曲軸和曲柄構(gòu)件的組件和組裝方法
【專利摘要】一種組裝曲軸(1)和曲柄構(gòu)件(3、4)的方法，包括提供曲軸(1)和提供曲柄構(gòu)件(3、4)的兩個(gè)半部的步驟，曲軸(1)包括在曲柄臂(6)之間延伸的曲柄銷(5)，其中，曲軸(1)具有曲軸軸線(2)而曲柄銷(5)具有曲柄銷軸線(7)，曲柄構(gòu)件(3、4)的兩個(gè)半部圍繞曲柄銷(5)相互固定以使得在組裝狀態(tài)下曲柄構(gòu)件(3、4)可繞曲柄銷(5)旋轉(zhuǎn)，并且包括具有用于支承連桿大端的外周壁的支承部分(12、17)和用于驅(qū)動(dòng)曲柄構(gòu)件(3、4)繞曲柄銷(5)運(yùn)轉(zhuǎn)的外曲柄構(gòu)件齒輪(8、9、14、15)，其中，所述半部繞曲柄銷(5)彼此相配，從而在延伸于曲柄構(gòu)件(3、4)的相對(duì)軸向外側(cè)之間的曲柄銷(5)的相對(duì)側(cè)形成兩個(gè)接觸面(18、19)，然后，借助于在曲柄構(gòu)件齒輪(8、9、14、15)的齒面和支承部分(12、17)遠(yuǎn)處的固定部位(22)施加至少一個(gè)固定件(20)，而使得兩個(gè)半部沿著周向彼此相配。
【專利說明】
曲軸和曲柄構(gòu)件的組件和組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種組裝曲軸和曲柄構(gòu)件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]
【申請(qǐng)人】較早提出的WO2013/110700號(hào)申請(qǐng)公開了一種往復(fù)式活塞機(jī)構(gòu)，其設(shè)置有曲軸和曲柄構(gòu)件，所述曲柄構(gòu)件可繞曲軸的曲柄銷旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)曲軸由相分離的各個(gè)部件組成，而曲柄構(gòu)件作為單件安裝在曲柄銷上。從制造的觀點(diǎn)看，希望所用的曲軸是單件，而曲柄構(gòu)件由兩個(gè)半部組成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種組裝曲軸和曲柄構(gòu)件的改良方法。
[0004]為此目的，根據(jù)本發(fā)明的方法包括如在權(quán)利要求1中所限定的步驟。
[0005]這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，不必在支承部分和曲柄構(gòu)件齒輪的齒面處沿著周向?qū)氩勘舜斯潭?。在組裝時(shí)，此舉可能導(dǎo)致支承部分表面和齒面的不良偏差，使得可能需要例如機(jī)械后處理。但在裝配步驟中，半部可以例如借助于接觸面處定心元件沿曲柄銷軸線的軸向和/或徑向相互固定。
[0006]在組裝狀態(tài)下，曲柄構(gòu)件的內(nèi)壁可以為圓柱形并準(zhǔn)確裝配到曲柄銷的外壁上。半部之間的接觸面可以在曲柄銷的相對(duì)側(cè)彼此平行地延伸，并且可以位于共用平面中。支承部分可以沿軸向鄰近曲柄構(gòu)件齒輪且可以這樣就位，以使得在組裝狀態(tài)下曲柄構(gòu)件齒輪設(shè)置在支承部分與曲柄臂之間。如果曲柄構(gòu)件設(shè)置有兩個(gè)曲柄構(gòu)件齒輪，則支承部分可以沿軸向位于各曲柄構(gòu)件齒輪之間。如果曲柄構(gòu)件在曲柄構(gòu)件的相對(duì)側(cè)具有兩個(gè)曲柄構(gòu)件齒輪，則曲柄構(gòu)件的相對(duì)軸向外側(cè)可以由平行表面例如曲柄構(gòu)件齒輪的相對(duì)側(cè)壁形成。
