和位于内部的冷却室（21），冷却室底部（22）具有由单独的封闭元件（33）封闭的开口（23），该封闭元件具有至少一个冷却油出口（35），其中该封闭元件由至少两个设置在外部边缘上的锁定部件（37）卡紧在设置在冷却室底部（22）的开口（23）的区域内的至少一个锁定槽（34）内。根据本发明，封闭元件（33）具有至少两个弹簧片（38），这两个弹簧片分别这样支撑在设置在活塞的内部的接触面（39）上，即，封闭元件（33）在轴向预应力下保持在锁定槽（34）中。

Description

内燃机活塞
技术领域
本发明涉及一种内燃机活塞，该活塞包括位于外部的环绕的冷却通道和位于内部的冷却室，冷却室底部具有由单独的封闭元件封闭的开口，该封闭元件具有至少一个冷却油出口，其中该封闭元件由至少两个设置在外部边缘上的锁定部件卡紧在设置在冷却室底部的开口的区域内的至少一个锁定槽内。
背景技术
文献DE102008055908A1公开了这类活塞。该活塞的封闭元件用来这样封闭冷却室底部的开口，从位于内部的冷却室排出的冷却油可以可控地向活塞销的方向流动，以润滑活塞销。这里的问题在于，由于在活塞冲程中作用在封闭元件上的力的影响，这种已知的封闭元件在内燃机工作过程中并不能始终可靠地保持在原位上。
发明内容
因此本发明的目的在于，进一步发展这类活塞，使得封闭元件相对于在活塞冲程中作用在封闭元件上的力可靠地固定在适当位置。
该目的由此实现，封闭元件具有至少两个弹簧片，这两个弹簧片分别这样支撑在设置在活塞的内部的接触面上，即，封闭元件在轴向预应力下保持在锁定槽中。
本发明的设计方案能够使冷却室底部中的开口对于在活塞冲程中的作用力可靠而有效地封闭。避免封闭元件的振动。这是通过在装配状态下弹簧片和锁定部件间的弹性预应力来实现。弹性预应力作用在轴向，并且将封闭元件相对于在活塞冲程中的作用力固定在其位置上。弹性预应力可以以已知的方式通过整个封闭元件的厚度以及个别区域的厚度和/或通过封闭元件中引入的凹槽进行调整。
一个优选实施方案设置，将弹簧片分别支撑在轮毂附近区域内设置的接触面上。在这个区域中可以将在轮毂中形成的表面区域作为接触面。这种情况下，在轮毂附近区域内设置至少一个锁定槽，以实现最佳的弹性预应力是适宜的。
在所述至少两个锁定部件和/或所述至少两个弹簧片优选彼此正对。这种布置可以保证最有效的力的分布。
锁定部件优选形成为锁定舌。这种锁定舌非常灵活和有弹性。
封闭元件具有两个或更多冷却油出口，使得冷却油可以以一个非常精确的量从位于内部的冷却室流向活塞底。封闭元件可以由任意材料制成，经证明弹簧钢板是非常适宜的。
封闭元件中的至少一个冷却油出口可以形成为普遍的圆形出口，或者也可以形成为从封闭元件的边缘向内部延伸的缝隙。
锁定部件和/或弹簧片可以由沿径向向内延伸的缝隙(该缝隙从封闭元件的边缘向内延伸并同样作为冷却油的出口)限界。同时提高了锁定部件和弹簧片的柔韧性。
此外可以在活塞内部和封闭元件之间在弹簧片的区域内设置窄的间隙，该间隙同样可以用于控制冷却油的流量。
冷却室底部中的开口和封闭元件一般形成为大体呈圆形。如果冷却室底部中的开口形成为椭圆形或者长孔型，封闭元件也具有相应的形状。
根据本发明的活塞可以成为一件式活塞。该活塞也可以由活塞上部件和/或活塞下部件制成。这些部件可以是铸造零件或锻造零件，或者由钢材制成。通过例如摩擦焊接法连接在一起。
附图说明
下面根据图示详细地说明本发明的实施例。其中以示意性的、未精确按照比例的图示示出：
图1示出了根据本发明的活塞的实施例的剖面图，
图2示出了图1所示的活塞旋转90度后的剖面图，
图3示出了图1所示的活塞的仰视图，
图4示出了用于图1所示的活塞的封闭元件，
图5示出了具有插入的图4所示的封闭元件的图1所示的活塞的透视图，部分为剖面图，
图6示出了图5所示的封闭元件的局部放大图。
具体实施方式
图1至图3示出了根据本发明的活塞10的一个实施例，该实施例中的活塞由钢材料锻造而成。根据本发明的活塞10在该实施例中是一个由多部分组成的活塞，由一个活塞上部件11和一个活塞下部件12组成。活塞上部件11形成活塞顶凹坑13的侧壁区域13a，环形的活塞顶岸14和带有用于接纳活塞环的环形槽的活塞环部15构成。活塞下部件12具有一个带有活塞毂17和轮毂固定部18的活塞裙16。活塞毂17设置有一个用于接纳活塞销的轮毂孔17a。活塞下半部12还形成了活塞顶凹坑13的底部区域13b。活塞上半部11和活塞下半部12形成了一个环绕的外部的冷却通道19。活塞下半部12还具有位于中心的内部的冷却室21。该冷却室21的冷却室底部22设置有一个在本实施例中为长孔形的开口23(参见图2、3)。活塞上部件11和活塞下部件12通过外部结合缝24和内部结合缝25彼此连接(通过焊接法或者钎焊法)。冷却油通道26设置在活塞下部件12中并将冷却室21与冷却通道19相连。冷却油通道26从冷却通道19触发以一个角度向下向冷却室21方向延伸。
图4至图6详细示出了冷却室底部22中的开口23由封闭元件33封闭，封闭元件同冷却室的出口23基本对应，从而可以可靠地封闭该出口。本实施例中的封闭元件33由一个钢板弹簧片制成，厚约0.8mm并卡紧在开口23中。为此在活塞下部件12中的活塞内室的开口23区域内设置两个位于中心的、彼此相对的锁定槽34。或者可以设置一个环绕的锁定槽。
特别从图4中可以看出，在本实施例中的封闭元件33具有大致为矩形的主体41，并在中央有一个开口41a。这个主体41的形状与冷却室底部22的开口23相对应，以便于可以可靠地封闭开口。在主体41的两个纵侧面上分别设置两个成对地彼此正对的弹性的锁定部件37。该本实施例中形成为锁定舌的锁定部件37被径向向内延伸的尽头为圆形36的缝隙35彼此分隔。在主体41的两个端侧面上各有一个弹簧片38。弹簧片38在到主体41的过渡区域径向向内延伸，并由两个尽头为圆形36的缝隙35限界。缝隙35与圆形36与位于中央的出口41a共同作为冷却油出口，使在运行过程中从内部的内冷却室21流出的冷却油能够流向活塞销。缝隙35与圆形36在本实施例中由封闭元件33冲压而成。
在安装过程中，封闭元件33从轮毂孔17a的方向插入冷却室底部22的开口23。然后将弹簧片38装配在活塞10的内部的接触面39上。这个接触面39形成在轮毂附近18的区域内在锁定槽34的下方构成。
在接下来的安装过程中，封闭元件33继续向冷却室21的方向插入，使弹簧片38受到预应力。当锁定部件37到达锁定槽34时，锁定部件37先是弹性地屈服，然后在弹性预应力下咬合住锁定槽34。这样封闭元件33的主体41就完全覆盖住了冷却室底部22中的开口23。如果需要的话，可以在主体41和活塞室内部留一个窄的缝隙42，作为额外的冷却油出口(参见图3)。
最终在安装好的状态下，弹簧片38与封闭元件33的锁定部件37间产生弹性预应力。这个弹性预应力作用在轴向，并且将封闭元件33相对于在活塞冲程中的作用力固定在其位置上。并且可以以已知的方式通过整个封闭元件的厚度以及个别区域的厚度和/或通过封闭元件33中引入的凹槽调整弹性预应力(未示出)。

