CN107756166A - 用于加工活塞的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于加工内燃机的活塞(1)的方法，其中引入至少一个环槽(2)。在此对于本发明必要的是，通过研磨而专门引入所述至少一个环槽(2)。因此能够以成本效益好的方式制造高质量且非常窄的环槽(2)。

Description

用于加工活塞的方法
技术领域
根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种用于加工内燃机的活塞的方法，其中引入至少一个环槽。本发明还涉及一种由该方法加工的活塞。
背景技术
DE102009027647A1公开了一种用于加工内燃机的活塞的普遍类型的方法，其中引入至少一个环槽。为了能够使环槽在该情况下尽可能地耐磨，其中应用有硬阳极氧化层，并且随后由插入到槽中的旋转研磨工具使所述层至少部分地平整。由此能够实现特别平整的槽表面。在该情况下活塞材料中的实际的槽通常通过开凿的方法被预先引入。
通常，所谓的活塞环槽如今已经通过开凿而机械地制造。在该情况下，预先开凿，并且随后在槽壁处(即，在上下侧面处)转弯，从而能够满足所需的公差。考虑到已经使槽变窄，还需要以渐增地用细丝装饰的方式形成为此目的的开凿工具，这特别是在周期时间、工具的耐久性以及质量要求方面具有消极的影响。
发明内容
本发明因此关于如下的问题：针对普遍类型的方法提出一种改进的、或者至少是替代的实施例，其特别是克服了现有技术中已知的缺点。
根据本发明，该问题由独立权利要求1的主题解决。有益的实施例为从属权利要求的主题。
本发明基于如下的基本构思：第一次不再通过切割来制造内燃机的活塞中的环槽，而是专门通过研磨来制造内燃机的活塞中的环槽。在这方面，研磨使得不仅能够实现明显更小的槽宽度，而且在表面条件发明能够实现明显提高质量。这增加了对活塞环的功能方面具有积极影响的表面质量，以及关于短波纹和长波纹的质量。术语“短波纹”以及“长波纹”理解为意味着从限定的平坦度的偏离。短波纹在此由于旋转开凿工具或工件的“抖动”而产生，然而长波纹更加由于以非圆形方式安装旋转开凿工具或工件而产生。而且在此特别有益的是，当在实心材料中研磨环槽时，甚至例如通过排油孔的引入而形成的打断的截面在质量方面不再具有现在所看到的消极影响。当通过开凿制造环槽时，布置在稍后的环槽的区域中的该类型的排油孔能够在波纹形状方面具有消极的影响。当根据本发明在实心材料中研磨至少一个环槽时，与之相比，这种类型的排油孔被简单地研磨，毛刺没有可能在加工中形成。特别是关于毛刺，根据本发明的环槽的研磨在部件清洁方面提供了明显的益处。当根据本发明在环槽中研磨时，而且活塞的材料是怎样硬，以及在某些环境下是否不同硬度的微结构出现在待制造的环槽的区域中(例如在焊接地带的区域中)都是不重要的，这同样关于待制造的环槽的质量提供了主要的益处。纯理论地，通过随后的研磨当然也可以提供环槽的次要的预开凿。
在根据本发明的技术方案的有益的发展中，通过具有研磨盘的旋转研磨工具将至少一个环槽引入。在研磨期间，活塞能够被固定或者可替代地能够绕其活塞轴旋转。特别地，活塞关于研磨盘沿相同方向的同时的旋转(顺时针或逆时针)使其针对至少一个环槽能够以相对快速的方式研磨。不言而喻的是，在此也能够想到或者研磨盘或者活塞被固定地夹紧，并且仅仅相对的部分(即，活塞或研磨盘)旋转。以这种方式关于圆度和平坦度特别高的质量是可能的。不言而喻的是，在此也能够想到部件(活塞与研磨工具)沿相反的方向旋转，但随后通过不同的旋转速度，从而依然获得研磨效果。
在根据本发明的技术方案的进一步有益的实施例中，使用不同的横截面的不同的研磨盘，使得所研磨的环槽具有不同的槽几何结构。通过根据本发明而专门地研磨环槽，第一次能够制造甚至非常窄并且深的环槽，或者由于所使用的研磨盘的对应的横截面形状而也能够制造具有关于彼此倾斜延伸的槽壁的环槽。原则上，事实上在此对于待通过研磨盘制造的槽几何结构没有设定限制。
方便的是，使用具有至少两个平行的研磨盘的研磨工具，通过所述研磨盘同时研磨至少两个环槽。通过使用这样的具有至少两个(优选三个或四个)平行的研磨盘的研磨工具，在大多数有利的情况下对于活塞中的全部所需的环槽能够同时研磨，其结果是明显减少周期时间以及因此明显减少制造成本是可能的。
