CN109268136B - 制造由内燃机的连杆的偏心杆和活塞组成的单元的方法 - Google Patents

制造由内燃机的连杆的偏心杆和活塞组成的单元的方法 Download PDF

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Abstract

一种制造由具有可调压缩比的内燃机的连杆的偏心杆(15，16)和活塞(20，21)组成的单元的方法，至少具有以下步骤：提供具有两个端部的偏心杆(15，16)，其中，偏心杆能够通过第一端部(36，37)连接到连杆的偏心轮调节装置的偏心杠杆上，且能通过第二端部(38，39)连接到活塞(20，21)上，活塞在所述连杆的安装状态下在连杆的液压腔中被引导。提供所述活塞(20，21)，活塞在连杆的安装状态下在连杆的所述液压腔中被引导。在活塞(20，21)中布置偏心杆(15，16)的第二端部。将注塑模具(47)***活塞(20，21)中。在活塞、偏心杆的第二端部和注塑模具(47)之间注塑周向闭合的保持环(43)。移除所述注塑模具(47)。

Description

制造由内燃机的连杆的偏心杆和活塞组成的单元的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造由具有可调压缩比的内燃机的连杆/连杆机构(Pleuelstange)的偏心杆和活塞组成的单元的方法。
背景技术
图1示出了由DE 10 2010 016 037 A1已知的具有可调压缩比的内燃机的连杆。因此，连杆10具有曲柄销轴承孔11和连杆轴承孔12，其中，曲柄销轴承孔11用于将连杆10连接到未示出的曲轴上，连杆轴承孔12用于将连杆10连接到未示出的气缸活塞上。连杆10配设有偏心轮调节装置13，其具有偏心轮、偏心杠杆14和偏心杆15、16。偏心杠杆14具有相对于连杆轴承孔12的中心17偏心地布置的孔(具有中心点18)，其中，在偏心杠杆14中的该孔容纳偏心轮并且在偏心轮中的孔容纳活塞销。偏心轮调节装置13用于调节有效的连杆长度leff，其中，作为连杆长度，可以理解为在偏心杠杆14中的孔之中心18到曲柄销轴承孔11的中心19的距离。为了旋转偏心体14和为了改变连杆长度leff，偏心杆15、16是可以移动的。每个偏心杆15、16被配设了一个在液压腔22、23中引导的活塞20、21。在液压腔22、23中存在液压压力，该液压压力作用于配设给偏心杆15、16的活塞20、21，其中，依赖于在液压腔中的油量情况，偏心杆的移动是可能的或是不可能的。
偏心轮调节装置13的调节通过内燃机的惯性力和负载力的作用被启动，该惯性力和负载力在内燃机的一个工作冲程期间作用于偏心轮调节装置13。在一个工作冲程期间，作用在偏心轮调节装置13上的力的作用方向不断变化。调节运动通过用液压油加载的活塞20、21来支持，该活塞作用于偏心杆15、16，其中，活塞20、21防止由于作用在偏心轮调节装置13上的力的变化的力作用方向而导致偏心轮调节装置13复位。与活塞20、21相互作用的偏心杆15、16在两侧连接到偏心体14。其中引导活塞20、21的液压腔22和23可以经由液压油管线24和25从曲柄销轴承孔11被施加液压油。止回阀26和27防止液压油从液压腔23和24逆流返回到液压管线24和25中。在连杆10的孔28中容纳有切换阀29，其中，切换阀29的切换位置确定：液压腔22和23中哪一个被填充液压油，液压腔22和23中哪一个被排空，其中，偏心轮调节装置13的调节方向或旋转方向取决于该填充和排空。在这种情况下，液压腔22和23经由流体管线30和31与孔28联络，该孔容纳切换阀29。在图1中示意性示出了切换阀29中的操作部件32、弹簧装置33和控制活塞34，其中，切换阀29的这些部件的功能已经被DE 102010 016 037 A1公开。
如上所述，作用于被在液压腔22、23引导的活塞20、21上的液压油从曲柄销轴承孔11开始经由液压管线24和25被供给到液压腔22、23，其中，连杆10以这样的方式通过曲柄销轴承孔11作用到在图1中未示出的曲轴上，使得连杆轴瓦35被布置在曲轴(即曲轴轴颈)和曲柄销轴承孔之间。
如上已述，在偏心杠杆14的两侧各有一个偏心杆15、16被连接到偏心杠杆14上。从图1中可以看出，偏心杆15、16中的每个偏心杆通过第一端部36或37作用在偏心杠杆14上，其中，相应的偏心杆15或16通过相对置的第二端38或39作用到在连杆10的液压腔22、23中引导的活塞20或21上。