[0007]優(yōu)選地，在半部之間至少一個(gè)接觸面處，固定部位位于曲柄構(gòu)件的軸向外側(cè)，這是因?yàn)榍鷺?gòu)件的徑向圓周之處任何固定(件)都可略去。軸向外側(cè)可以由曲柄構(gòu)件齒輪的外表面形成。
[0008]在一個(gè)實(shí)用實(shí)施例中，曲柄構(gòu)件具有將兩個(gè)半部保持在一起的四個(gè)固定部位:在相對(duì)的軸向外側(cè)中的每一個(gè)軸向外側(cè)處有兩個(gè)固定部位，其位于接觸面處。
[0009]在實(shí)施固定之前，可以將曲柄構(gòu)件相對(duì)于曲柄銷的旋轉(zhuǎn)位置選擇為使得:當(dāng)從曲柄銷軸線沿徑向觀察時(shí)，固定部位位于鄰近的曲柄臂以外。這有利于接近固定部位，以便于例如用工具實(shí)施固定。
[0010]固定部位可以大致位于通過曲軸軸線和曲柄銷軸線的平面中。這樣，如果曲柄臂的一個(gè)端部(當(dāng)從曲軸軸線沿徑向觀察時(shí))被修平，使固定部位位于其徑向端部以外，則可順暢通達(dá)所述固定部位。
[0011 ]所實(shí)施的固定可以包括在固定部位焊接所述半部。
[0012]可替代地，所實(shí)施的固定可以包括在固定部位將鎖定構(gòu)件插入所述半部中存在的凹口的步驟。凹口形成鎖定構(gòu)件可插入的共用凹口。鎖定構(gòu)件可以為工字形，從而提供一種將曲柄構(gòu)件的半部保持在一起的簡(jiǎn)單形狀。
[0013]鎖定構(gòu)件和凹口的形狀可以制成為使得鎖定構(gòu)件通過加壓插入，從而使半部同時(shí)壓到一起。這可由舉例來說制成楔形的鎖定構(gòu)件和配套凹口來實(shí)現(xiàn)?？商娲?，例如在熱組裝的情況下，將鎖定構(gòu)件插入凹口然后使其收縮。
[0014]在固定部位處實(shí)施固定后，可將曲柄構(gòu)件繞曲柄銷旋轉(zhuǎn)，以使得在曲柄構(gòu)件的軸向外側(cè)處另一個(gè)接觸面當(dāng)從曲柄銷軸線沿徑向觀察時(shí)位于鄰近曲柄臂以外，然后在曲柄構(gòu)件的軸向外側(cè)在另一接觸面實(shí)施第二固定。
[0015]由于制造公差的緣故，在曲柄構(gòu)件半部中凹口的尺寸可能在實(shí)踐中有所不同。為了補(bǔ)償這些偏差和/或在于半部之間形成一致的夾持力(在制成楔形的鎖定構(gòu)件和凹口的情況下)，在組裝的方法中可以加中間步驟。在插入鎖定構(gòu)件的步驟之前，可以確定凹口的尺寸，其中，互補(bǔ)的鎖定構(gòu)件選自一系列具有不同尺寸的鎖定構(gòu)件，其中，所述選擇基于凹口與鎖定構(gòu)件的尺寸之間的預(yù)定期望關(guān)系。凹口的尺寸可以由接觸或非接觸測(cè)量裝置例如激光測(cè)量裝置來確定。優(yōu)選地，尺寸被確定之前，使各半部彼此相配，以使得用于接納鎖定構(gòu)件的共用凹口的尺寸得到測(cè)量。組裝期間，操作者或裝置可將互補(bǔ)的鎖定構(gòu)件從一系列不同尺寸的鎖定構(gòu)件中選出。凹口與鎖定構(gòu)件的尺寸之間的關(guān)系可以是一個(gè)簡(jiǎn)單列表，其包含成列凹口尺寸和對(duì)每列而言相應(yīng)的鎖定構(gòu)件尺寸。
