CN1863999A - 内燃机活塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内燃机活塞，其包含一个布置在活塞顶(4)的边缘区域、环形的冷却通道(6)，该冷却通道在活塞裙一侧被一个由两个半圆形的半壳(17、17′)组成的遮盖物(17、17′)封闭，这些在朝向活塞的内侧上具有一个环绕的沟槽(18)，通过该沟槽(18)，半壳(17、17′)可推至一个设置在活塞外侧上的突出部(16)。此外，这些半壳(17、17′)在它们的接合面(26、26′、28、28′)的区域内具有卡扣连接(25、25′)，借助这些卡扣连接，这些半壳(17、17′)可简单地相互连接在一起。

Description

内燃机活塞

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的上位概念的内燃机活塞。

背景技术

欧洲专利文献EP 0 799 373 B1公开一种活塞，其包含一个布置在活塞头的边缘区域的冷却通道，该冷却通道在活塞裙一侧被一个处于机械张力下、由两部分组成的遮盖环封闭。这里，特别是非常耗费的遮盖环的装配是不利的。此外，遮盖环的两个半圆形的元件在其能够在预紧力下装入到活塞头上为此而预设的支撑上之前，必须先借助一个相对复杂的专用工具进行预紧。

发明内容

本发明的任务在于避免现有技术的这个缺点。

该任务是借助主权利要求的技术特征得到解决。本发明符合目的的设计方案是从属权利要求的内容。

在这里有利的是，一方面，按照本发明冷却通道的由两个半壳组成的遮盖物具有一个向内的沟槽，通过该沟槽，这些半壳为了装配可以快速且简单地被推至一个位于活塞外侧、与沟槽形状互补而形成的突出部。另一方面，这些半壳在它们的接合面的区域内具有卡扣连接，借助这些连接，半壳可快速地相互连接在一起。

附图说明

下面借助附图说明本发明的一个实施例。

图1以一个由两半组成的、沿图2中成90度角的折线I-I的截面图显示一个内燃机活塞，该活塞包含一个冷却通道，该冷却通道被两个半壳封闭；

图2显示沿图1的直线A-A贯穿整个活塞的一个截面图；

图3显示沿图2或者图4的直线D-D的一个截面图；

图4显示卡扣连接在一起的两个半壳的一个顶视图，该视图包含沿图1的直线IV-IV在卡扣连接区域内的局部剖面图；

图5显示卡扣连接在一起的两个半壳的一个透视图；以及

图6显示活塞沿图1的箭头VI的方向的一个侧视图，该活塞包含一个按照本发明被两个半壳封闭的冷却通道。

附图标记说明：

1：活塞

2：纵轴

3、3′：活塞销孔

4：活塞顶

5：燃烧室

6：冷却通道

7：环壁

8：环肋

9、9′：活塞销座支撑

10、10′：活塞裙连接件

11、11′：活塞销座

12：活塞销座11、11′的端面

13：活塞纵轴

14、14′：活塞裙元件

15：凹进处

16：突出部

17、17′：半壳，遮盖物

18：在半壳17、17′内的沟槽

19：半壳17、17′在活塞顶侧的挡板

20：环壁7活塞裙一侧的端面

21、21′：半壳17、17′活塞裙一侧的挡板

22：活塞裙元件14、14′的台阶

23：裂缝

24、24′：扣臂

25、25′：卡扣连接

26、26′：接合面

27、27′：底切

28、28′：接合面

29、29′：钩扣

30、30′：保持架

31、31′：凹进处

32：孔

33：孔

34：活塞的内部空间

35至38：小底座

39：凸缘

40：在突出部16内的凹进处

41、41′：活塞裙元件14、14′的端面

具体实施方式

图1以一个沿图2中成90度角的折线I-I的截面图显示一个内燃机整体式活塞1，该截面图由两半组成，其中左半部分表示活塞1沿一个活塞销孔3的一根纵轴2的一个截面图，右半部分表示活塞1与左半部分相互交错90度的一个纵截面图。活塞1是由钢制成，并且在活塞顶4的区域内具有一个燃烧室5。在活塞顶4的径向外部区域布置有一个环形的环绕的冷却通道6，该冷却通道的径向外部是以一个外形吻合地形成于活塞顶4上的环壁7为界，其径向内部部分以一个环肋8、部分以一个活塞销座支撑9、9′以及部分以一个活塞裙连接件10、10′为界。环壁7在这里用作活塞环支撑。

通过活塞销座支撑9、9′，各带一个活塞销孔3、3′的每个活塞销座11、11′各自外形吻合地形成于活塞顶4上。活塞销座11、11′的端面12是相对于环壁7朝着活塞纵轴13的方向向内缩进布置的。活塞销座11、11′是通过活塞裙元件14、14′相互连接在一起，这些活塞裙元件各自通过一个活塞裙连接件10、10′外形吻合地形成于活塞顶4上。活塞1在活塞裙元件14、14′和环壁7之间具有凹进处15。

