CN108367340B - 在铸钢活塞和铸铁活塞中铸造的进入开口和排出开口 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造活塞(8)的方法，所述活塞具有借助失去的芯(3)产生的冷却通道(4)，其中，在铸造方法中，在使用在铸造之前被芯(3)插入的铸模的情况下，在使用铸造熔体的情况下铸造活塞毛坯(1)并且在铸造熔体凝固之后将活塞毛坯(1)从铸模中取出，并且随后将芯(3)冲出并且之后对活塞毛坯(1)进行最终加工以用于产生活塞(8)，其中，所述芯(3)延伸直至铸模的一个区域中，所述区域构成活塞毛坯(1)的内部区域并且利用芯(3)在冲出之后形成具有倒圆走向的用于冷却通道(4)的至少一个开口。

Description

在铸钢活塞和铸铁活塞中铸造的进入开口和排出开口
技术领域
本发明涉及一种用于制造活塞的方法，该活塞具有借助失去的芯产生的冷却通道，其中，在铸造方法中，在使用在铸造之前被芯插入的铸模的情况下，在使用铸造熔体的情况下铸造活塞毛坯并且在铸造熔体凝固之后将活塞毛坯从铸模中取出，并且随后将所述芯冲出并且之后进行活塞毛坯的最终加工以用于产生活塞。
背景技术
这种用于制造活塞(该活塞亦称为冷却通道式活塞)的方法由US4559685已知。失去的芯、例如砂芯在其端部上设有金属保持件，其中，在铸模中存在永磁铁，金属保持件安装到所述永磁铁上并且由此被保持。失去的芯的包围该金属保持件的下侧放置在保持装置上(永磁铁在该保持装置中)，从而由此实现芯的柱形的端部。因此在将芯冲出之后由完成铸造的活塞毛坯得到在活塞毛坯的包围冷却通道的材料区域中相对锐边的过渡，从而由此当完成的活塞在内燃机气缸的运行中运转时，在活塞的材料组织中产生可能形成裂缝的应力。
发明内容
因此，本发明的目的在于，避免开头所述的缺点。
该目的通过一种用于制造活塞的方法得以实现。
按照本发明规定，芯延伸直至铸模的一个区域中，该区域构成活塞毛坯的内部区域并且利用所述芯在冲出之后形成具有倒圆走向的用于冷却通道的至少一个开口。通过使芯延伸到铸模的构成活塞毛坯的内部区域的区域中，能够实现围绕开口无缝地过渡至冷却通道。所述开口于是不仅从开口本身出发朝向冷却通道延伸，而且该开口也沿相反方向从开口出发朝向内部区域延伸。不仅开口的走向的这种延伸，而且用于冷却通道的开口的倒圆走向具有如下优点：不形成锐边的过渡部，从而由此有效地避免了裂缝的形成。另一优点在于，借助失去的芯、例如盐芯或砂芯能够实现开口的任意形状。开口的横截面不再必须是圆形的，而是也可以具有椭圆形或者其他任意的在横截面中近乎圆形延伸的形状。此外，一个非常重要的优点在于：失去的芯完全形成用于到冷却通道的入口的开口区域，即也从活塞的内部区域出发，从而所述芯仅在铸造之后并且在铸造熔体凝固之后才需要被冲出。切削加工、例如钻孔(尤其是用于实现开口本身)，或者通过切削方法的再加工被完全取消，从而按照本发明不存在如下风险：在切削加工时形成的较小颗粒可能进入到内燃机的冷却循环系统中。
作为对于任意造型的实例，在本发明的扩展方案中规定：借助芯形成带有环绕的凸缘的至少一个进入开口作为开口，可选地借助失去的芯补充形成开口作为带有环绕的凸缘的至少一个排出开口。按照本发明，不是简单地仅从活塞的活塞内部区域朝向冷却通道引入仅一个开口，而且该开口也有利地构造。借助环绕的凸缘，至少围绕进入开口不仅加强了该区域，而且还对该区域造型，借助于此有效避免了围绕开口的材料组织中的裂缝。在此，开口的横截面也不必须是圆形的，而是也可以在横截面中观察构成为椭圆形或弧形形状，该弧形形状的走向在其一周中具有多个变化部。
同样，在本发明的扩展方案中规定：借助芯至少在进入开口的区域中形成分流器。该分流器例如处于冷却通道的顶点中，从而该分流器在观察活塞冲程轴线时向下伸入到冷却通道的自由区域中。由此，通过至少一个进入开口朝向冷却通道注入的油射流可以沿一个确定的方向或者也沿两个不同的方向转向。
具体实施方式
下面借助根据按照本发明的方法制造的活塞详细说明并且借助附图来解释本发明。
具体实施方式
在图1中示出活塞毛坯1，该活塞毛坯在其制造之后具有用2标示的外轮廓。活塞毛坯1借助相应的铸造方法在使用铸模的情况下制造，其中，所述铸模具有活塞毛坯1的外轮廓2的内轮廓。所述铸模可以构造为一件式的或多件式的。设有失去的芯3作为铸模的一部分，该芯以适宜的方式设置在铸模上或铸模侧旁、例如设置在铸模的内嵌件中。但也可设想：设有多于一个失去的芯3。在将至少一个芯3设置在铸模处并且固定之后，利用铸造熔体填充该铸模并且等待，直至铸造熔体凝固。随后将铸模移除，其中，首先使失去的芯3保留在制成的活塞毛坯1中。所述失去的芯以常规的形式被冲出，从而由此在活塞毛坯1中形成内部区域，该内部区域对应于芯3的外部形状并且形成冷却通道4。在图1中示出的轮廓或冷却通道4的走向是示例性的并且不限制于此。
用5以虚线绘示出在活塞毛坯1进一步加工之后的最终轮廓。该最终加工尤其是通过切削加工活塞毛坯1的外部区域进行。该最终加工在将芯3冲出之后或者在必要时也在冲出该芯之前进行。
经过最终加工的活塞最后具有自身已知的元件、如环区、销孔6、活塞裙7和其他常见元件(例如可选地具有燃烧室凹腔)。
在图2中示出在完成的活塞8的内部区域中的视图，该活塞基于根据图1的活塞毛坯1。在此示例性的设计方案中可见：从销孔6出发，连接壁朝向承载的活塞裙7延伸。所述活塞裙设置在完成的活塞8的上部件的下侧上，其中，至少一个进入开口9也位于该下侧上。在此实施例中，围绕进入开口9设置有环绕的凸缘10。在此，进入开口9的横截面是圆形的，但也可以与该几何形状不同。同样的内容于是也适用于环绕的凸缘10。
通过进入开口9朝向活塞8的上部件的下侧观察还示出在冷却通道4中的(更确切地说在该冷却通道的顶点处向下朝向进入开口9伸出的)可选的分流器11。
在根据图2的活塞8中，冷油通过(至少一个)进入开口9注入，从而冷油能够在冷却通道4中循环。为了使冷油能够从冷却通道4中再次排出，根据图2存在至少一个排出开口12，该排出开口同样(但不必须)设有环绕的凸缘13。按照本发明，这些开口9、12(和必要时其他开口)借助失去的芯3制成，其中，借助延伸直至铸模的构成活塞毛坯1的内部区域的区域中的失去的芯，开口9、12的倒圆走向也被建立，例如以用于加强相应区域的环绕的凸缘10、13来实现。
附图标记列表
1 活塞毛坯
2 外轮廓
3 失去的芯
4 冷却通道
5 最终轮廓
6 销孔
7 活塞裙
8 完成的活塞
9 进入开口
10 环绕的凸缘
11 分流器
12 排出开口
13 环绕的凸缘