[0016]可替代地，在相對(duì)的接觸面處，曲柄構(gòu)件的軸向外側(cè)可以具有兩個(gè)固定部位，固定部位位于曲柄銷的相對(duì)側(cè)，而鄰近的曲柄臂制成的形狀，使得在曲柄構(gòu)件相對(duì)于曲柄銷的一定旋轉(zhuǎn)位置處，兩個(gè)固定部位都位于鄰近的曲柄臂以外。這很有益，因?yàn)榭梢栽谝粋€(gè)軸向外側(cè)同時(shí)在兩個(gè)固定部位處實(shí)施兩個(gè)固定。
[0017]固定部位可以位于曲柄構(gòu)件的軸向側(cè)，位于支承部分與曲柄構(gòu)件齒輪的齒面之間，其中，所實(shí)施的固定優(yōu)選地包括焊接。例如，曲柄構(gòu)件的軸向外側(cè)可以由曲柄構(gòu)件齒輪的前表面形成，而固定部位可以位于曲柄構(gòu)件齒輪的相對(duì)后表面處。可替代地，凸緣可以位于支承部分與曲柄構(gòu)件齒輪之間，而固定部位位于凸緣的側(cè)面，其對(duì)著曲柄構(gòu)件齒輪的前表面的法線。
[0018]可替代地，固定部位可以位于支承部分與曲柄構(gòu)件齒輪的齒面之間。在這種情況下，所施加的固定件可以包括圍繞半部的夾鉗或圓形鎖定構(gòu)件。固定所述夾鉗的許多可能性不難想出。夾鉗可以包括圓形凸緣的兩個(gè)半部，其在將曲柄構(gòu)件的兩個(gè)半部圍繞曲柄銷裝配之后裝配在支承部分與曲柄構(gòu)件齒輪之間。圍繞曲柄構(gòu)件半部使凸緣半部彼此相配后，它們可通過例如焊接相互固定。焊接位置可以位于與接觸面成一定旋轉(zhuǎn)距離，例如與接觸面成90°的地方和位于凸緣的前側(cè)和/或后側(cè)。
[0019 ]本發(fā)明還涉及如權(quán)利要求12所述的曲軸和曲柄構(gòu)件的組件。所述組件也可以是使用如前文所述的方法而獲得的產(chǎn)物。所述組件適合用于例如具有可變壓縮比的內(nèi)燃機(jī)中的往復(fù)式活塞機(jī)構(gòu)。因此，支承部分可以相對(duì)于曲柄銷偏心地布置。
[0020]在一個(gè)具體實(shí)施例中，曲柄構(gòu)件齒輪是后曲柄構(gòu)件齒輪且固定部位位于后曲柄構(gòu)件齒輪處，其中，曲柄構(gòu)件包括前外曲柄構(gòu)件齒輪，其位于曲柄構(gòu)件相對(duì)于后曲柄構(gòu)件齒輪而言的相對(duì)端并具有小于后曲柄構(gòu)件齒輪的直徑，其中，凸緣安裝在前外曲柄構(gòu)件齒輪與支承部分之間，其中，凸緣由兩部分形成，所述兩部分分別集成到曲柄構(gòu)件的半部之中并沿周向在其兩個(gè)接觸面之處相互固定。在這種情況下，前曲柄構(gòu)件齒輪的外軸向側(cè)的表面可以為固定所提供的空間太小。為了在前曲柄構(gòu)件齒輪處沿著周向?qū)⑶鷺?gòu)件半部相互固定，固定是沿其軸向或徑向在凸緣處實(shí)施的。
【附圖說明】
[0021]本發(fā)明將參照示意性附圖在下文予以闡明，所述附圖以例示方式示出本發(fā)明的實(shí)施例。
[0022]圖1和2是從不同側(cè)面和以不同比例繪制的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的往復(fù)式活塞機(jī)構(gòu)的立體圖。
[0023]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的部分組裝態(tài)曲軸和兩個(gè)曲柄構(gòu)件的立體圖。