根据实际情况，偏心杆15、16在两个端部36、38或37、39处通过连接螺栓与偏心杠杆14或相应的活塞20、21连接，该连接螺栓保证将偏心杆15、16铰链式地铰接连接到偏心杠杆14上以及活塞20、21上。使用这样的连接螺栓来将偏心杆15、16在其第二端部38、39处连接到活塞20、21上要求高的部件费用和制造费用。
为了改进偏心杆15、16在它们的第二端部38、39的区域中到活塞20、21上的连接，从DE 10 2015 103 207 A1中可知，偏心杆15、16的第二端部被设计成球头。在这种情况下，球头啮合到相应的活塞20、21的对应的空隙中。在这种情况下，相应的活塞20、21容纳保持环，该保持环在局部抵靠在相应的偏心杆15、16的被设计成球头的端部上。该保持环在这种情况下可以被设计成周向闭合的保持环。
从EP 3 067 576 A1中已知将偏心杆的突入活塞中的那些端部设计成球头并且通过保持环固定在活塞中。在此情况下保持环从后面接合到在活塞中的底切部上。保持环在此情况下是在其圆周上是中断的。
因此从现有技术中已知，将偏心杆的一个端部(其突入到在连杆安装状态下在连杆的液压腔中引导的活塞中)设计成球头并且通过闭合的保持环保持在活塞中。
至今为止困难的是，简单并且可靠地制造由偏心杆和活塞组成的单元，其中，偏心杆通过闭合的保持环被固定在活塞中。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单并且可靠的、用于制造由具有可调压缩比的内燃机的连杆/连杆机构的活塞和通过闭合的保持环固定在活塞中的偏心杆组成的单元的方法。
这个目的通过一种根据权利要求1所述的方法来实现。
根据本发明的方法至少具有以下步骤：提供具有两个端部的偏心杆，其中，所述偏心杆可以通过第一端部连接到所述连杆的偏心轮调节装置的偏心杠杆上，并且可以通过第二端部连接到活塞上，所述活塞在所述连杆的安装状态下在所述连杆的液压腔中引导。提供所述活塞，所述活塞在所述连杆的安装状态下被在所述连杆的液压腔中引导。所述活塞中布置所述偏心杆的第二端部。将注塑模具***所述活塞中。在所述活塞、所述偏心杆的第二端部和注塑模具之间注塑周向闭合的保持环。移除所述注塑模具。
借助于根据本发明的方法可以简单且可靠地制造由活塞和偏心杆组成的单元，所述偏心杆通过一个端部接合到所述活塞中并且在该端部处通过闭合的保持环被固定在活塞中。
根据一个扩展方案，所述偏心杆的第二端部被设计成球头，所述球头在局部***到所述活塞中的球壳段中，其中，所述注塑模具被放置在所述球头的从所述活塞的球壳段突出的部段上，其中，在所述活塞、所述球头的从所述活塞的球壳段突出的部段和所述注塑模具之间形成所述周向闭合的保持环。由此可以特别有利地制造由活塞和偏心杆组成的单元。
根据本发明的一个扩展方案，所述注塑模具以这样的方式被放置在所述球头的从所述活塞的球壳段突出的部段上，即所述球头被压向所述球壳段。接着所述球头与所述注塑模具一起按限定方式相对于所述活塞移动，以调整在球头和球壳段之间的限定的间隙。接着在所述活塞、所述球头的从所述活塞的球壳段突出的部段和所述注塑模具之间通过注塑形成所述周向闭合的保持环。优选地，以这样的方式调整在所述球头和所述球壳段之间的所述限定的间隙，即在注塑期间没有注塑材料进入到这个间隙中。这些细节也有助于实现由偏心杆和活塞组成的单元的特别有利的、简单的和可靠的制造。通过该限定的间隙可以确保偏心杆在活塞上的良好的铰接连接。
附图说明
本发明的优选改进方案来自从属权利要求和以下说明。结合附图来详述本发明的实施例，但本发明不限于此。其中：
图1示出了由现有技术中已知的具有可调压缩比的内燃机的连杆；
图2示出了根据本发明的第一连杆的细节；
图3示出了在其制造时图2的细节。
具体实施方式
具有可调压缩比的内燃机具有至少一个，优选多个气缸。每个气缸具有活塞，该活塞经由连杆10被联接到内燃机的曲轴上。
每个连杆10在一个端部处具有连杆轴承孔12和在一个相对置的端部处具有曲柄销轴承孔11。相应的连杆10通过其曲柄销轴承孔11这样地作用在曲轴的曲轴轴颈上，即一个连杆轴瓦被定位在曲轴轴颈和曲柄销轴承孔之间，其中，在连杆轴瓦和曲轴轴颈之间可以形成润滑油膜。
具有可调压缩比的内燃机在每个连杆10的区域中具有用于调节相应的连杆10的有效连杆长度的偏心轮调节装置13。
该偏心轮调节装置13具有偏心轮、偏心杠杆14和偏心杆15、16，它们可以依赖于在与偏心杆共同作用的液压腔中存在的液压压力而被移动，用以调节压缩比。与偏心杆15、16共同作用的液压腔可以从相应的连杆的曲柄销轴承孔11被供给液压油。
通过内燃机的惯性力和负载力的作用来启动偏心轮调节装置的13的调节。
