CN105377482A - 用于内燃机的活塞的轴向小尺寸的梯形环的加工过程 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造用于内燃机的活塞(1)的方法，该活塞具有环绕的梯形的环槽(2)，该环槽用于容纳轴向小尺寸的梯形环，该环槽具有槽底(5)连同连接在该槽底上的面(6、7)和槽侧面(3、4)，根据本发明，在第一方法步骤中，通过利用刀具(15)的加工来构成槽底(5)连同连接在该槽底上的面(6、7)，并且在另外的方法步骤中构成槽侧面(3、4)。此外还要求保护一种根据上述的方法制成的活塞(1)以及一种刀具(15)。

Description

用于内燃机的活塞的轴向小尺寸的梯形环的加工过程
技术领域
本发明涉及一种梯形环、一种在活塞中的用于该梯形环的槽的制造方法和一种包括具有这种梯形环的活塞的复合件。
背景技术
用于活塞的嵌入在活塞的活塞环区中的对应槽中的梯形环例如由EP0398993B1(DE68919074T2)、DE4119908A1、DE112011100377T5、DE102007057840A1、DE19616474A1、DE3034519C2或DE944761中已知。然而，在上面提及的文献中公开的梯形的环槽不适用于容纳具有轴向小的结构高度的梯形环，这导致活塞沿着平行于活塞冲程轴线的方向有较大的延伸长度。
DE4341386C2公开一种用于内燃机活塞的密封单元，该密封单元具有设置在活塞顶岸中的环槽，该环槽具有锥形构造的上部的槽侧面，用于容纳构成有对应的侧面的活塞环。在此，活塞环位于活塞的面向燃烧室的上部区域上，这导致活塞环的提高的磨损。
由于梯形环的迄今采用的结构高度，尤其是在批量生产条件下难以解决的是：制造在其轴向高度上从外部朝向活塞冲程轴线减小的梯形槽。但另一方面，要求梯形环有小的高度，以便减小活塞高度。
发明内容
因此，根据本发明提供一种梯形环，该梯形环具有梯形的横截面并且同时相对于已知的梯形环具有减小的结构高度。优选地，梯形环的朝向活塞冲程轴线向内指向的最大高度小于等于1mm。这种尺寸在批量制造梯形的环槽时至今不能实现，因为对此所需的用于切削加工以实现环槽的刀具不允许最大高度为1mm的内部尺寸。因此还规定，梯形的环槽在两个步骤中制成。首先使用一种刀具，从外向内朝向活塞冲程轴线观察，该刀具具有梯形的轮廓，并且该刀具在指向内的端部上具有两个彼此平行定向的侧面或者说面。利用这种刀具对槽进行预开槽，并且随后在第二步骤中完成对槽侧面的加工，使得相应地构成的并且具有小的结构高度的梯形环能够嵌入该槽中。最终，在完成这些过程之后提供成品活塞，该成品活塞具有小高度的梯形的环槽，在该环槽中嵌入有相应小的结构高度的梯形环，并且这种活塞能够安装在内燃机的气缸中。
根据本发明提供一种用于制造用于内燃机的活塞的方法，该活塞具有用于容纳轴向小尺寸的梯形环的、环绕的梯形的环槽，该环槽具有槽底连同连接在槽底上的面以及槽侧面，在该方法中，在第一方法步骤中通过利用刀具的加工来构成槽底连同所述连接在槽底上的面，并且在另一方法步骤中构成槽侧面。通过将梯形槽的制造分成两个方法步骤可以实现具有小的结构高度的槽底。
此外规定的是，对环槽的加工如此进行，使得所述连接在槽底上的面彼此平行地或近似平行地延伸。由此可以显著地提高工具耐用度并且因而确保梯形环一直被容纳到槽底。
也力求达到的是，对环槽的加工如此进行，使得各槽侧面梯形地彼此定向。通过槽侧面的漏斗形的或梯形的设置，使得梯形环更容易一直被容纳到槽底。
此外规定，通过对环槽的加工在所述面和所述槽侧面之间构成过渡区域。槽底能够实现在梯形环面向活塞冲程轴线的一侧上容纳和固定梯形环。
所述方法如此实施，使得槽底在加工之后具有小于2mm的、优选小于1.5mm的、尤其小于1mm的结构高度。因此，梯形的环槽能够容纳具有小的轴向延伸长度的梯形环。由此又能实现小的活塞结构高度。
用于实施方法的刀具构造为，使得刀具在其构成稍后的槽底的端部上具有平行的或者近似平行的面。由此在高的工具耐用度和由此产生小的磨损的情况下能够在槽底的区域中获得小的结构高度。
刀具如此构造，使得从活塞冲程轴线向外定向的梯形面连接到所述近似平行的面上。有利地，在第一方法步骤中已经构成各槽侧面相对于彼此的未来位置。在另外的方法步骤中仅还需加工出梯形的各槽面相对于彼此的精确的尺寸。
附图说明
借助于下面描述的附图进一步阐明本发明。
图1是活塞的示意图；
图2是相应于实际状态的具有梯形槽的活塞环区的局部图；
图3是相应于实际状态的刀具的示意性剖视图；
图4是在按本发明的第一加工步骤之后梯形槽的剖视图；
图5是用于实施按本发明的加工过程的刀具的示意性剖视图；并且
图6是在实施按本发明的第二加工步骤之后的梯形槽的示意性剖视图。
具体实施方式
图2和3示出实际状态，并且图1、4、5和6示出按本发明的解决方案。
对于两个实施例中的相同的元件设有相同的附图标记。
在下面的附图说明中，术语如上、下、左、右、前、后等仅涉及装置和其它元件在相应的附图中所选择的示例性的描述和位置。这些术语应理解为非限制性的，也就是说，由于不同的位置和/或镜像对称布置或类似情况，这些关系可能改变。
图1示出活塞1的示意图，该活塞具有梯形的径向环绕的环槽2，该环槽具有槽侧面3、4以及槽底5。与槽底5相邻地设有侧面6、7，这些侧面彼此近似平行地定向。环槽2是活塞环区8的一部分，该活塞环区具有另外的不同设计的环槽9、10和11。
在图2中可见，环槽2的最小结构高度h1在该实施例中为1.96mm。在该图中示出的理想情况(即梯形槽向内指向地进一步会聚，例如会聚到0.17mm的结构高度h2上)实际上不可能形成，因为利用具有小于等于1mm的结构高度h3的刀具12会出现磨损。该磨损是由面13、14从外向内朝向活塞冲程轴线(在观察示出刀具12的图3时是从左向右)的完整的梯形轮廓引起的。这意味着，借助于该结构、在该处示出的工具12和制造方法，小的高度的梯形环和梯形构造的环槽2不可能具有期望的小的结构高度。对于从槽底5到侧面6、7的过渡部例如设有半径R1为0.3的(圆角)。张开角度α例如设置为15度12分。
与之相比，根据按本发明的解决方案(在图4中示出)规定，首先对槽2预开槽。为此使用在其横截面方面特殊的刀具15(在图5中示出)。所述横截面首先从外向内以梯形面16、17渐收，并且之后延伸成两个平行的面18、19。利用所示的刀具的该横截面对槽2预开槽，从而能够实现槽底5具有至少一毫米亦或更小的结构高度h4。对于从槽底5到侧面6、7的过渡部例如设有半径R2为0.2的(圆角)。张开角度α例如设置为15度12分。
在图6示出的第二步骤中完成对槽侧面3、4的加工，从而不再需要借助在横截面中对应成形的第二刀具(未示出)从活塞毛坯中去除全部材料，而是仅还需在表面上进行槽侧面3、4的加工。
附图标记列表
1活塞
2梯形的环槽
3槽侧面
4槽侧面
5槽底
6侧面
7侧面
8活塞环区
9环槽
10环槽
11环槽
12刀具
13面
14面
15刀具
16面
17面
18面
19面
h1结构高度
h2结构高度
h3结构高度
h4结构高度
α角度
R1半径
R2半径

