[发明专利]内燃机用活塞

说明书

本发明涉及一种内燃机用活塞(50)，该活塞包括下部件(2)和上部件(3)，在所述部件(2、3)之间构造有至少一个上接合平面(6)，该上接合平面通过活塞(50)的外圆周，在上接合平面(6)的区域中相对置地构造有下部件上接合面(16)和上部件上接合面(17)；和/或在所述部件(2、3)之间构造有至少一个下接合平面(15)，该下接合平面不通过活塞(50)的外圆周，在下接合平面(15)的区域中相对置地构造有下部件下接合面(18)和上部件下接合面(19)，至少在所述至少一个接合平面(6、15)的局部区域中在接合面(16、17；18、19)之间设有至少一个焊料间隙(4、5)，在下部件(2)和上部件(3)之间的所述至少一个接合平面(6、15)区域中引入含铁焊料。本发明还涉及多种用于制造该活塞的方法。

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求相应前序部分特征的内燃机用活塞以及多种活塞制造方法。

背景技术

所讨论的活塞通过将下部件与上部件材料锁合地接合成活塞坯件并且随后将活塞坯件加工成活塞而产生。

WO2011/006469 A1示出一种内燃机用多件式活塞以及这种活塞的制造方法。用于制造内燃机用多件式活塞的方法包括下述方法步骤：制备活塞上部件和活塞下部件，其分别包括具有接合面的内支撑件和具有接合面的外支撑件；将高温焊接材料引入至少一个接合面的区域中；通过建立接合面之间的接触将活塞上部件和活塞下部件组合成活塞体；将活塞体送入真空炉中并将真空炉抽真空；在最高压力为10^-2mbar的情况下将活塞体加热至最高为1300℃的焊接温度；并且在最高压力为10^-2mbar的情况下将焊接的活塞冷却至高温焊接材料完全凝固。此外，WO2011/006469 A1还涉及一种可借助该方法制造的内燃机用多件式活塞，在其中设有环形内支撑件，其限定外侧周向冷却通道和内侧冷却腔室。

DE102008038325 A1提出一种用于将环形元件固定在内燃机用活塞上的方法，在其中环形元件通过设置在活塞顶局部的径向外表面上的螺纹拧到活塞主体上，在螺纹区域中的活塞顶中成形向上敞开的周向凹槽，用焊接材料填充该凹槽，将活塞加热至焊接材料液化并在螺纹的螺线之间流动并且随后冷却活塞。由此在活塞主体和环形元件之间产生螺纹连接。螺纹连接需要附加部件并且制造起来非常耗时。

用于将下部件和上部件接合成活塞的焊接(激光焊接、摩擦焊接)包括消除应力退火及随后的附加热处理(调质)耗时且成本高昂。

在现有技术中在一个加工步骤中形成活塞坯件或活塞的下部件和上部件之间的材料锁合连接、尤其是钎焊连接。在至少下一加工步骤中进行热处理以形成预期的铁素体碳化物组织，即调质。这要求两次向活塞结构中输入热量并且十分耗时。

发明内容

因此，本发明的任务在于提供一种活塞坯件以及由其制成的活塞，该活塞不具有上述缺点。本发明还涉及多种用于制造相应活塞坯件或活塞的方法。

所述任务通过具有独立权利要求特征的活塞坯件、活塞和多种方法来解决。

根据本发明提出一种用于制造内燃机用活塞的活塞坯件，该活塞包括下部件和上部件，在所述部件之间形成至少一个上接合平面，该上接合平面通过活塞坯件的外圆周，在上接合平面区域中相对置地构造下部件上接合面和上部件上接合面，和/或在所述部件之间形成至少一个下接合平面，该下接合平面不通过活塞坯件的外圆周，在下接合平面区域中相对置地构造下部件下接合面和上部件下接合面，至少在所述至少一个接合平面的局部区域中在接合面之间设有至少一个焊料间隙，用于位置正确地设置下部件和上部件的对中部设置在至少一个焊料间隙中。通过这样设置所述至少一个接合面，该接合面优选位于活塞环区的外边缘上或甚至在与销孔相反的方向上位于活塞环区外部。因此很容易从活塞坯件的圆周接近构造在接合面中的焊料间隙。此外，所述至少一个接合面位于在制造燃烧室凹腔时要从活塞坯件去除的区域中。因此也可一体制造燃烧室凹腔的凹腔颈部和凹腔边缘。在所述至少一个焊料间隙中可引入焊料用于形成活塞坯件下部件和上部件之间的材料锁合连接。