[0024]圖4是如同圖3但是示出第二曲柄構(gòu)件放大局部的視圖。
[0025 ]圖5是如圖4所示的第二曲柄構(gòu)件的分解圖。
[0026]圖6和7是如同圖4但是示出第二曲柄構(gòu)件的一個(gè)替代實(shí)施例的視圖。
[0027 ]圖8和圖9是分別如同圖4和圖5但是不出第一曲柄構(gòu)件的一個(gè)實(shí)施例的視圖。
[0028]圖10是圖3的局部放大圖。
[0029]圖11和圖12是如同圖10但是示出如由不同側(cè)面所見第一曲柄構(gòu)件的一個(gè)替代實(shí)施例的視圖。
[0030]圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的組裝態(tài)替代型曲軸和曲柄構(gòu)件的局部立體圖。[0031 ]圖14和圖15是分別如同圖4和圖5但是不出第二曲柄構(gòu)件的一個(gè)替代實(shí)施例的視圖。
[0032]圖16是局部立體圖，示出替代型曲軸和第一曲柄構(gòu)件，其在組裝前為單件。
【具體實(shí)施方式】
[0033]圖1和圖2示出如WO 2013/110700中公開的現(xiàn)有技術(shù)往復(fù)式活塞機(jī)構(gòu)101的一部分的不同側(cè)面。往復(fù)式活塞機(jī)構(gòu)101適用于具有可變壓縮比的內(nèi)燃機(jī)。往復(fù)式活塞機(jī)構(gòu)101包括曲軸箱，其支承曲軸102。曲軸102包括曲柄銷104并可繞曲軸軸線105相對(duì)于曲軸箱旋轉(zhuǎn)。
[0034]往復(fù)式活塞機(jī)構(gòu)101包括曲柄構(gòu)件106，其可旋轉(zhuǎn)地安裝在曲柄銷104上。曲柄構(gòu)件106設(shè)置有支承部分107，其相對(duì)于曲柄銷104偏心地布置，見圖2。支承部分107具有外周壁，其支承連桿109的大端108。因此，連桿109通過其大端108可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在曲柄構(gòu)件106上。連桿109還包括小端110，活塞111可旋轉(zhuǎn)地連接到所述小端上。注意在圖2中，為了清楚起見，曲軸102和連桿109沒有示出。
[0035]曲柄構(gòu)件106設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)曲柄構(gòu)件106的外曲柄構(gòu)件齒輪112。曲柄構(gòu)件齒輪112與兩個(gè)中間齒輪113嚙合。中間齒輪113可旋轉(zhuǎn)地安裝到曲軸102上并且它們的旋轉(zhuǎn)軸線與曲軸軸線105相平行地延伸。每個(gè)中間齒輪113還與輔助齒輪114嚙合。輔助齒輪114固定到輔助軸115上。輔助軸115穿過曲軸102同心地延伸，并且可繞曲軸軸線105相對(duì)于曲軸102旋轉(zhuǎn)。因此，輔助軸115可繞輔助軸軸線旋轉(zhuǎn)，該輔助軸軸線大致與曲軸軸線105重合。結(jié)果，輔助齒輪114的中心線與曲軸軸線105重合。
[0036]齒輪尺寸可被選擇為使得在操作條件下，曲柄構(gòu)件106以與曲軸102相同的方向(當(dāng)從曲軸箱觀察時(shí))并以其一半的速度旋轉(zhuǎn)，此時(shí)輔助軸115相對(duì)于曲軸箱保持在恒定的角位置。輔助軸115的角位置可以改變，以便修改所述機(jī)構(gòu)的實(shí)際壓縮比。