在活塞销座11和11′的径向外侧上并且在活塞裙连接件10和10′上外形相吻合地形成一个环绕的突出部16，该突出部的横截面基本上为矩形，并且该突出部的作用在于用作两个半壳17和17′的支撑轨，冷却通道6被这两个半壳封闭，此外，凹进处15在活塞裙元件14、14′的区域内也被这两个半壳遮盖。为了这个目的，这些半壳17、17′在它们的内侧上各自具有一个环绕的沟槽18，该沟槽的内面与突出部16的外面如此互补，以致半壳17、17′可以通过它们的沟槽18被推至突出部16。在本实施例中，半壳17、17′是由一种耐热塑料组成，并且用注塑方法制成。半壳17、17′也可以由一种其他材料组成，例如由钢或者铝组成，其中半壳可以通过铸造或者锻造制成，这也在本发明的范围内。

如下面进一步的说明，半壳17、17′的横截面形状是依赖于下列情况而改变：这些半壳是否在活塞销座11、11′的端面12的区域内遮盖冷却通道6，如图1的左半部分所示，或者是在活塞裙元件14、14′的区域内遮盖冷却通道6，如图1截面图的右半部分所示。在活塞销座11、11′的端面12的区域内，半壳具有仅沿活塞顶4的方向向上的挡板19，该挡板紧贴在环壁7活塞裙一侧的端面12上，与此相反地，这些半壳在朝着端面12的方向上由于缺乏支撑可能性而没有外形吻合形成于半壳上的元件。与此相对，如图1截面图的右半部分所示，半壳17、17′在活塞裙元件14、14′的区域内，除了在活塞顶侧的挡板19，还具有活塞裙侧的挡板21(见图5)，该挡板在活塞裙元件14、14′的台阶22上得到支撑。

两个挡板19和21、21′的作用在于特别是在较快的活塞往复运动时，部分靠着环壁7活塞裙侧的端面20、部分靠着活塞裙元件14、14′活塞顶侧的台阶22来支撑半壳17、17′，借此在轴向上可靠固定半壳。此外，半壳17、17′对于其由钢组成的情况，为环壁7及借此为活塞顶4的边缘形成一个支撑，因此当活塞1的负载较大时将避免活塞顶边缘沿着活塞销座11、11′的方向弯曲。

在图2所示的沿图1的直线A-A或者IV-IV贯穿活塞1以及两个半壳17和17′的截面图首先显示在图1的右半部分表示的半壳17、17′的截面图穿过半壳17和17′的接合面{26、28′}之间和{26′、28}之间的裂缝23，因此在图1的右半部分截面图中，半壳17′的接合面26是以顶视图，它的扣臂24是以截面图表示的。

在图2中可看到活塞1的贯穿活塞销座9、9′和活塞裙连接件10、10′的截面。此外，还表示了半壳17、17′的活塞销座一侧的挡板21和21′的空间分布，这两个挡板在相对的侧面上分别超过由半壳17、17′形成的圆的四分之一，并且按照图1仅布置在活塞裙元件14、14′的区域内。图2特别显示卡扣连接25和25′，借助这两个连接，两个半壳17、17′束紧在一起，也借此固定在活塞1上。在这里，外形吻合地形成于活塞体上、环绕的突出部16有助于在轴向上固定半壳17、17′，半壳17、17′通过其环绕的沟槽18被推至该突出部；卡扣连接25、25′有助于在径向上固定半壳。

卡扣连接25、25′分别由位于半壳17、17′的其中一个接合面28、28′的区域内设在其外侧上的底切27、27′和由位于各自的半壳17′、17的另一个接合面26、26′的区域内、外形吻合而形成的带有向内的钩扣29、29′的扣臂24′、24组成，这两个钩扣在组装两个半壳17、17′时卡扣在各自的另一个半壳17′、17的底切27、27′内。在接合面28、28′的区域内，保持架30、30′(也可见图5)，是这样设置的：在组装半壳17、17′时，它们的扣臂24、24′可以被插入到由保持架30、30′构成的搭环内。保持架30、30′使半壳17、17′的装配变得容易，因为它们构成扣臂24、24′的一个导向装置。另一方面，保持架为防止在活塞1的负载极大时卡扣连接25、25′无意的松开提供一定程度的可靠性。

此外，半壳17、17′具有截面为半圆形的凹进处31、31′，其中一个凹进处31′与一个截面同样为半圆形的且在突出部16的区域内设置在活塞外侧上的凹进处40相通，借此形成一个截面为圆形的孔32。此外，在图2中示出了外形吻合地形成于半壳17、17′上的小底座35至38，它们的形状和作用将在下面进行详细说明。

