曲軸銷頸潤滑油輸送裝置的製作方法

2023-11-03 20:57:02

相關申請案

本發明涉及一種曲軸銷頸潤滑劑(例如潤滑油)輸送裝置。

發明背景

為了確保行動裝置部件的無故障操作必須進行合適的潤滑。該要求尤其適用於移動軸，例如內燃機或者壓縮機的曲軸。曲軸銷軸承的軸承必須通過合適的輸送裝置供應潤滑劑，以便潤滑劑到達曲軸銷軸承和曲軸孔之間。針對該目的，曲軸例如為空心體或者在主軸承和曲軸銷軸承之間配備有開孔。為了降低移動質量(進而降低動態力)，曲軸主軸承經常帶有開孔(減重開孔)，該開孔的走向垂直於曲軸的移動方向。對於這一類的實施形式而言，由開孔形成的空心區域可以連接至輸送裝置。此外必須避免處於壓力下的潤滑劑洩漏至曲軸外殼中，而不是供應給曲軸銷頸位置。對此已經公開了不同的方案。例如在減重開孔末端的栓塞以及其他確保潤滑劑從主軸承輸送至曲軸銷頸位置的昂貴的開孔。上述實施形式的缺點在於，其生產過程特別昂貴，且在減重開孔中形成較大體積的潤滑劑，該潤滑劑只有在內燃機啟動時才會進行加注，以便其形成足夠的潤滑劑壓力。

發明概要

本發明的任務在於，提供一種裝置，該裝置在內燃機啟動時允許加速潤滑劑在曲軸銷頸位置的壓力形成。

本發明說明了一種通過其中設置的開孔輸送潤滑劑至機器零件軸承位置的裝置。根據本發明的實施例，該裝置包含一種具有縱向軸線的套筒體(該套筒體插入開孔中)以及一個用於將潤滑劑傾斜於縱向軸線輸送過套筒體的管道，對此，套筒體以軸向防扭轉的方式設置在開孔中。

在一種實施例中，通過其中設置的開孔將潤滑劑輸送至機器零件軸承位置的裝置具有一個帶縱向軸線的套筒體(套筒體插入開孔中)和一個通道用於將潤滑劑傾斜於縱向軸線輸送過套筒體，其中，套筒體以防止其沿著縱向軸線滑動的方式固定在開孔中和/或防止其圍繞縱向軸線扭轉的方式進行固定。

此外，根據權利要求1或者權利要求11還說明了一種安裝該裝置的方法。該方法包括：提供一種根據權利要求1或者權利要求11所述的裝置，提供一個擠壓模具，使用擠壓模具將上述裝置壓入開孔中，其中，該裝置在壓入開孔的過程中至少應使得套筒體被安置在開孔中，並使得通道和輸油孔以及輸送通道至少部分重疊。

附圖簡述

本發明在下文中將根據附圖所示的示例進行更詳細的說明。示意圖並不強制要求比例正確，且本發明也不限於所示的觀點。更確切地說更注重本發明所基於的原理。其中：

圖1示出了帶通道的插入減重開孔中的單部件套筒體；

圖2a示出了開孔中的凹槽和咬合在其中的套筒體凸起；

圖2b示出了帶凹槽的開孔和咬合在其中的套筒體凸起的截面圖；

圖3示出了帶通道以及附加加強筋的插入減重開孔中的雙部件套筒體；

圖4示出了帶可變橫截面通道的插入減重開孔中的單部件套筒體；

在附圖中，相同的參考標號表示具有相同或者類似意義的相同或者類似部件。

具體實施方式

為便於理解，該裝置以內燃機曲軸為例進行說明。但該裝置也可以和曲軸組合用於其他設備，例如活塞壓縮機。該裝置也可以用於其他設備，以便將潤滑劑有效地輸送至期望的軸承位置。

在圖1中示出了曲軸的一部分。在曲軸的第一主軸承51和第二主軸承52之間設置有一個曲軸銷軸承42(曲軸銷滑動軸承)，該軸承以縱截面的形式進行示出。在截面圖中示出了開孔40和從屬的內壁45。開孔40用於降低曲軸的重量(以及相關的慣性)，因此既可以是貫穿的，也可以是單側開孔的開孔40(未示出)。開孔40通常被稱作減重開孔。在隨後的文本中，為了便於理解，示出的是貫穿開孔40(貫穿開孔)。開孔40既可以沿著曲軸銷軸承42的旋轉軸延伸，該旋轉軸通常與曲軸的旋轉軸平行並間隔一定距離。此外開孔40也可以根據實施形式具有凸臺和臺階。開孔40的橫截面例如可以是圓形。