[0037]在如圖1和圖2所示的機(jī)構(gòu)中，曲軸102是由相分離的各個(gè)部件組裝而成的。曲柄構(gòu)件106在曲柄銷104上作為單件安裝，然后曲柄銷104通過壓接而附連到曲軸102的余部。
[0038]本發(fā)明涉及一種組裝曲軸和曲柄構(gòu)件的不同方法，其中，曲柄構(gòu)件的兩個(gè)半部繞曲柄銷安裝。
[0039]圖3示出曲軸I的組件的一個(gè)實(shí)施例，其包括曲軸軸線2和兩個(gè)不同的曲柄構(gòu)件:第一曲柄構(gòu)件3和第二曲柄構(gòu)件4。曲軸I與第一和第二曲柄構(gòu)件3、4借助于本發(fā)明所述方法的一個(gè)實(shí)施例來組裝。曲軸I的該實(shí)施例設(shè)置有四個(gè)曲柄銷5，每個(gè)曲柄銷在各曲柄臂6之間延伸。所述組件適合于例如用于四缸內(nèi)燃機(jī)的、具有四個(gè)活塞的往復(fù)式活塞機(jī)構(gòu)。盡管如此，組裝的方法可以適用于所有類型的、具有不同數(shù)量曲柄銷的曲軸。圖3示出第一和第二曲柄構(gòu)件3、4圍繞相關(guān)曲柄銷5安裝，而剩下的兩個(gè)曲柄銷5還沒有曲柄構(gòu)件。在完全組裝狀態(tài)下，另外兩個(gè)曲柄銷5可以設(shè)置有相同的另外的第二曲柄構(gòu)件4。每個(gè)曲柄銷5具有曲柄銷軸線7，其與曲軸軸線2平行地延伸。
[0040]第一曲柄構(gòu)件3具有外前曲柄構(gòu)件齒輪8和外后曲柄構(gòu)件齒輪9。前曲柄構(gòu)件齒輪8與中間齒輪10嚙合，類似于如圖1和圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)構(gòu)。中間齒輪10與輔助齒輪(未示出)嚙合，所述輔助齒輪固定到輔助軸11上。輔助軸11穿過曲軸I同心延伸，并可繞曲軸軸線2相對(duì)于曲軸I旋轉(zhuǎn)。因此，輔助軸11可繞大致與曲軸軸線2重合的輔助軸軸線旋轉(zhuǎn)。
[0041]第一曲柄構(gòu)件3包括支承部分12，其具有外周壁，用于支承連桿的大端(未示出)。支承部分12延伸在前后曲柄構(gòu)件齒輪8、9之間。此外，第一曲柄構(gòu)件3設(shè)置有位于前曲柄構(gòu)件齒輪8與支承部分12之間的圓形凸緣13。凸緣13的中心線與相應(yīng)的曲柄銷5(第一曲柄構(gòu)件3安裝在曲柄銷5上)的曲柄銷軸線7重合。
[0042]第二曲柄構(gòu)件4還具有外前曲柄構(gòu)件齒輪14和外后曲柄構(gòu)件齒輪15。在完全組裝態(tài)產(chǎn)物中，第二曲柄構(gòu)件4的前曲柄構(gòu)件齒輪14附連到第一曲柄構(gòu)件3的后曲柄構(gòu)件齒輪9上，途徑是通過軸(未示出)，所述軸穿過曲軸I的中心中的孔16延伸。所述軸的兩端包括輔助齒輪(未示出)，所述輔助齒輪分別與第二曲柄構(gòu)件4的前曲柄構(gòu)件齒輪14和第一曲柄構(gòu)件3的后曲柄構(gòu)件齒輪9嚙合。由于這種聯(lián)接的緣故，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸I時(shí)，第一和第二曲柄構(gòu)件3、4以及還有的其它曲柄構(gòu)件以如同第一曲柄構(gòu)件3的方式旋轉(zhuǎn)。