借助图3沿图2或者图4中的直线D-D的一个截面图，说明部分加工在突出部16内、部分加工在半壳17′内的孔32，该孔是轴向的且通过一个设置在活塞裙连接件10′内的孔33延长到活塞的内部空间34内。由孔32和33形成的通道的作用在于，在轴向上将喷射的冷却油引导到活塞的内部空间34内，特别是沿孔33的方向将喷射的冷却油引导到冷却通道6内。此外，在图3中也表示了在图4和图5中显示的、在活塞顶侧构成孔32的边界的凸缘39。

图4用顶视图显示半壳17和17′，其中围绕卡扣连接25的区域是以沿图1的直线IV-IV的局部剖视图表示。

借助图5中组装在一起的半壳17和17′的透视图，一方面既显示活塞顶侧的挡板19的布置也显示活塞裙一侧的挡板21和21′的布置。另一方面，可以看出，小底座35至38是设置在活塞裙一侧的挡板21和21′的边缘上，更确切地说，它们是这样设置的，如特别是图6显示的活塞1的侧视图所示(沿图1中箭头VI的方向)，使得它们凸出穿过活塞裙元件14、14′的侧面，以及使得半壳17、17′的活塞裙侧的挡板21、21′支撑在活塞裙14、14′的活塞顶侧的端面41、41′上。因此，半壳17、17′相对于活塞1的位置可以清楚地确定。

Claims (8)

1.内燃机活塞(1)，包含

-一个活塞顶(4)，

-为两个活塞销座(11、11′)，外形吻合地在活塞顶(4)上形成的活塞销座支撑(9、9′)，其中所述的活塞销座支撑(9、9′)是相对于活塞顶(4)的径向外部边缘朝着活塞纵轴(13)的方向向内缩进布置的，

-两个连接活塞销座(11、11′)的活塞裙元件(14、14′)，

-和一个布置在活塞顶(4)的边缘区域内、环形的冷却通道(6)，该冷却通道的径向外部是以一个外形吻合地形成于活塞顶(4)上的环壁(7)为界，其径向内部部分以活塞销座支撑(9、9′)和部分以一个外形吻合地形成于活塞顶(4)上的环肋(8)为界，以及其在活塞裙一侧是以一个由两部分组成的遮盖物(17、17′)为界，

其特征在于，

-在活塞外侧上靠近冷却通道(6)处外形吻合地形成一个环绕的突出部(6)，

-所述的遮盖物由两个半圆形半壳(17、17′)组成，这两个半壳在朝向活塞的内侧上各具有一个环绕的沟槽(18)，该沟槽具有一个与突出部(16)如此互补的形状，以致半壳(17、17′)可通过各自的沟槽(18)推至突出部(16)，

-所述的半壳(17、17′)在活塞顶侧各具有一个挡板(19)，通过这两个挡板，半壳(17、17′)紧贴在环壁(7)的活塞裙一侧的端面(20)上，和

-所述的半壳(17、17′)在其接合面(26、26′、28、28′)的区域内具有卡扣连接(25、25′)，借助这些卡扣连接，被推至突出部(16)的半壳(17、17′)可相互连接在一起。

2.根据权利要求1所述的内燃机活塞(1)，其特征在于，所述的半壳(17、17′)由一种耐热塑料组成。

3.根据权利要求1所述的内燃机活塞(1)，其特征在于，所述的半壳(17、17′)是由钢组成。

4.根据权利要求1所述的内燃机活塞(1)，其特征在于，所述的半壳(17、17′)是由铝组成。

5.根据上述权利要求中的任一顶所述的内燃机活塞(1)，其特征在于，所述的半壳(17、17′)在活塞裙元件(14、14′)的区域内具有在活塞裙一侧的挡板(21、21′)，这些挡板支撑在活塞裙元件(14、14′)活塞顶侧的台阶(22)上。

6.根据上述权利要求中的任一项所述的内燃机活塞(1)，其特征在于，所述的卡扣连接(25、25′)是由在所述的半壳(17、17′)的其中一个接合面(28、28′)的区域内设置在半壳的外侧上且向内的底切(27、27′)和在各自的半壳(17、17′)的另一个接合面(26、26′)的区域内外形吻合而形成的扣臂(24、24′)组成，所述的扣臂带有向内的且卡扣在所述的底切(27、27′)内的钩扣(29、29′)。

7.根据上述权利要求中的任一项所述的内燃机活塞(1)，其特征在于，所述的半壳(17、17′)在其内侧上具有截面为半圆形的凹进处(31、31′)，所述的凹进处至少部分与截面为半圆形的、形成于突出部(16)内的凹进处(40)相通，以形成截面为圆形的、轴向的孔(32)，所述的孔一边通向冷却通道(6)，另一边穿过设在活塞裙连接件内的孔(33)通向活塞的内部空间(34)。

8.根据权利要求6或7所述的内燃机活塞(1)，其特征在于，所述的半壳(17、17′)在它们的外侧上位于底切(27、27′)和其中一个接合面(28、28′)之间具有沿活塞纵轴(13)的方向的保持架(30、30′)，由这些保持架形成搭环，在装配半壳(17、17′)时所述的扣臂(24、24′)可以插入到这些搭环内。

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