套筒體10插入開孔40。套筒體10可以是具有縱向軸線44的近似旋轉對稱體部件。套筒體10例如可以具有薄壁管狀的造型，該套筒體設置在開孔40中，其外罩面和開孔40的內壁45至少部分接觸。套筒體10既可以在兩個端面(垂直於縱向軸線44的表面)均為開孔狀、在兩個端面均為封閉狀，也可以僅在一個端面為封閉狀。根據所示的示例，套筒體10具有通道20，該通道橫向於縱向軸線44穿過套筒體10。從通道20處看，套筒體既可以由實心材料支撐，也可以在適當的位置額外成空心結構。套筒體10可以額外具有加強件13(見圖3)、凹槽或者凸起。通道20傾斜於縱向軸線44穿過套筒體10，該通道用於導引潤滑劑經過套筒體10(對此也可以經過減重開孔40)。通道20連接曲軸中的潤滑油輸送孔43和附屬的潤滑油輸送孔41，該輸送孔連接至曲軸銷頸位置。套筒體10「連接」所謂的減重開孔40的內部。通道20可以在兩端(在套筒體10的外罩面)擴徑，從而使得在其末端通道20的橫截面稍大於相鄰潤滑油輸送孔41和43的橫截面。

通道20也可以為小孔結構，例如通過材料、力或者形狀配合固定在套筒體10中。尤其是管道20可以粘貼或者焊接在套筒體10中。此外套筒體10可以由不同的材料製成。例如，該裝置可以由塑料、金屬或者陶瓷或者組合兩種或更多上述材料製成。尤其是該裝置可以由耐油塑料(塑料注塑)、由鋁壓鑄、精密鑄造或者由鋼板製成。此外，該裝置也可以由複合材料或者上述材料組合製成。

在工作過程中，潤滑劑由潤滑油輸送孔43通過通道20(通過減重開孔40)繼續輸送至外部的潤滑油輸送孔41，該輸送孔流入曲軸銷頸位置。從潤滑油輸送孔43流入減重開孔40內壁45的第一個位置，潤滑劑通過通道20被輸送至內壁45的第二個位置，在該位置潤滑劑流入潤滑油輸送孔41中。從開孔40的內壁45延伸至曲軸銷軸承42的滑動面的潤滑油輸送孔41將潤滑劑輸送至曲軸銷軸承42和曲軸孔之間。

為了讓潤滑劑順利地從通道20流過，套筒體10(和通道20)必須定位於減重開孔40中(角度和位置)，並使得通道20的末端在減重開孔40的內壁處和潤滑油輸送孔41和42的各自末端相對。換言之，潤滑油輸送孔41和43的縱向軸線必須(各自)和通道20的縱向孔大致相交(也就是說潤滑油輸送孔41和43在減重開孔40中的流入口的橫截面必須和通道20的末端在套筒體外罩面的對應橫截面至少部分重疊)。潤滑油輸送孔41的位置在圖1、3和4中在曲軸銷的上部末端示出，以便對示意圖進行簡化。在實際的實施過程中，潤滑油輸送孔41流入監控開孔40外罩面的任意位置(也就是說在根據圖1的示意圖中也可以在套筒體10的「後部」或者「前部」)。經過套筒體的通道20不需要和套筒體的縱向軸線相交。但需要說明的是，潤滑油輸送孔41並非傾斜(於曲軸銷軸承42的滑動面)，而是垂直於縱向軸線44。由此在去毛刺時比較有利。

可以以不同的方式方法實現套筒體10的正確定位。套筒體10例如可以通過力、材料或者形狀配合固定在開孔40中的正確位置。尤其是，套筒體10通過擠壓(擠壓配合)，由此以力配合的形式插入開孔40中，並固定在其中的正確位置。此外，套筒體10也可以具有一個定位元件(例如咬合在減重開孔40的凹槽中的凸起)，該定位元件在設計時使得，可以防止套筒體10在減重開孔40中圍繞縱向軸線44扭轉(防扭轉裝置)。在該情況下，在安裝套筒體10的過程中僅需要以正確的角度為止插入開孔40中即可。為了確保系統的密封性可以要求使用粘合劑或者密封劑。

該定位元件用於將套筒體10在開孔40中(僅)定位於相對於潤滑油輸送孔41、43的期望的角度位置。在圖2a和圖2b中示出了帶定位元件的套筒體10的一種實施例。圖2a示出了沿縱向軸線44方向觀察的套筒體10。圖2b示出了平行於縱向軸線44的對應縱截面。減重開孔40的內壁45在造型時應使得(例如可以在其中形成凹槽)，套筒體10通過定位元件以防扭轉的方式固定在減重開孔40中。在該情況下，通過例如套筒體10和減重開孔40之間的形狀配合實現上述防扭轉功能。在所示的實施例中，在減重開孔40的內壁45中設有凹槽(從開孔40端出發)(例如通過拉削或者銑切進行製造)。凹槽走向大致平行於縱向軸線44，且沿縱向軸線44方向具有一個預先規定的深度。因為凹槽並非在整個開孔40上延伸，因此凹槽的末端構成一個凸起，該凸起用作套筒體10的定位元件的端頭止擋46。在該實施例中，定位元件由套筒體10的外部外罩面上的徑向凸起構成。該徑向凸起在造型時應使得，在套筒體10插入(例如擠壓入)開孔40中時，該凸起應位於減重開孔40的凹槽中。套筒體10可以插入減重開孔40中，直至套筒體10上的徑向凸起(即定位元件)緊靠端頭止擋46。這意味著，套筒體10的軸向最終位置通過端頭止擋46和定位元件進行確定。同時，套筒體10被防止在開孔40中發生扭轉，套筒體10僅在正確的角度位置下可以被插入開孔40中。

