用于活塞的鑄模的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機活塞(8)的鑄模(1)以及活塞(8)和制造活塞(8)的方法?；钊?8)具有至少兩個支撐件(3)用于固定鑄模(1)的鑄造型芯(2)，其中，至少一個支撐件(3)的端部(5)穿入并固定鑄造型芯(2)。本發(fā)明的關鍵在于至少一個支撐件(3)是由兩個部件構成的，即，一個搖枕吊軸(4)和一個與搖枕吊軸(4)連接的端部(5)，其中，在活塞(8)的拆模過程中，搖枕吊軸(4)可以分離或拆除，而端部(5、15)仍澆鑄在活塞(8)中，并在該位置處封閉冷卻通道(11)。
【專利說明】用于活塞的鑄模
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1前序部分的用于活塞優(yōu)選機動車內(nèi)燃機的活塞的鑄模。
【背景技術】
[0002]眾所周知，活塞是內(nèi)燃機的一個組成部件。所述活塞以沖程可調(diào)的方式布置在內(nèi)燃機的曲軸箱中。燃燒室中的燃燒溫度構成活塞的主要荷載，這就是為什么要經(jīng)常冷卻活塞的原因。為此目的，活塞通常具有一個冷卻通道，其設置在活塞中靠近內(nèi)燃室的區(qū)域。冷卻通道活塞通常采用鑄模制造。這種普通的活塞例如可以通過DE19804168A1得知。其中，提供一種用于形成冷卻通道的可拆卸型芯，其通過支撐件而保持在鑄模中，并在活塞形成后(優(yōu)選在鑄造過程后)拆除。這通過沖洗鑄造型芯或利用合適的溶劑熔解鑄造型芯來生效。各支撐件通常包括一個朝向鑄造型芯的端部，其穿入鑄造型芯，并將鑄造型芯固定在支撐件上。
[0003]其他的鑄造型芯或相應的制造活塞的方法可以通過例如DE10131725B4和DE102007044105A1 得知。
[0004]上述技術方案的缺點在于各端部形成冷卻通道上用于冷卻介質(zhì)流通的進口和出口。因此，支撐件的數(shù)量與冷卻通道的進口或出口的數(shù)量相對應。由于液壓或熱力的原因，在此有利的和期望的是將冷卻通道的開口數(shù)量盡可能減少，以使冷卻介質(zhì)更好、更長地流經(jīng)冷卻通道。基于此，優(yōu)選只有一個進口和一個出口的實施例，相應地具有兩個支撐件。另一方面，兩個這樣的支撐件并不總是能確保鑄造型芯的合適的固定位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是說明一種內(nèi)燃機活塞的鑄模的改進實施例及所述內(nèi)燃機活塞的制造方法，其特征在于改進鑄造型芯在鑄模中的保持和固定。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，通過獨立權利要求的主題來解決該問題。優(yōu)選的實施方式形成從屬權利要求的主題。
[0007]本發(fā)明的基本構思是以這樣一種方式形成活塞用鑄模的至少一個支撐件，朝向鑄模的鑄造型芯的支撐件的至少一個端部在鑄造完成拆模后仍然保持在活塞中，并流體密封活塞的冷卻通道，所述冷卻通道從鑄造型心延伸至外部。鑒于此，可設置多個支撐件來保持和固定鑄造型芯，對于任意數(shù)量的支撐件，優(yōu)選兩個，在拆模過程中形成冷卻通道的一個進口和一個出口，而任意數(shù)量的其他支撐件僅僅是用于保持和固定鑄造型芯。本實施例中的其他支撐件都具有所述類型的端部，以便這些端部可以流體密封冷卻通道。這里的拆模表示以任意方式將鑄模從成型的活塞上拆除。例如，鑄?？梢詮幕钊欣?、敲出或沖出。
