[發(fā)明專利]活塞螺栓

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610855490.2
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN106884982A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 羅蘭·洛克曼
• 申請（專利權）人: 馬勒國際有限公司
• 主分類號: F16J1/16
• 分類號: F16J1/16
• 代理公司: 北京匯信合知識產(chǎn)權代理有限公司11335
• 代理人: 翟國明

技術領域

本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1的前序部分所述的具有軸向開口的活塞螺栓。

背景技術

從US4,756,240A中公知了一種具有這種軸向開口的塞螺栓，其中，至少一個加強肋布置在該開口內表面上。這應該是為了實現(xiàn)優(yōu)化負荷。

活塞螺栓構成活塞和連接桿之間的力傳遞連接元件，被作用在其上的氣體以及質量力所施壓，從而產(chǎn)生彎折以及橫向橢圓化，還沿特定截面修剪，沿該截面，活塞螺栓以及活塞中的以及連接桿中的螺栓凸臺彈性變形。活塞螺栓和螺栓凸臺的接觸表面通常為柱形并且在無負荷狀態(tài)下彼此平行，它們變得彎曲并且傾斜，使得會產(chǎn)生局部表面壓力波峰。與作用在螺栓凸臺周向方向上的拉應力一起，該恒定應力會超過活塞材料的疲勞強度，導致在螺栓凸臺的頂點的疲勞破裂(所謂的凸臺間隙破裂)。為了防止此破裂，需要低變形的塞螺栓，也即，具有較大壁厚度的螺栓，但是這又與期望將被移動的盡可能低的質量相沖突。

總之，應該注意的是，盡管利用軸向延伸的加強肋改善了彎折阻力，但是這與螺栓的橫向橢圓化沖突。相反，當加強肋布置成環(huán)時，改善了橫向橢圓化的阻力，但是降低了彎折阻力。因而，在這兩個情形下，僅改善了兩個屬性中的一個，而惡化了另一個。

發(fā)明內容

因此本發(fā)明其本身關注的問題是指示用于該類活塞螺栓的改進的或者至少可替換實施例，其特征在于，重量優(yōu)化以及降低的彎折以及橫向橢圓化。

該問題根據(jù)本發(fā)明通過獨立權利要求1的主題而解決。有利實施例是從屬權利要求的主題。

本發(fā)明基于這樣的總體構思：取代以前公知的環(huán)形加強肋或者軸向加強肋，現(xiàn)在首次設置至少一個斜向延伸的加強肋或者形成蜂窩圖案的多個加強肋。根據(jù)本發(fā)明的活塞螺栓具有以公知方式用于重量降低的軸向開口，至少一個這種加強肋布置在該開口的內表面上。該至少一個加強肋是螺旋形構造，根據(jù)本發(fā)明，或者仍根據(jù)第二可替換等同實施例設置了形成蜂窩圖案的多個加強肋。因而，利用根據(jù)本發(fā)明完全重新設計的加強肋，能夠首次增加對橫向橢圓化的阻力以及增加活塞螺栓的彎折阻力，用先前的僅在軸向方向上或者周向方向上延伸的加強肋時這是不可行的。此外，加強肋增加活塞螺栓的內表面，使得其能夠更好地被冷卻，因而還能夠在活塞中更好地冷卻活塞螺栓凸臺。這還使得能夠尤其增強配備這種活塞的內燃機的操作可靠性。此外，至少一個螺旋形構造的加強肋能夠促進螺栓凸臺中活塞螺栓的旋轉移動，這能夠防止所謂的“卡住螺栓”，從而僅在一側防止磨損。

在根據(jù)本發(fā)明的方案的一個有利修改中，至少一個加強肋在相同方向上穿過開口，也即，作為右側螺栓或者作為左側螺旋。可替換地，還可以想到的是，能夠提供至少兩個沿相反方向延伸的螺旋形加強肋，它們在活塞螺栓的中間區(qū)域彼此隔開，因此在該中間區(qū)域彼此不接觸。

在根據(jù)本發(fā)明的方案的另一有利實施例中，在第二可替換實施例中，設置了環(huán)形加強肋以及軸向加強肋，它們交叉并且一起形成蜂窩圖案。但是，環(huán)形和軸向加強肋不需要絕對定向在軸向方向或者周向方向上，使得在角度上也可以是與此不同的各個加強肋的方位，從而導致菱形蜂窩圖案。另一方面，利用精確的環(huán)形以及精確的軸向加強肋，人們得到矩形蜂窩圖案。由于軸向加強肋和環(huán)形加強肋之間相差一個直角，人們能夠實現(xiàn)特殊加載要求，當然還可以想到的是，形成蜂窩圖案的加強肋沿開口的長度在它們的高度和/或它們的寬度方面變化，從而創(chuàng)建具有不同負荷支承能力的區(qū)域。當然，較小蜂窩，也即一起靠的更近的加強肋，還能夠設置在具有較大加載的區(qū)域中。

在根據(jù)本發(fā)明的方案的一個有利修改中，至少一個加強肋具有梯形、矩形、圓弓形或者正弦截面。尤其，正弦截面構成導圓截面形式，其特征在于降低的凹口效應。

在根據(jù)本發(fā)明的方案的一個有利修改中，至少一個加強肋還能夠被硬化，相比于開口的內表面，至少一個加強肋的放大表面是比較易于實現(xiàn)的。

在根據(jù)本發(fā)明的方案的另一有利實施例中，至少一個加強肋的高度h與活塞螺栓的剩余壁厚度R的比率限定為如下：0.1<h/R<2.0以及優(yōu)選0.3<h/R<0.7。這種比率提供的主要益處為，利用更大的肋能夠實現(xiàn)在操作期間更好地冷卻活塞螺栓和凸臺。

在根據(jù)本發(fā)明的方案的另一有利實施例中，至少一個加強肋的高度h與加強肋的寬度b的比率限定為如下：0.1<h/b<2.0，優(yōu)選0.1<h/b<0.3。當然，清楚的是，該比率和上一段中提到的比率都能夠沿著活塞螺栓的軸向長度改變，其中，所描述的區(qū)域提供的益處為，尤其關于活塞螺栓的剛度，因為加強肋越寬，活塞螺栓的剛度越大。