偏心杆15、16通过第一端部36、37作用于偏心杠杆14上。偏心杆15、16通过相对置的第二端部38、39被固定在相应的活塞20、21上，该活塞被在连杆10的相应的液压腔22、23中导引。
图2示出了在相应的偏心杆15、16的第二端部38、39的区域中来自偏心杆15、16的一个局部截面图，其中，在该第二端部38、39的区域中相应的偏心杆15、16被设计成球头。
相应的偏心杆15、16的这个被设计成球头的第二端部38、39以第一部段40突入到相应的活塞20、21的相应的球壳段41中并以部段42从该球壳段41中突出。
相应的偏心杆15、16的第二端部38、39通过周向闭合的保持环43被固定在相应的活塞20、21中，该保持环同样形成一种球壳段44，球头的从相应活塞20、21的球壳段41突出的部段42抵靠在该球壳段上。如已经描述的那样，该保持环43在圆周方向上是闭合的并且具有中间的缺口45，偏心杆15、16延伸通过该缺口。周向闭合的保持环43在此情况下根据图2从后面接合到在相应的活塞20、21中的底切部46上，从而通过相应的闭合的保持环43在相应的活塞20、21中不可丢失地引导相应的偏心杆15、16的第二端部38、39。
在此本发明现在涉及一种方法，用以简单地并可靠地制造由偏心杆15、16和作用在偏心杆15、16的第二端部38、39上的活塞20、21与闭合的保持环43一起组成的一个这样的单元。
为此首先提供相应的偏心杆15、16，其具有两个端部36、38和37、39，其中，偏心杆15、16的相应的第一端部36、37用于将该偏心杆连接到偏心杠杆14上而相应的偏心杆15、16的相应的第二端部38、39用于将该偏心杆连接到相应的活塞20、21上。
如已经描述的那样，相应的活塞20、21在连杆的安装状态下被在连杆的液压腔22、23中引导。
除了相应的偏心杆15、16以外，还附加地提供相应的活塞20、21。
随后将偏心杆15、16的优选设计成球头的第二端部38、39布置在相应的活塞20、21中，并且是这样布置，使得偏心杆15、16的球头通过部段40突入到由相应的活塞20、21提供的球壳段41中。
与突入到球壳段41中的球头部段40相邻接的球头部段42从相应的活塞20、21的球壳段41突出。
在将偏心杆15、16的相应的第二端部38、39布置在相应的活塞20、21中之后接着将注塑模具47(参照图3)部分地***到相应的活塞20、21中，其中，注塑模具47的突入到活塞20、21中的部段47a压向偏心杆15、16的被设计成球头的第二端38、39的从球壳段41突出的部段42。
在将具有部段47a的注塑模具47布置在活塞20、21中之后，通过注塑借助于注塑模具47形成周向闭合的保持环43。
接下来将注塑模具47从活塞20、21上移除。
在注塑周向闭合的保持环43时，在偏心杆15、16的相应的第二端部38、39的从活塞20、21的球壳段41突出的部段42和活塞20、21和注塑模具47之间形成该保持环。在注塑模具47(即注塑模具47的突入到活塞20、21中的部段47a)，活塞20、21和偏心杆15、16的被设计成球头的第二端38、39的部段42之间的自由空间因此被用注塑材料充满，用以形成周向闭合的保持环43，并且是在从后面作用到活塞20、21的底切部46上的情况下。周向闭合的保持环43然后不可丢失地被容纳在活塞20、21中并且因此也将活塞20、21不可丢失地保持在偏心杆15、16的第二端部38、39上。
根据本发明的方法的一个有利的扩展方案规定，具有部段47a的注塑模具47以这样的方式被放置在偏心杆15、16的被设计成球头的第二端部38、39的从活塞20、21的球壳段41突出的部段42上，即偏心杆15、16的被设计成球头的第二端部38、39通过部段40压向活塞20、21的球壳段41。随后，偏心杆15、16的球头或第二端部38、39与注塑模具47的部段47a一起按限定方式相对于活塞20、21移动，以调整在偏心杆15、16的被设计成球头的第二端部38、39和活塞20、21的球壳段41之间的限定的间隙48。该间隙48在此情况下被这样地设计尺寸，或如此地调整，即在注塑期间没有注塑材料进入到间隙48中。在调整该限定的间隙48之后，然后通过注塑，即通过用注塑材料填充在注塑模具47的部段47a、活塞20、21和球头的部段42之间的空腔实现形成周向闭合的保持环43，其中，间隙48不被注塑材料填充，从而在注塑周向闭合的保持环43之后间隙48保证偏心杆15、16的第二端部38、39在相应的活塞20、21上的良好的铰接连接。
作为注塑材料，优选使用热塑性塑料，如聚醚醚酮。