[0043]第二曲柄構(gòu)件4還包括支承部分17，其具有外周壁，用于支承連桿大端。支承部分17延伸在前后曲柄構(gòu)件齒輪14、15之間。
[0044]支承部分12、17相對(duì)于它們相關(guān)的曲柄銷5偏心地設(shè)置，使得組裝態(tài)產(chǎn)物可用于具有可變壓縮比的內(nèi)燃機(jī)。
[0045]圖4更詳細(xì)示出第二曲柄構(gòu)件4而圖5示出組裝前的第二曲柄構(gòu)件4。在如圖5所示的情況下，第二曲柄構(gòu)件4具有兩個(gè)半部。半部的內(nèi)部由大致為半圓柱形的壁形成，所述壁與曲柄銷5的外表面配合。將曲軸I與第二曲柄構(gòu)件4組裝時(shí)，兩個(gè)半部繞曲柄銷5彼此相配。因此，半部之間的兩個(gè)接觸面18、19形成于曲柄銷5的相對(duì)兩側(cè)。接觸面18、19在第二曲柄構(gòu)件4的相對(duì)軸向外側(cè)之間延伸，在此例中，在前曲柄構(gòu)件齒輪14的前表面與后曲柄構(gòu)件齒輪15的后表面之間延伸。在本實(shí)施例中，接觸面18、19位于共用平面中。半部可以在接觸面18、19處設(shè)置有定心元件(未示出)，以便將半部彼此相配。定心元件的形狀可以制成為使得半部在彼此相配時(shí)相對(duì)于彼此沿曲柄銷5的軸向和徑向得到鎖定，它的例子有凸起和配套凹口，其位于接觸面18、19。定心元件還可以在制造曲柄構(gòu)件3、4的半部期間使用。例如，在加工支承部分12、17和/或前后曲柄構(gòu)件齒輪14、15期間，曲柄構(gòu)件3、4可以通過定心元件彼此相配。
[0046]在如圖4和圖5所示的實(shí)施例中，半部借助于形如工字形鎖定構(gòu)件20的固定件沿第二曲柄構(gòu)件4的圓周方向彼此相配。在組裝期間，鎖定構(gòu)件20插入半部中的配套凹口21內(nèi)。圍繞曲柄銷5裝配所述半部之后，凹口21在四個(gè)固定部位22形成四個(gè)共用凹口。兩個(gè)固定部位22在圖4示出。在本實(shí)施例中，在第二曲柄構(gòu)件4的軸向外側(cè)，固定部位22位于接觸面18、19處。換言之，固定部位22位置遠(yuǎn)離支承部分17和前后曲柄構(gòu)件齒輪14、15的齒面。定心元件可以存在于接觸面18、19處，但半部不在支承部分17和前后曲柄構(gòu)件齒輪14、15的齒面沿著周向相互固定。
[0047]應(yīng)用工字形鎖定構(gòu)件20的優(yōu)點(diǎn)在于，其是沿著周向?qū)氩抗潭ǖ?。注意在本?shí)施例中，第二曲柄構(gòu)件4的軸向外側(cè)由其前后曲柄構(gòu)件齒輪14、15的側(cè)壁形成。前后曲柄構(gòu)件齒輪14、15的半部與第二曲柄構(gòu)件4的半部的相應(yīng)余部成一體。
[0048]由于工字形鎖定構(gòu)件20沿著曲軸I的軸向插入凹口21，在沿曲柄銷軸線7的方向上在固定部位22附近需要留有空間。可以特別注意一下曲柄臂6的形狀和/或組裝的方法。在如圖3所示的情況下，第二曲柄構(gòu)件4相對(duì)于曲柄銷5的旋轉(zhuǎn)位置被選擇成使得:當(dāng)從曲柄銷軸線7沿徑向觀察時(shí)，位于后曲柄構(gòu)件齒輪15的后表面的固定部位22位于鄰近的曲柄臂6以夕卜。這使得有機(jī)會(huì)將鎖定構(gòu)件20插入曲柄構(gòu)件4的半部的關(guān)聯(lián)相鄰共用凹口。在本實(shí)施例中，固定部位22大致位于一個(gè)平面中，曲軸軸線2和曲柄銷軸線7這兩條軸線在該平面中延伸。