Claims (10)

1.用于制造用于内燃机的活塞(1)的方法，该活塞具有环绕的梯形的环槽(2)，用于容纳轴向小尺寸的梯形环，该环槽具有槽底(5)连同连接在该槽底上的面(6、7)和槽侧面(3、4)，其特征在于，在第一方法步骤中，通过利用刀具(15)的加工来构成槽底(5)连同连接在该槽底上的面(6、7)，并且在另外的方法步骤中构成槽侧面(3、4)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述环槽(2)的加工如此进行，使得所述连接在槽底(5)上的面(6、7)彼此平行地或近似平行地延伸。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述环槽(2)的加工如此进行，使得各槽侧面(3、4)梯形地彼此定向。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，通过对环槽(2)的加工在所述面(6、7)和所述槽侧面(3、4)之间构成过渡区域。
5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述槽底(5)在加工之后具有小于2mm的、优选小于1.5mm的、尤其是小于1mm的结构高度h4。
6.用于实施根据权利要求1所述的方法的刀具(15)，其特征在于，所述刀具(15)在其构成稍后的槽底(5)的端部上具有平行的或者近似平行的面(18、19)。
7.根据权利要求6所述的刀具(15)，其特征在于，从活塞冲程轴线向外定向的梯形面(16、17)连接到所述近似平行的面(18、19)上。
8.梯形环，其特征在于，所述梯形环适用于容纳在根据权利要求1至5的方法制成的梯形的环槽(2)中。
9.活塞(1)，其特征在于，所述活塞根据权利要求1至5的方法制成。
10.活塞(1)，其特征在于，所述活塞具有至少一个根据权利要求8所述的梯形环。
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