Claims (2)

1.一种用于制造由具有可调压缩比的内燃机的连杆的偏心杆(15，16)和活塞(20，21)组成的单元的方法，至少具有以下步骤：
提供具有两个端部(36，37，38，39)的偏心杆(15，16)，其中，所述偏心杆(15，16)能够通过第一端部(36、37)连接到所述连杆的偏心轮调节装置(13)的偏心杠杆(14)上，并且能够通过第二端部(38、39)连接到活塞(20，21)上，所述活塞在所述连杆的安装状态下在所述连杆的液压腔(22，23)中被引导，
提供所述活塞(20，21)，所述活塞在所述连杆的安装状态下在所述连杆的所述液压腔(22，23)中被引导，
在所述活塞(20，21)中布置所述偏心杆(15，16)的所述第二端部(38，39)，
将注塑模具(47)***到所述活塞中，
在所述活塞(20，21)、所述偏心杆的第二端部(38，39)和注塑模具(47)之间注塑周向闭合的保持环(43)，
移除所述注塑模具(47)，
其中，所述偏心杆的第二端部(38，39)被设计成球头，所述球头被部分***到所述活塞中的球壳段(41)中，其中，将所述注塑模具(47)放置在所述球头的从所述球壳段(41)突出的部段(42)上，其中，在所述活塞(20，21)、所述球头的从所述活塞的球壳段(41)突出的部段(42)和所述注塑模具(47)之间形成周向闭合的保持环(43)，以及
其中，所述注塑模具(47)以这样的方式被放置在所述球头的从所述活塞(20，21)的球壳段(41)突出的部段(42)上，即，所述球头被压向所述球壳段(41)，
接着所述球头与所述注塑模具(47)一起按限定方式相对于所述活塞(20，21)移动，以调整在球头和球壳段(41)之间的限定的间隙(48)，
接着在所述活塞(20，21)、所述球头的从所述活塞(20，21)的球壳段(41)突出的部段(42)和所述注塑模具(47)之间通过注塑形成所述周向闭合的保持环(43)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以这样的方式调整在所述球头的突入到所述活塞(20，21)的球壳段(41)中的部段(40)和所述球壳段(41)之间的所述限定的间隙(48)，使得在注塑期间没有注塑材料进入到这个间隙(48)中。
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