[0008]根據(jù)這種創(chuàng)造性的構思，鑄模包括至少兩個用于支撐鑄造型芯的支撐件，其中，至少一個支撐件包括一個朝向鑄造型芯的端部，所述端部穿入鑄造型芯并由此將鑄造型芯固定在支撐件上。而且，至少一個支撐件是由兩部分構成。所述由兩部分構成的支撐件包括一個搖枕吊軸和連接在該搖枕吊軸上的端部。在拆模過程中，即，將鑄模從成型的活塞上拆除或分離的過程中，端部仍鑄造在活塞中，由此可以將搖枕吊軸從活塞上拆除。所述仍保持在活塞中的端部可以在端部芽入鑄造型芯或者與鑄造型芯接觸的部位封閉冷卻通道。該例中的封閉表示端部在此位置處朝向外部流體密封冷卻通道。也可以想到以這樣一種方式來形成端部和相應的搖枕吊軸，即搖枕吊軸整體或部分保持在活塞中。同樣可以想到端部和搖枕吊軸連接在一個構件上來作為預定的折斷點，在該位置處，搖枕吊軸以預定方式折斷從而拆除鑄造活塞。
[0009]活塞的冷卻通道通常形成為使得可拆卸的鑄造型芯在鑄造過程后能夠在冷卻通道中從活塞上拆除。這可以通過用水沖鑄造型芯或用合適的溶劑熔解鑄造型芯來實現(xiàn)。這樣，冷卻通道形成為活塞的一個空腔，其中優(yōu)選的實施方式為，鑄造型芯和冷卻通道可以為環(huán)狀或大致環(huán)狀。此外，模具的優(yōu)選實施方式為，鑄造型芯和冷卻通道布置在鑄?；蚧钊囊粋€區(qū)域中，其中，組裝在內(nèi)燃機中的活塞朝向或鄰近內(nèi)燃機的燃燒室。
[0010]優(yōu)選地，鑄模包括至少兩個支撐件，所述支撐件在拆模過程中可以全部或部分地從活塞上拆除，他們形成冷卻通道的進口或出口。優(yōu)選地，這些支撐件可以這樣一種方式形成，搖枕吊軸和相應的端部可以共同從活塞上拆除或者沒有端部。搖枕吊軸和相應的端部可以形成為一個部件。此外，鑄模包括一個或多個其他支撐件，所述其他支撐件以這樣一種方式形成，在拆模過程中端部仍保持在活塞中，而相應的搖枕吊軸可以從活塞上拆除。更優(yōu)選的實施方式為，支撐件環(huán)形布置在鑄模中，由此，均勻地固定鑄造型芯。形成進口和出口的支撐件優(yōu)選彼此鄰近布置，以使流經(jīng)冷卻通道的冷卻劑(優(yōu)選油)在冷卻通道中具有最大的流動路徑。由此，可以有效地和均勻地冷卻活塞。
[0011]通過各端部的相應凸出部分可以使端部穿入鑄造型芯，其中，突出部分可以是針狀或類似針的形狀，并穿入鑄造型芯。端部起到塞子的作用，其部分穿入冷卻通道，由此，冷卻通道在該位置處被封閉或朝向外部的流體密封。在此，拆模期間仍保持在活塞中的端部和形成進口與出口的支撐件的端部都可以包括有一個所述的凸出部分。形成進口與出口的支撐件可以從活塞上拆除。借助這些支撐件，端部可以保持在活塞中，而不會在相應的位置處朝外地流體密封冷卻通道。
[0012]拆模過程中保持在活塞中的端部可與搖枕吊軸相分離。該例中的端部優(yōu)選包括一個盲孔，所述搖枕吊軸插入該盲孔。這意味著端部可以全部或部分地包圍搖枕吊軸，其中，端部與相應的搖枕吊軸之間為可拆卸連接。還可以想到其他優(yōu)選實施方式，其中，端部與相應的搖枕吊軸可螺紋連接。其他設計中，端部與相應的搖枕吊軸為一體件，兩構件之間的過渡為減小的橫截面，其作為預定的折斷點。
[0013]實際上，端部可以由鋼或銅成型或制造成，這是非常有利的，尤其是用鋁作為鑄造工藝中的鑄造材料的時候。相應地，搖枕吊軸也可以是由鋼或銅制成。然而，搖枕吊軸可以成型為砂銷或鹽銷，以便其可以在拆模過程中從活塞上拆除，或者在鑄造過程中借助水沖出活塞，或著通過合適的溶劑從活塞中熔解流出。
[0014]保持在活塞中的端部通常可以具有任意尺寸和/或形狀，其在相應位置處封閉并向外地流體密封冷卻通道。優(yōu)選的，端部可以是凸圓柱形。這意味著，在拆模過程中，端部通過與活塞的正面連接而保持在活塞中，而相應的搖枕吊軸可從活塞中拆除。
