專利名稱：制造內(nèi)燃機的鋁活塞的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造內(nèi)燃機的鋁活塞的方法，鋁活塞形成為圓柱形活塞，該鋁活塞具有活塞頂、活塞環(huán)帶以及在遠離活塞頂?shù)姆较蛏线B接活塞環(huán)帶的活塞裙，該活塞裙具有兩個相對設置的活塞銷轂，其中，活塞裙在活塞銷轂的徑向外端面區(qū)域具有沿活塞軸方向延伸的活塞裙縮進部。
背景技術(shù)：
由歐洲專利申請EP 0 167 791 A2已知開始所述類型的圓柱形活塞，其在活塞銷轂區(qū)域具有經(jīng)活塞裙的整個軸長延伸的活塞裙縮進部，從而在發(fā)動機中構(gòu)建了活塞之后、 使該區(qū)域與活塞缸側(cè)壁不存在接觸。憑借車床在活塞裙中對活塞裙縮進部進行加工成型， 其中該活塞在它的縱向上偏心地在車床上進行夾緊，從而活塞裙縮進部在活塞裙中可以車削出活塞裙縮進部。缺陷在于，用現(xiàn)有技術(shù)已知的車削方法僅可以制造這樣活塞裙縮進部， 即，該活塞裙縮進部的深度朝向活塞裙縮進部的邊緣連續(xù)減少，從而使活塞裙縮進部在橫截面具有橢圓的形狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種具有活塞裙縮進部的活塞的制造方法，該活塞可以任意成型。由此實現(xiàn)了本發(fā)明的目的，S卩，該活塞在鍛造工藝中通過使用鍛模制成，鍛模的內(nèi)表面與活塞的外形、特別是與活塞裙、活塞裙縮進部以及活塞裙的不能縮回的區(qū)域的形狀互補地成型。鍛模的內(nèi)表面在此可以給定任意形狀，從而可以為活塞制成任意外形。本發(fā)明的適宜的設計方案在從屬權(quán)利要求中給出。





下面，憑借附圖闡明了本發(fā)明的實施例。附圖中 圖1示出了活塞的側(cè)視圖，其中，活塞裙在活塞銷轂的端面區(qū)域縮回； 圖2示出了活塞沿著圖1中AA線的截面圖3A、B示出了縮回和非縮回的活塞裙區(qū)域之間的過渡區(qū)域的兩個實施例。 附圖標記說明 α、β、β ’角度 1活塞 2活塞頂 3火力岸 4活塞環(huán)帶 5活塞裙 6、6’活塞銷轂
7、7，銷孔8、8’活塞銷轂6、6’的端面9、9’活塞裙縮進部10 活塞軸11、11，活塞裙5的非縮回區(qū)域12,12'在活塞裙縮進部9和區(qū)域11之間的過渡區(qū)域12a、12b在活塞裙縮進部9和區(qū)域11之間的過渡區(qū)域13銷孔7的軸14活塞裙縮進部9的高度15活塞裙5的底端16連接直線17連接直線18,19在過渡區(qū)域12a與活塞裙縮進部9或與活塞裙5的非縮回區(qū)域11之間的邊棱20、21 直線
具體實施例方式圖1示出了內(nèi)燃機的活塞1，其作為圓柱形活塞形成，由鋁構(gòu)成，并以鍛造工藝制成?；钊?具有活塞頂2、火力岸3、活塞環(huán)帶4和具有活塞銷轂6、6’的活塞裙5以及銷孔 7、7，。在活塞銷轂6、6’的端面區(qū)域8、8’，活塞裙5具有活塞裙縮進部9、9’，就是說，活塞裙5在該區(qū)域在徑向上縮回0. 5mm至2mm，而且由此，區(qū)域9、9’到活塞軸10的距離比活塞裙5的非縮回區(qū)域11、11’到活塞軸的距離縮小0. 5mm至2mm。在此如圖1的實施例所示，在活塞裙縮進部9、9’和活塞裙5的非縮回區(qū)域11、11’ 之間的過渡區(qū)域12、12’平行相對，或者(圖1中未示出)在活塞頂2方向上或在活塞裙5 的下部的、遠離活塞頂?shù)牡锥?5方向上呈錐形相靠近延伸。另外，活塞裙縮進部9、9’例如形成為圓柱體的側(cè)面。但是，活塞裙縮進部可以在垂直于活塞軸10的橫截面上觀察具有橢圓的形狀，其中，銷孔7的軸13(圖2)為該橢圓的短軸?