方便地，至少两个研磨盘具有相同或不同的横截面，以及因此相同的环槽或不同槽几何结构的环槽因此能够同时研磨。由于研磨工具的研磨盘的对应的布置和选择，因此能够较好地在单独的研磨操作中制造一个换部件，能够根据需要通过不同或相同的槽几何结构而精确。
在根据本发明的技术方案的进一步有益的实施例中，至少两个研磨盘具有相同或不同的直径，其结果是，相同的环槽或不同槽深度的环槽能够同时研磨。由于单独的研磨盘的对应的形成，因此能够同时制造多个不同或相同槽深度的槽。
在根据本发明的技术方案的进一步有益的实施例中，研磨盘的旋转轴与活塞轴在至少一个环槽的研磨期间关于彼此平行或倾斜地延伸。除了各个研磨盘的在其外部研磨边缘中的所选择的横截面形状，对应的槽几何结构也能够由一个研磨盘或多个研磨盘的旋转轴的对应的倾斜而制造。
本发明的进一步重要的特征和益处从属权利要求、附图以及基于附图的附图描述变得明白易懂。
不言而喻，在不离开本发明的范围的情况下，上述特征以及依然将在下文中说明的特征不仅能够用于在每种情况下指出的结合中，而且还能够用在其他结合中或者用于它们本身。
附图说明
本发明的优选示例性实施例图示在附图中并且将在以下描述中更加详细地说明，其中相同的附图标记涉及相同或相似或功能上等同的部件。
在附图中，在每种情况下示意性地，
图1示出了当执行根据本发明的方法时在侧视图中的根据本发明的活塞，其中通过研磨而引入至少一个环槽，
图2示出了如图1的图示，只是在倾斜视图中，
图3示出了如图1的图示，只是在平面图中，
图4示出了如图1的图示，只是在截面图中，
图5示出了来自图1的详细图示。
具体实施方式
根据图1至图5，在根据本发明的用于加工内燃机(未示出)的活塞1的方法中，至少一个环槽2通过研磨而专门引入。在活塞1的操作期间，环槽2在此用于活塞环(未示出)的安装，所述活塞环容纳在环槽2中。由于根据本发明通过研磨而专门引入至少一个环槽2的结果，能够克服至今在开凿方法中出现的所有缺点。当将环槽2研磨到活塞1的实心材料中时，能够以最高的质量制造特别是甚至小的槽宽度，例如在1.5mm或更小的区域中；在这些小尺寸中不能通过现有的开凿工具制造这些。具体地，朝向1.5mm以及更小的更窄的环槽2的增加的趋势促进根据本发明的方法的使用。
在根据本发明的方法中，至少一个环槽2被引入，例如通过具有带有对应的研磨边缘8的至少一个研磨盘4的旋转研磨工具3引入。在此，活塞1能够在研磨期间被固定，或者能够绕其活塞轴5旋转。以类似的方式，也可想到研磨工具3与其研磨盘4旋转，或者在绕其旋转轴6的移动期间静止。两个研磨搭档中的至少一个，即，研磨工具3或活塞1需要旋转，从而在至少一个环槽2中研磨。在此优选的是，活塞1沿一个方向旋转，并且同时研磨工具2沿相同的方向旋转，其结果是，能够明显地减少加工时间并且因此也减少了制造成本。不言而喻，也可想到的是，研磨工具3和活塞1固定地夹紧，并且旋转其他部件，即，旋转活塞1或研磨工具3，其结果是关于圆度和平坦度产生特别高的质量。在附图中能够看到的是，活塞1与研磨工具3能够在两个(旋转)方向上移动。除了所描述的可能性，因此还能够通过同样的旋转(两个轴沿相同的方向旋转)或者通过相反的旋转(轴线沿不同的方向旋转)实施研磨。
由于通过根据本发明的研磨而专门引入至少一个环槽2，活塞1的材料怎样硬，以及不同硬度的微结构是否出现在活塞1内(例如在焊接地带的区域中)也都是不重要的。在根据本发明的方法中，在实心材料中实施研磨，也就是说，待制造的环槽2因此决不预开凿或预制造。
当考虑图1至图3时，能够看出的是，研磨工具3在每种情况下具有三个研磨盘4，而且其具有不同的横截面形状，使得该类型的研磨工具3能够同时用于研磨待引入到活塞1中的全部环槽2，这减少了周期时间并且因此也减少了制造成本。根据本发明的主要优点在于无论如何在研磨期间没有毛刺形成的事实；与之相比，在开凿的情况下，这些确实产生并且在部件清洁方面具有消极的效果。
由于结合在研磨工具3中的各个研磨盘4的不同实施例，也能够同时制造不同槽几何结构的环槽2。通过使用相同的研磨盘4，能够同时制造相同的环槽2。
如果使用例如相同的或不同的直径的研磨盘4，也能够同时制造相同的环槽2或不同槽深度t的环槽2。
