[发明专利]冷却通道活塞及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷却通道活塞/带有冷却通道的活塞，并涉及一种制造由活塞主体和覆盖件构成的冷却通道活塞的方法。

背景技术

冷却通道活塞及其制造例如从DE102007029307A1已知，它描述了用于内燃机的具有活塞主体的活塞，它面向另一与所属的燃烧室不可松脱地连接的构件。该另一构件在该处完整地构成为活塞的朝向燃烧室的活塞表面。在该活塞主体中，设置有由该活塞主体的材料所完全包围的冷却通道。发动机油可通过该冷却通道进行循环，以便冷却活塞的上方区域。

在DE102007005268A1中说明了现有技术，冷却通道可如何通过丢去的型芯（Verlorenen Kern）来制造。该丢去的型芯这样设置在铸模中，即它可被完全包封。紧接着，该丢去的型芯的材料从构成的冷却通道中卸出来，其中必须注意，没有材料留在冷却通道中，以避免污染发动机油回路。作为制造冷却通道的备选方案，可在活塞主体的燃烧室侧中设置环绕的凹陷部，它例如借助带钢封闭。这样，活塞的构型会更高，并且它一方面必须使所用的材料在其热量和机械性能方面协调一致，而且另一方面带钢还必须通过冷却通道与燃烧室侧上的活塞主体接合在一起。

DE102007005268A1的对象是指由活塞上方部件和活塞下方部件构成的多体钢制活塞，其中在活塞上方部件的区域内环形元件借助活塞上方部件构成同轴的且径向环绕的冷却通道。该环形元件的支承区域设有至少一个台肩形状，并且该环形元件不可松脱地接合在活塞主体上，其中至少一个接合位置位于钢制活塞的面向燃烧室的表面上。

发明内容

从引用的现有技术中得出本发明的目的，即提供一种优化的冷却通道活塞，它构造得简单且坚固，并由此成本低廉。

此目的通过具有权利要求1特征的冷却通道活塞得以实现。

本发明的另一目的是，实现一种简化的且有效的方法，用来制造上述经优化的冷却通道活塞，其中不必为形成冷却通道而设置和封闭丢去的型芯。

此目的通过具有权利要求8的特征的方法得以实现。

在从属权利要求中阐述了冷却通道活塞的改进方案及其制造方法。

本发明尤其涉及一种用于内燃机的冷却通道活塞，其具有与覆盖件连接连的活塞主体，该覆盖件朝向所属的燃烧室，其中该覆盖件构成冷却通道活塞的朝向燃烧室的活塞表面。按本发明的冷却通道活塞的特征在于，在活塞主体的朝向燃烧室的表面中设置有环绕的凹陷部，其中覆盖件至少与活塞主体的朝向燃烧室的表面固定连接，并且还跨接/桥式跨过环绕的凹陷部，这样就通过该环绕的凹陷部以及跨接所述凹陷部的覆盖件形成了冷却通道。

按本发明的冷却通道活塞构造得简单且坚固，并且在朝向燃烧室的活塞表面中没有接合位置，该接合位置通过活塞的运行温度尤其会在机械和热量方面加重负荷。此外，对该冷却通道活塞进行制造不需要丢去的芯型，因此也不存在着下述危险，即该丢去的芯型的固体留在制好的冷却通道活塞中并例如污染发动机油。

已被证实为有利的是，覆盖件与活塞主体之间的固定连接是铸造连接（Gussverbindung），该铸造连接通过把覆盖件至少局部地注入/铸入活塞主体中得以实现；或者是材料结合或形锁合的接合，因为由此实现了可靠的、持久且简单的待建立连接。根据覆盖件和活塞主体所用的材料，通过注入覆盖件的部段，可选择合适的固定连接或多种固定连接的组合，并且根据冷却通道活塞的几何形状来改造另一覆盖件并且形锁合地连接。

在本发明的改进方案中，覆盖件构成盖壁，并且构成冷却通道的侧壁的至少一个部段，还至少局部地构成活塞主体的外圆周侧。在此可能的是，借助该覆盖件还构成外圆周侧的尤其在热量方面负载的区域，该区域离燃烧室最近。

有利的是，可在覆盖件的部段（该部段至少局部地构成活塞主体的外圆周侧）中设置至少一个用于活塞环的环形凹槽，借此可在外圆周侧的在热量方面尤其负载的区域中设置至少一个第一活塞环。此外，该覆盖件可局部地构成活塞主体的外圆周侧，并且在此区域中形锁合地接合起来。

在冷却通道活塞的另一实施例中，覆盖件的材料具有比活塞主体的材料更高的传热性，以便将在燃烧室侧出现的温度从活塞主体上排出。在此，覆盖件的材料是铁素体钢、铝、铝合金或石墨材料（优选是石墨纤维垫），而活塞主体的材料是奥氏体钢、铝、铝合金、钛、钛合金、铸铁、石墨材料或复合材料。优选作为覆盖件材料的石墨纤维垫尤其作为热量密封件用于活塞主体。