；钊箍s進部9、9’的軸向高度14在本實施例中達到活塞裙5的整個軸長，就是說，從活塞環(huán)帶4直至活塞裙5的遠離活塞頂?shù)牡锥?5?；钊箍s進部9、9’的高度14在此可以自由選定。在圖2中示出了沿著圖1中AA線的活塞1的截面圖，即活塞裙縮進部9、9’以及活塞裙5的非縮回區(qū)域11、11’的圓周擴展憑借角α而受到限制，該角度指的是直線16和直線17之間的夾角，直線16垂直于銷孔7的軸13并同時垂直于活塞軸10，直線17是連接活塞軸10與過渡區(qū)域12'的直線。在該實施例中，角α為32°。然而，該角度可以位于 5°至85°之間。圖3示出了過渡區(qū)域12a和12b的兩個實施例A和B，該過渡區(qū)域位于活塞裙縮進部9和活塞裙5的非縮回區(qū)域11之間。根據(jù)圖3A，過渡區(qū)域1 分別相對于區(qū)域9和11 具有經(jīng)活塞裙縮進部9的整個高度14延伸的邊棱18和19。根據(jù)圖3B，過渡區(qū)域12b持續(xù)地、無邊棱地將兩個區(qū)域9和11連在一起。經(jīng)由在直線20、21之間的角度β、β，可以限定過渡區(qū)域12a和12b的圓周擴展， 這兩條直線將區(qū)域11和9的邊緣與活塞軸10(圖3中未示出)相連并垂直于活塞軸10。 角β、β，可以在5°至20°之間?；钊箍s進部9、9’的成型在用鍛造技術(shù)制造活塞1的范圍內(nèi)通過使用與活塞裙 5互補形成的鍛模來實現(xiàn)。由此，首先制成具有活塞裙縮進部9、9’以及活塞裙5的非縮回區(qū)域11、11，的活塞毛坯1。用鍛造工藝制造活塞毛坯根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)(例如由文獻DE 10 2005 041 000)是已知的，并不再贅述。在此說明，對于由沖頭和鍛模構(gòu)成的鍛造裝置，沖頭用于活塞內(nèi)腔的成型，而鍛模用于活塞外表面的成型。由此，鍛模具有與根據(jù)圖2的活塞外表面的形狀互補的形狀，然而其中，鍛模不具有對應于活塞環(huán)帶4的槽以及銷孔7、7’的外形。 對于活塞毛坯的鍛造，在此形成活塞裙5的非縮回區(qū)域11、11’以及活塞裙縮進部 9、9’。根據(jù)本發(fā)明的用于制造活塞毛坯的鍛造方法的優(yōu)勢在于，由此可以以簡單的方式制成活塞裙縮進部9、9’和過渡區(qū)域12、12’的任意形狀。由此，活塞裙縮進部既可以以圓形截面的形式、還可以以橢圓形截面的形式制成。另外，過渡區(qū)域1 或12b在活塞裙縮進部 9、9’和活塞裙5的非縮回區(qū)域11、11’之間這樣設置，即，使過渡區(qū)域平行于活塞軸10設置，或者在活塞頂2的方向上或在活塞裙5的底端15方向上呈錐形相靠近延伸。與鍛造過程相銜接，通過鉆孔機制成銷孔7、7’，并憑借車床制成活塞環(huán)帶4的槽。在此，通過活塞裙縮進部9、9’來減小活塞裙5的與活塞缸內(nèi)面形成接觸的面11、 11’，這樣做的優(yōu)點是，改善了活塞的滑動性能。另外，具有活塞裙縮進部的圓柱形活塞相對于箱形活塞以相對于活塞環(huán)帶縮回的活塞銷轂的端面、在螺栓軸13方向上提供更長的銷孔7、7’，并因此為活塞螺栓提供更大的支承面，從而使圓柱形活塞可以承載更大的燃燒壓力。另外，根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)勢在于，活塞裙縮進部可以任意成形。