[0015]形成冷卻通道的鑄造型芯可由任意材料制成，其在鑄造過程之后可從活塞上拆除。優(yōu)選地，鑄造型芯為鹽芯。也可以想到鑄造型芯為砂芯的實施方式。
[0016]活塞優(yōu)選通過下述方法制造。在此，可熔的鑄造型芯可以布置或建造在鑄模上，并固定于鑄模上。這通過各支撐件的相應端部的針狀凸出部分穿入鑄造型芯來實現(xiàn)。
[0017]據(jù)此方法，鑄模被封閉。這意味著鑄模包括多個向外封閉鑄模的模具，并由此形成一個空腔，支撐件和鑄造型芯均布置在該空腔中。封閉的鑄模填充進鑄造材料。鑄模與鑄造成型的活塞分離。在所謂的拆模過程中，鑄模與活塞分離。為了拆除鑄造型芯，首先拆除搖枕吊軸，其中，至少一個支撐件的端部保持在活塞中，并在該位置封閉冷卻通道。通過熔解鑄造型芯而形成冷卻通道
[0018]本發(fā)明的其他重要特征和優(yōu)點體現(xiàn)在附加的權利要求、附圖以及相應的【專利附圖】

【附圖說明】中。
[0019]應該明白，上述特征和下面要解釋的特征不僅用于給出的組合中，還可以用于其他組合或單獨使用，而不脫離本發(fā)明的范圍。
[0020]本發(fā)明優(yōu)選的實施例示出在附圖中，并在下面進行更詳細地描述，相同的附圖標記表示相同的、相似的或功能等同的部件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]以下附圖中:
[0022]圖1為鑄模視圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的插有搖枕吊軸的活塞的剖面圖。
[0024]圖3示出了一個具有搖枕吊軸的單片支撐件，其具有預定折段橫截面和端部件?！揪唧w實施方式】
[0025]圖1示出了一個鑄模1，其包括一個形成冷卻通道11的鑄造型芯2和三個支撐件
3。各支撐件3用于保持或固定鑄造型芯2。為此目的，至少一個支撐件3包括一個搖枕吊軸4和一個朝向鑄造型芯2的端部5。各端部5包括一個類似針的凸出部件6，所述凸出部件6穿入鑄造型芯2，并由此固定鑄造型芯2。這里，支撐件3布置在鑄模I的模具7上。
[0026]所述3個支撐件中的兩個以這樣一種方式形成，其在鑄造過程后可以從成型的活塞8上全部拆除。這些支撐件3借助鑄造型芯2在活塞8中形成冷卻通道11的進口 9和出口 10。
[0027]圖2示出了鑄造成型的活塞8的剖面，其中由于穿入的原因，一個搖枕吊軸4繼續(xù)布置在活塞8中，而其他支撐件在拆模過程中已經(jīng)從活塞8中拆除。如前面已經(jīng)描述的，這些拆除的支撐減形成冷卻通道11的進口 9和出口 10。布置在活塞8中的支撐件3的端部5具有一個盲孔12，支撐件3的搖枕吊軸4插入該盲孔。端部5還具有一個凸出的圓柱形，以便鑄造材料在鑄造過程中可以圍繞其澆鑄，并在鑄造過程結束后通過正面連接方式連接到活塞8。在圖2所示的剖面中，端部5為六邊形橫截面，布置有凸出部件6的朝向冷卻通道11或鑄造型芯2的一側，所述凸出部件插入鑄模2的孔中。在端部5上遠離冷卻通道11的一側，相應的搖枕吊軸4插入盲孔12中。
[0028]這樣，可以將搖枕吊軸4從活塞8中拆除，而端部5仍在活塞8中。這可以通過拉出相應的搖枕吊軸4來實施。相應地，端部5在該位置封閉冷卻通道11，以便流經(jīng)冷卻通道11的冷卻劑(例如油)不會在該位置處從冷卻通道11流出。在圖2所示內(nèi)容中，鑄造型芯2位于活塞8中冷卻通道11的區(qū)域。為了熔解鑄造型芯2并流出活塞8，可以采用水或其他適合的溶劑。相應地，鑄造型芯2可以是鹽芯13或砂芯14。