Claims (10)

1.一种内燃机活塞(10)，所述活塞包括位于外部的环绕的冷却通道(19)和位于内部的冷却室(21)，所述冷却室的冷却室底部(22)具有由单独的封闭元件(33)封闭的开口(23)，所述封闭元件具有至少一个冷却油出口(35)，其中所述封闭元件(33)由至少两个设置在外部边缘上的锁定部件(37)卡紧在设置在所述冷却室底部(22)的开口(23)的区域内的至少一个锁定槽(34)中，其特征在于，所述封闭元件(33)具有至少两个弹簧片(38)，所述弹簧片分别这样支撑在设置在活塞的内部的接触面(39)上，即，所述封闭元件(33)在轴向预应力下保持在锁定槽(34)中，从而在装配状态下，在弹簧片和锁定部件间实现轴向上作用的弹性预应力，其中所述弹簧片(38)分别支撑在设置在轮毂固定部(18)的区域内的接触面(39)上，其中至少有一个锁定槽(34)设置在轮毂固定部(18)的区域内，其中所述至少两个锁定部件(37)和/或至少两个弹簧片(38)彼此正对设置。
2.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述锁定部件(37)形成为锁定舌。
3.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述封闭元件(33)具有两个或更多的冷却油出口(35)。
4.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，至少一个在封闭元件(33)中的所述冷却油出口(35)形成为从封闭元件(33)的边缘径向向内延伸的缝隙。
5.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述若干个锁定部件(37)和/或弹簧片(38)分别由从封闭元件(33)的边缘径向向内延伸的缝隙限界。
6.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述活塞内室与封闭元件(33)之间在弹簧片(38)的区域内设置一个窄的间隙(42)。
7.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，冷却室底部(22)中的开口(23)和封闭元件(33)大体上形成为圆形。
8.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，如果冷却室底部(22)中的开口(23)形成为椭圆形或者长孔形，则封闭元件(33)也形成为相对应的形状。
9.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述封闭元件(33)由弹性钢板制成。
10.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述活塞形成为具有活塞上部件(11)和活塞下部件(12)的由两部分组成的活塞。
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