如圖2b所示，套筒體10插入減重開孔40中直至端頭止擋46處。在該情況下，套筒體10的定位元件(徑向凸起，例如凸緣、栓銷)緊靠端頭止擋46，由此可以避免套筒體10在減重開孔40中的錯誤定位。因而可以簡化套筒體10的安裝。套筒體10例如可以通過擠壓芯棒壓入，直至其緊靠凹槽凸起處。由此不需要在擠壓期間進行精確定位。

在如圖3所示的另一種實施例中，套筒體10(包含潤滑油通道20)也可以有第一套筒元件11和第二套筒元件12組成。兩個套筒元件11、12可以從減重開孔40的相對側沿著縱向軸線44插入開孔40中，從而使得兩個套筒元件至少部分相互產生機械接觸。

套筒元件11、12在減重開孔40中相互連接時應使得，在兩個套筒元件11、12(通過組合兩個部件)形成通道20，該通道和減重開孔40相連接，並將潤滑油由潤滑油輸送孔43輸送至潤滑油輸送孔41。在上述實施例中，通道20通過以下方式構成，即套筒元件11、12在相互相對的一側分別具有通道20的一半。通過相互連接第一套筒元件11和第二套筒元件12形成完整的通道20。對於通道20的正確構成以及套筒元件11、12在減重開孔40中的正確定位可以使用不同的方法。如圖1所述，套筒元件11、12也可以通過力、材料或者形狀配合相互相對(第一套筒元件11對第二套筒元件12)定位於減重開孔40中。在圖3中示出了一種實施例，在該實施例中套筒元件11、12通過組合力與形狀配合的方式固定在開孔40中。通過將套筒元件11、12壓入減重開孔(40)(套筒元件11、12和開孔40分別構成一個擠壓配合)，並固定在減重開孔40中形成力配合。

為了避免壓入錯誤的位置，至少一個套筒元件11、12具有至少一個徑向凸起，例如栓銷、凸緣或者類似裝置)。該凸起至少和一個凹槽相咬合，該凹槽如圖1和2所述設置在開孔40的內壁45中。對此，凹槽(例如平行於縱向軸線44)具有一個預先規定的深度(沿徑向方向)和一個規定的軸向長度。由此可以防止套筒元件11、12在開孔40中扭轉。

與圖1和2類似，套筒元件11、12(或者兩者同時)被擠壓至凹槽末端的端頭止擋46，由此沿著縱向軸線44形成規定的定位。在上述實施例中，為兩個套筒元件11和12設有一個端頭止擋。備選方案是，僅為套筒元件11、12中的一個設置端頭止擋。首先壓入的套筒元件11、12被壓入至端頭止擋46處，第二個套筒元件11、12被壓入至和第一套筒元件11、12相接觸。

不管是套筒元件11、12，還是套筒體10(如果套筒體僅為一個部件)均可以具有附加的加強件13。加強件13除了可以提高套筒元件11、12或者套筒體10的穩定性，也可以用於簡化套筒體10和套筒元件11、12壓入開孔40的壓入過程。例如，加強件13可以具有凸臺，在該凸臺處咬合有合適的壓入工具。套筒元件11、12和套筒體10由此可以在壓入過程中預先進行定位，並使用較小的力即可壓入。同時，可以簡化套筒元件11、12或者套筒體10的一般操作。圖3示出了這一類的加強件13。如本實施例所示，加強件13例如可以是加強筋。

在圖4中示出了本發明的另一種實施例。在該實施例中，套筒體10同樣具有通道20，其橫截面沿著通道20的縱向進行變化。例如，通道20的橫截面由潤滑油輸送孔41、43(沿著通道20的縱向)至通道20的中間逐步縮窄。通道20也可以向中間逐步增大或者通道20成錐形。在所有情況下，通道20的橫截面在潤滑油輸送孔41和43的過渡處要大於潤滑油輸送孔41和43的橫截面。

此外，套筒體10在其內側也可以具有一個向內的過梁，該過梁朝向套筒體1的內壁形成一個臺階。該臺階可以設置在套筒體10的內壁處，並沿軸向(沿著縱向軸線44)由套筒體10的一端沿通道20的方向延伸。過梁在設計時應使得，壓入工具以形狀配合的方式咬合在該過梁中，由此套筒體10可以以防扭轉的方式固定在壓入工具上。因而在通過壓入工具壓入套筒體10時不再需要額外的確保套筒體10在開孔40中正確定位的定位裝置。壓入工具可以相對於開孔40進行調節，然後套筒體10可以插入開孔40的正確位置處。正確的位置是指通道20的末端位於潤滑油輸送孔41和43的出口處。

此外，可以沿著縱向軸線44設置一個套筒體10的定位裝置。對此，套筒體10例如被插入至開孔40的端頭止擋處(參見圖2)。通過力配合或者形狀配合，套筒體10在安裝後被固定在開孔40中。