[发明专利]中间支承的活塞裙

说明书

本发明涉及一种内燃机的活塞(1)，该活塞具有活塞顶(2)以及设置在活塞顶(2)的下侧(3)上的承载的裙壁区段(4)，这些裙壁区段利用从销毂(6)出发的多个连接壁(5)连接，其特征在于，所述连接壁(5)参照形成圆区段的承载的裙壁区段(4)的走向连接在裙壁区段(4)的中间区域(11)中。

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分特征的内燃机的活塞。

至今，裙弹性通过活塞的裙壁厚和内轮廓调节。在此经常需要大的裙壁厚，这导致高的活塞质量。

在已知的活塞中，裙弹性已经通过将连接壁连接到活塞裙的承载的裙壁区段的外部侧向边缘上得以实现。在此目标是将承载的裙壁区段的强度调节成非常高的、然而不是太刚性的，以便实现活塞裙所希望的弹性，该弹性在活塞于内燃机内运行时是需要的。因此，已经考虑到，将从销毂出发并且朝向外部的承载的裙壁区段延伸的连接壁的走向设计成平行于活塞冲程轴线笔直延伸或弯曲(例如参照活塞冲程轴线是凸的或凹的)，以便一方面能够实现非常高的刚度，另一方面尽管如此也能够实现裙壁区段的所需要的弹性。在这种活塞(也称作箱式活塞或作为箱式设计)中，承载的裙壁区段总是在其侧向边缘上与朝向销毂延伸的连接壁的端部连接。所述侧向边缘能够同样笔直地延伸或在其平行于活塞冲程轴线的走向中弯曲地延伸。

尽管这些已知的活塞在活塞于内燃机中运行时已经具有令人满意的活塞裙弹性，但仍存在改进活塞裙弹性的愿望。

因此，本发明的任务是提供一种活塞，该活塞在较少材料消耗的情况下具有可调节的裙壁弹性。

所述任务通过权利要求1的特征来解决。

按照本发明规定，所述连接壁参照形成圆区段的承载的裙壁区段的走向连接在所述裙壁区段的中间区域中。在此背离了已知的基本思想：在箱式设计的活塞中连接壁连接到承载的裙壁区段的侧向边缘上。令人意想不到地已被证明是，当连接壁连接在承载的裙壁区段的中间区域中时，活塞裙弹性能够被调节成显著更好的。此外已被证明是，在由于所述连接而减少连接壁的和/或承载的裙壁区段的材料厚度时能够实现活塞裙所需的强度。由此不仅能够减少材料费用，而且有利地也能够减小整个活塞的重量。构成活塞裙的承载的裙壁区段位于圆区段上，使得所述裙壁区段具有缸体局部的形状。承载的裙壁区段的侧向边缘能够参考活塞冲程轴线构造成相对于所述活塞冲程轴线平行(即笔直的)。但该侧向边缘也能够参考活塞冲程轴线具有与之有偏差的走向、例如弧形的或多重弧形的走向(波浪形)。

在将连接壁应用在所属的承载的裙壁区段的中间区域中时存在多种可能性。

一方面按照本发明规定，所述连接壁在中间区域中一起连接在承载的裙壁区段上。这意味着，所述连接壁从其相应的销毂出发这样朝向承载的裙壁区段定向，使得其过渡到裙壁区段中的端部汇合并且由此连接壁的各端部区域一起(共同)在承载的裙壁区段的中间区域中过渡到、也就是说连接到所述裙壁区段中。

另一方面在本发明的进一步改进方案中存在如下可能性，即，连接壁围绕中间区域彼此间隔开距离地连接在承载的裙壁区段上。这意味着，连接壁也在此也从其相应所属的销毂出发朝向裙壁区段定向，其中，然而其端部不是一起地、而是围绕一个延伸穿过承载的裙壁区段的轴线(其平行于活塞冲程轴线)间隔开距离地连接在所述裙壁区段上。

通过所述两种不同的方式(如连接壁)各自具有优点，不同的裙弹性可以尤其是根据活塞的负载(尤其是燃烧压力)并且也可以针对其其余的设计被优化地调节。

在实现具有连接壁在裙壁区段的中间区域中的连接的活塞时，在本发明的进一步改进方案中可设想，连接壁完全连接在活塞的下侧上或替代地仅部分地连接在活塞顶的下侧上。

将连接壁完全连接在活塞顶的下侧上一方面有利的是，这种活塞非常好地能够用铸造方法制造并且在由于将连接壁连接在承载的裙壁区段的中间区域中而相对减少材料消耗的情况下在其重量方面减小。同时，通过完全连接，所述活塞顶非常好地相对于作用到其上的燃烧压力被支承。