在活塞軸方向上觀察，在活塞裙縮進部和活塞裙的非縮回區(qū)域之間的過渡區(qū)域具有任意的形狀，并且例如形成為波紋狀結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種制造內(nèi)燃機的鋁活塞(1)的方法，所述鋁活塞形成為圓柱形活塞，該鋁活塞具有活塞頂O)、活塞環(huán)帶以及在遠離活塞頂?shù)姆较蛏线B接活塞環(huán)帶的活塞裙(5)， 該活塞裙具有兩個相對設置的活塞銷轂(6、6’)，其中，所述活塞裙( 在活塞銷轂(6、6’) 的徑向外端面(8、8’)區(qū)域具有沿活塞軸(10)方向延伸的活塞裙縮進部(9、9’)，其特征在于下列工藝步驟-在鍛造工藝中通過使用沖頭和鍛模制造活塞毛坯，沖頭用于活塞內(nèi)腔的成型，而鍛模用于活塞(1)外形的成型，其中，在鍛模的內(nèi)表面形成活塞裙( 的與活塞裙縮進部(9、9’) 以及與活塞裙(5)的非縮回區(qū)域(11、11’ )互補的外形；-通過使用鉆孔機制造活塞孔(7，7’)、使用車床制造活塞環(huán)帶(4)的槽，而將活塞毛坯進行最終處理，以制成活塞(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述活塞裙縮進部(9、9’)以0.5mm至 2mm之間的深度制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在活塞裙縮進部(9、9’)和活塞裙(5)的非縮回區(qū)域(11、11’ )之間形成過渡區(qū)域(1 )，該過渡區(qū)域相對于所述活塞裙縮進部(9、 9’ )并相對于所述非縮回區(qū)域(11、11’ )分別具有延伸經(jīng)過活塞裙縮進部(9、9’ )的整個高度(14)的邊棱(18、19)，并在所述邊棱(18、19)之間具有平坦的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在活塞裙縮進部(9、9’)和活塞裙(5)的非縮回區(qū)域(11、11’ )之間形成過渡區(qū)域(12b)，該過渡區(qū)域使活塞裙縮進部(9、9’ )持續(xù)地且無邊棱地與活塞裙(5)的非縮回區(qū)域(11、11’ )相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，在鍛造活塞毛坯時這樣設計過渡區(qū)域 (12a、12b)，即，使所述過渡區(qū)域與活塞軸相平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，在鍛造活塞毛坯時這樣設計過渡區(qū)域 (12a、12b)，S卩，使所述過渡區(qū)域在活塞頂( 方向上呈錐形相靠近延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，在鍛造活塞毛坯時這樣設計過渡區(qū)域 (12a、12b)，S卩，使所述過渡區(qū)域在活塞裙( 的遠離活塞頂?shù)囊欢?1 的方向上呈錐形相靠近延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造內(nèi)燃機的鋁活塞(1)的方法，該鋁活塞形成為圓柱形活塞，而且鋁活塞的活塞裙(5)在活塞銷轂(6、6’)的徑向外端面(8、8’)區(qū)域具有沿活塞軸(10)方向延伸的活塞裙縮進部(9、9’)。在此為了對應于活塞(1)的使用而制造任意形狀的活塞裙縮進部(9、9’)，首先在鍛造工藝中使用鍛模制成活塞毛坯，使該活塞毛坯的內(nèi)表面與活塞裙的具有活塞裙縮進部(9、9’)以及活塞裙(5)的非縮回區(qū)域(11、11’)的外形互補，然后將該活塞毛坯最終加工成鋁活塞(1)。
文檔編號B21K1/18GK102575613SQ201080045813
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者約阿希姆·燦德爾, 菲利普·拉爾, 賴納·奧特米勒 申請人:馬勒國際公司