例如在图4的截面图示以及在那里示出的细节图示A中，示出了具有不同槽深度t1、t2和不同槽宽度b1、b2、b3的环槽2的活塞1。在细节图示A中的最顶部的环槽2可以通过倾斜设定的研磨盘4研磨，或者通过研磨边缘8具有圆锥形状的研磨盘4研磨。在后者的情况下，即使它们具有不同的截面形状、不同的槽宽度b以及不同的槽深度t，各个环槽2也可以通过研磨工具3同时研磨，所述研磨工具3具有在它们的形状、它们的宽度和它们的直径方面不同的研磨盘4。
研磨盘4的旋转轴6或研磨工具3的旋转轴6与活塞轴5在该情况下优选地彼此平行地延伸(参见图1至图3)，如通过图4中的示例所示，但是也可以关于彼此倾斜地延伸。由于旋转轴6的对应的倾斜，不同的沟几何结构能够使用一个且相同的研磨盘4引入到活塞1中。
在至少一个环槽2被研磨之前，对于排油孔7(参见图1)在稍后的通过排油孔7的环槽2的研磨期间也能够无论如何在排油孔7的区域中没有毛刺形成地引入；如果环槽2通过开凿的方法制造，这将不会是可能的。
通过根据本发明的通过对应的研磨工具3专门地研磨环槽2，不仅能够制造具有明显更小的槽宽度b的槽2，而且同时也明显地增加了所制造的环槽2的质量。通过示例，这增加了表面质量，其在活塞环的功能方面具有积极的效果，并且也增加了短波纹和长波纹方面的质量。如迄今的情况那样，即使诸如例如穿过排油孔7的非圆形截面在根据本发明的环槽2的研磨期间也不再对质量有影响。而且，通过由于研磨盘4的事实上自由地可挑选的工具设计而非常可变的沟几何结构，如通过图4和图5中的示例示出的，也不存在倾斜的环槽2(板槽)的机加工性方面的缺点。
通过根据本发明将环槽2研磨到活塞1的实心材料中，因此能够成本效益高地且快速地制造、能够同时具有明显更小的槽宽度b的非常高质量的环槽2。

Claims (13)

1.一种用于加工内燃机的活塞(1)的方法，其中引入至少一个环槽(2)，
其特征在于，
通过研磨而专门引入所述至少一个环槽(2)。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
通过具有至少一个研磨盘(4)的旋转研磨工具(3)而引入至少一个环槽(2)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
在研磨期间，所述活塞(1)被固定或绕其活塞轴(5)旋转。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，
其特征在于，
使用不同横截面的不同的研磨盘(4)，使得通过其研磨的环槽(2)具有不同的槽几何结构。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，
其特征在于，
使用具有至少两个平行的研磨盘(4)的研磨工具(3)，通过所述研磨盘同时研磨至少两个平行的环槽(2)。
6.根据权利要求5所述的方法，
其特征在于，
使用具有至少两个横截面相同或不同的研磨盘(4)的研磨工具(3)，并且因此同时研磨相同的环槽(2)或不同槽几何结构的环槽(2)。
7.根据权利要求5或6所述的方法，
其特征在于，
使用具有至少两个相同或不同直径的研磨盘(4)的研磨工具(3)，并且因此同时研磨相同的环槽(2)或不同槽深度的环槽(2)。
8.根据权利要求2至7中的一项所述的方法，
其特征在于，
所述研磨盘(4)的旋转轴(6)与活塞轴(5)相对于彼此在至少一个环槽(2)的研磨期间平行延伸或倾斜延伸。
9.根据权利要求2至8中的一项所述的方法，
其特征在于，
至少一个研磨盘(4)具有向外变细的边缘，通过所述边缘，环槽(2)具有相对于彼此倾斜延伸的凹槽槽壁。
10.根据权利要求1至9中的一项所述的方法，
其特征在于，
在研磨至少一个环槽(2)前，将至少一个排油孔(7)引入稍后的环槽(2)的区域中。
11.根据权利要求10所述的方法，
其特征在于，
将至少两个排油孔(7)引入稍后的环槽(2)的区域中。
12.前面权利要求中的一项所述的方法，
其特征在于，
通过研磨使用1.5mm的最大槽深度(b)而专门引入所述至少一个环槽(2)。
13.一种活塞(1)，其由根据权利要求1至12中的一项所述的方法加工。
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