[0029]圖3所示的單片支撐件3為另外一個實施例。端部5插入用于形成冷卻通道11的鑄造型芯2的孔中。凸出部分15確保了在成型狀態(tài)下，不會在活塞8上、在支撐件3位于冷卻通道11的位置處產(chǎn)生向外的開口，凸出部分15也可以是六邊形橫截面。這里，凸出部分15對應端部5。搖枕吊軸4的橫截面包括一個作為預定折斷點的減小的橫截面16，由此，當拉力作用于搖枕吊軸4時，其可以在位置16處折斷，并且搖枕吊軸4可以于活塞8分離。
[0030]活塞8優(yōu)先采用鋁制作。搖枕吊軸4或端部5也可以采用具有比鋁更高的熔點的材料制作，例如鋼或銅。
【權利要求】
1.一種用于內(nèi)燃機優(yōu)選用于機動車內(nèi)燃機的活塞(8)的鑄模(I)，具有用于形成冷卻通道(11)的可熔解的鑄造型芯(2)，并且至少具有兩個插入并支撐鑄造型芯(2)的支撐件(3)，其中，至少一個所述支撐件(3)包括一個朝向鑄造型芯(2)的端部，其穿入鑄造型芯(2)并將鑄造型芯(2)固定在支撐件上，鑒于此，其特征在于， 至少一個支撐件(3)由至少兩個部件構成，即一個搖枕吊軸(4)和一個與搖枕吊軸(4)連接的端部(5)，其中，在活塞⑶的拆模過程中，所述搖枕吊軸⑷可以分離或拆除，而端部(5、15)仍澆鑄在活塞(8)中，并在該位置處封閉冷卻所述通道(11)。
2.權利要求1所述的鑄模，其特征在于，所述端部(5)包括一個插入鑄造型芯(2)中的針狀凸出部分(6)。
3.權利要求2或3所述的鑄模，其特征在于，所述端部(5)具有一個所述搖枕吊軸(4)插入其中的盲孔(12)。
4.權利要求1-3任一項所述的鑄模，其特征在于，所述端部(5)具有一個凸圓柱。
5.權利要求1-4任一項所述的鑄模,其特征在于， -所述端部(5)由鋼或銅制成和/或 -所述搖枕吊軸(4)由鋼或銅制成或是砂銷或是鹽銷。
6.權利要求1-5任一項所述的鑄模，其特征在于，用于支撐可熔解的鑄造型芯(2)的支撐件(3)成型為單片構件，其包括一個形成端部(5)的局部凸出部件(15)和一個位于搖枕吊軸⑷上遠離鑄造型芯⑵的一側上的局部減小的橫截面(16)。
7.權利要求6所述的鑄模，其特征在于，所述支撐件(3)由鋼或銅制成。
8.權利要求1-7任一項所述的鑄模，其特征在于，鑄模(I)包括至少三個所述支撐件(3)，其中，至少兩個支撐件(3)以這樣一種方式形成，在活塞(8)的拆模過程中，所述的至少兩個支撐件⑶可以與活塞⑶分離，進而形成冷卻通道(11)的進口(9)和出口(10)。
9.權利要求1-8任一項所述的鑄模，其特征在于，鑄造型芯(2)為鹽芯(13)或砂芯(14)。
10.一種利用前述任一項權利要求所述的鑄模(I)來制造內(nèi)燃機活塞(8)優(yōu)選制造機動車內(nèi)燃機的活塞(8)的方法，其特征在于 -一個可熔解的鑄造型芯(2)設置在所述鑄模(I)的支撐件(3)上并固定， -閉合鑄模⑴， -將鑄造料填入所述鑄模(I)中， -所述鑄模(I)與成型的活塞(8)分離， -在所述活塞(8)拆模后，拆除至少一個搖枕吊軸(4)，而至少一個端部(5、15)仍鑄入所述活塞(8)，并在該位置處封閉冷卻通道(11)， -將可熔解的鑄造型芯(2)溶解，優(yōu)選沖出。
11.權利要求10所述的制造方法，其特征在于活塞(8)由鋁鑄造成型。
12.一種用于內(nèi)燃機的活塞(8)，優(yōu)選用于機動車內(nèi)燃機的活塞(8)，其利用權利要求1-9任一項所述的鑄模(I)按照權利要求10或11所述的方法制造成型。
【文檔編號】F02F3/22GK103958091SQ201280054801
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年10月17日 優(yōu)先權日:2011年11月15日
【發(fā)明者】沃爾夫岡·伊斯萊爾 申請人:馬勒國際有限公司