Claims (5)

1.一种用于制造活塞(8)的方法，所述活塞具有借助失去的芯(3)产生的冷却通道(4)，其中，在铸造方法中，在使用在铸造之前被芯(3)插入的铸模的情况下，在使用铸造熔体的情况下铸造活塞毛坯(1)，并且在铸造熔体凝固之后将活塞毛坯(1)从铸模中取出，并且随后将芯(3)冲出，并且之后对活塞毛坯(1)进行最终加工以用于产生活塞(8)，其特征在于，所述芯(3)延伸直至铸模的一个区域中，所述区域构成活塞毛坯(1)的内部区域，并且利用芯(3)在冲出之后形成具有倒圆走向的用于冷却通道(4)的至少一个开口，从而在活塞毛坯(1)的内部区域和冷却通道(4)之间不形成锐边的过渡部。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，作为开口，借助所述芯(3)形成带有环绕的凸缘(10)的至少一个进入开口(9)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，作为开口，借助所述芯(3)形成带有环绕的凸缘(13)的至少一个排出开口(12)。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，作为开口，借助所述芯(3)形成带有环绕的凸缘(13)的至少一个排出开口(12)。
5.如权利要求2或4所述的方法，其特征在于，借助所述芯(3)至少在进入开口(9)的区域中形成分流器(11)。
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