用于內燃機的活塞的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于內燃機的活塞，該活塞包括活塞基體和具有環帶的活塞環元件，活塞基體和活塞環元件形成具有活塞頂的活塞頭以及周向冷卻通道，其中活塞環元件經由豎直地且與活塞的中心軸線平行地延伸的接合面而接合至活塞基體。
【背景技術】
[0002]德國專利申請DE 10 2013 218 709 A1披露了一種活塞，其中活塞環元件通過豎直地且與活塞的中心軸線平行地延伸的上、下摩擦焊縫而接合至活塞基體(見圖2)。然而，該活塞環元件不能在焊接之前不可動地固定到活塞基體上。此外，活塞環元件的摩擦焊接是困難的，這是因為在摩擦焊接處理期間需要圍繞活塞的中心軸線而旋轉。此外，活塞在活塞環元件的區域中是不穩定(不牢固)的，這是因為在環帶下方的活塞環元件與活塞基體之間形成有凹部。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是克服上述缺點，并提供一種容易制造且具有足夠的穩定性的活塞。
[0004]根據本發明的活塞的特征在于，活塞環元件通過位于環帶下方的螺紋連接結構(screw connect1n)以及位于活塞頂的區域中的焊接結構(weld joint)而接合至活塞基體。因此，活塞環元件可以在執行焊接之前通過螺合而不可動地固定到活塞基體上。僅需要位于活塞頂的區域中的一個焊接結構(一條焊縫)即可，因此，與現有技術相比，制造過程更加簡單和快捷。活塞具有足夠的強度和穩定性。此外，根據本發明的活塞的壓縮高度可以降低。根據本發明的活塞尤其適用于重型柴油發動機和中型柴油發動機。
[0005]優選地，焊接結構包括從活塞頂延伸至周向冷卻通道的焊縫，以便提高焊接結構的強度。焊縫可以是激光焊縫。
[0006]為了進一步簡化制造過程，優選實施例的特征在于，活塞環元件包括位于環帶下方的周向凹部，所述周向凹部形成有面向活塞基體的內壁，其中，活塞基體包括相應的外側凹部，所述外側凹部形成有面向活塞環元件的側向面，從而形成了水平地延伸的支撐面，活塞環元件被支撐在所述支撐面上。在本實施例中，形成在活塞環元件中的內側向面以及形成在活塞基體中的外側凹部的外側向面形成為螺紋面。
【附圖說明】
[0007]在附圖中示出了根據本發明的活塞的優選實施例，附圖是示意性的且未按比例繪制，其中:
[0008]圖1是根據本發明的活塞的實施例的剖視三維圖；
[0009]圖2是根據圖1的活塞的一部分的剖視放大圖；以及
[0010]圖3是在活塞各部分組裝之前的根據圖2的示意圖。
【具體實施方式】
[0011]圖1、圖2和圖3示出了根據本發明的活塞10的實施例。活塞10包括活塞基體11和活塞環元件12，活塞10優選地由金屬材料(例如鋼材)構成并且適于焊接，尤其適于激光焊接。活塞基體11和活塞環元件12共同組成活塞10的活塞頭13。
[0012]活塞基體11進一步包括活塞10的活塞裙14，活塞裙14包括具有銷孔16和滑動面17的活塞銷座15。
[0013]活塞頭13還包括由活塞基體11形成的燃燒碗18以及由活塞基體11和活塞環元件12結合形成的活塞頂19。活塞環元件12進一步包括端環槽脊(top land) 21和具有活塞環槽23的環帶22。
[0014]活塞基體11和活塞環元件12結合形成周向冷卻通道24。
[0015]活塞環元件12在兩個連接點(connect1n point)處接合至活塞基體11，該兩個連接點豎直地且與活塞10的中心軸線Μ平行地延伸。第一連接點位于活塞頂19的區域中并且形成為焊接結構25。焊接結構25優選地實例化為激光焊縫，并且優選地從活塞頂19延伸至冷卻通道24。第二連接點位于活塞環元件12的環帶22的下方并且形成為螺紋連接結構26。
[0016]活塞環元件12包括位于環帶22的下方的周向內側凹部27。該內側凹部27形成有面向活塞基體11的第一豎直螺紋面28、位于該螺紋面28的上端的第一水平接觸面29、以及位于該螺紋面28的下端的第二水平接觸面31。活塞基體11包括位于滑動面17的上方的相應的周向外側凹部32。該外側凹部32形成有面向活塞環元件12的第二豎直螺紋面33、位于該螺紋面33的上端的第一水平支撐面34、以及位于該螺紋面33的下端的第二水平支撐面35。
[0017]此外，活塞基體11和活塞環元件12分別包括適于焊接，尤其適于激光焊接的相應的縫面(seam surface) 36、37。
[0018]活塞10的組裝包括將活塞環元件12螺合到活塞基體11上以形成螺紋連接結構26的第一步驟。當螺合過程結束時，活塞基體11的支撐面34、35以下述方式支撐地接觸活塞環元件12的接觸面29、31:即，活塞環元件12將其自身支撐在活塞基體11上。此外，縫面36、37以下述方式彼此接觸:即，可以通過焊接，尤其是通過激光焊接來獲得焊縫，由此形成焊接結構25。
【主權項】
1.一種用于內燃機的活塞(10)，包括活塞基體(11)和具有環帶(22)的活塞環元件(12)，所述活塞基體(11)和所述活塞環元件(12)形成具有活塞頂(19)的活塞頭(13)以及周向冷卻通道(24)，其中所述活塞環元件(12)經由豎直地且與活塞(10)的中心軸線(M)平行地延伸的接合面而接合至所述活塞基體(11)，其特征在于，所述活塞環元件(12)通過位于所述環帶(22)的下方的螺紋連接結構(26)以及位于所述活塞頂(19)的區域中的焊接結構(25)而接合至所述活塞基體(11)。2.根據權利要求1所述的活塞，其中，所述焊接結構(25)包括從所述活塞頂(19)延伸至所述周向冷卻通道(24)的焊縫。3.根據權利要求1所述的活塞，其中，所述焊縫是激光焊縫。4.根據權利要求1所述的活塞，其中，所述活塞環元件(12)包括位于所述環帶(22)的下方的周向內側凹部(27)，所述周向內側凹部(27)形成有面向所述活塞基體(11)的第一豎直螺紋面(28)，所述周向內側凹部(27)形成有第一接觸面(29)和第二接觸面(31)，所述活塞基體(11)包括相應的周向外側凹部(32)，所述周向外側凹部(32)形成有面向所述活塞環元件(12)的豎直螺紋面(33)，所述周向外側凹部形成有第一支撐面(34)和第二支撐面(35)，從而使得所述活塞環元件(12)將其自身支撐在所述活塞基體(11)上。
【專利摘要】本發明涉及一種用于內燃機的活塞(10)，所述活塞包括活塞基體(11)和具有環帶(22)的活塞環元件(12)，所述活塞基體(11)和所述活塞環元件(12)形成具有活塞頂(19)的活塞頭(13)以及周向冷卻通道(24)，其中所述活塞環元件(12)經由豎直地且與活塞(10)的中心軸線(M)平行地延伸的接合面接合至所述活塞基體(11),其特征在于，所述活塞環元件(12)通過位于所述環帶(22)的下方的螺紋連接結構(26)以及位于所述活塞頂(19)的區域中的焊接結構(25)而接合至所述活塞基體(11)。
【IPC分類】F02F3/00
【公開號】CN105422306
【申請號】CN201410331086
【發明人】曾少波
【申請人】馬勒技術投資(中國）有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2014年7月11日