[0049]同樣，在前曲柄構(gòu)件齒輪14的前表面，鎖定構(gòu)件20可與在后曲柄構(gòu)件齒輪15的后表面的鎖定構(gòu)件20同時(shí)插入配合共用凹口。在一個(gè)接觸面18鎖定構(gòu)件20插入第二曲柄構(gòu)件4的相對(duì)端之后，第二曲柄構(gòu)件4可繞曲柄銷5旋轉(zhuǎn)，直到另一固定部位22或凹口 21位于曲柄臂6以外。注意在本實(shí)施例中，從曲柄銷軸線7觀察，鄰近的曲柄臂6在曲柄銷5以外被修平，以便提供所需的空間，以將鎖定構(gòu)件20沿軸向插入第二曲柄構(gòu)件4的半部。
[0050]工字形鎖定構(gòu)件20和配套凹口21制成楔形，以使鎖定構(gòu)件20通過加壓插入，而曲柄構(gòu)件4的半部同時(shí)壓到一起。此外，鎖定構(gòu)件20設(shè)置有螺紋孔23。這使得有機(jī)會(huì)在拆卸的情況下將鎖定構(gòu)件20與將其拉出凹口 21的工具嚙合。螺紋孔可以用于將液壓壓具固定到鎖定構(gòu)件上，使得流體可通過鎖定構(gòu)件壓入共用凹口，以便將鎖定構(gòu)件壓出共用凹口。
[0051]注意，鎖定構(gòu)件也可以通過冷縮配合或熱組裝而插入和固定到共用凹口中。
[0052]圖6示出第二曲柄構(gòu)件4的一個(gè)替代實(shí)施例。本實(shí)施例或多或少類似于圖4和圖5所示的實(shí)施例，所述實(shí)施例涉及前后曲柄構(gòu)件齒輪14、15，支承部分17和組裝態(tài)曲柄構(gòu)件4的半部之間的兩個(gè)接觸面18、19。當(dāng)半部彼此相配時(shí)，具有兩個(gè)固定部位22，其在第二曲柄構(gòu)件4的每個(gè)軸向外側(cè)位于接觸面18、19。在這種情況下，所實(shí)施的固定包括在固定部位22處將各半部焊接。為了避免焊縫局部突起，固定部位22具有凹口。焊縫可以填充各自的凹口。不同于圖4和圖5所示的實(shí)施例，以后在不損壞第二曲柄構(gòu)件4的情況下拆卸曲柄構(gòu)件4就不那么容易了，甚至是不可能的。
[0053]圖7示出組裝的方法可以以類似于之前所述的方式進(jìn)行?？墒沟诙鷺?gòu)件4繞曲柄銷5旋轉(zhuǎn)，直到另一固定部位22位于相應(yīng)鄰近曲柄臂6以外。這可提供用于安排焊具的、沿著固定部位22軸向的空間。注意，固定部位22也可以位于前后曲柄構(gòu)件齒輪14、15的相對(duì)偵U，也就是位于前曲柄構(gòu)件齒輪14的后表面和/或后曲柄構(gòu)件齒輪15的前表面。
[0054]圖8更詳細(xì)示出第一曲柄構(gòu)件3的一個(gè)實(shí)施例而圖9則示出組裝前的第一曲柄構(gòu)件
3。在如圖9所示的情況下，具有第一曲柄構(gòu)件3的兩個(gè)半部。組裝曲軸I和第一曲柄構(gòu)件3時(shí)，兩個(gè)半部圍繞曲柄銷5彼此相配。類似于如上文所述的第二曲柄構(gòu)件4，兩個(gè)接觸面18、19形成于曲柄銷5的相對(duì)側(cè)。接觸面18、19延伸在曲柄構(gòu)件4的相對(duì)軸向外側(cè)之間，此例在前曲柄構(gòu)件齒輪8和凸緣13的前表面和后曲柄構(gòu)件齒輪9的后表面之間。注意，由于凸緣13位于前曲柄構(gòu)件齒輪8與支承部分12之間并延伸到前曲柄構(gòu)件齒輪8的外周以外，第一曲柄構(gòu)件3的前側(cè)不是平面。類似于第二曲柄構(gòu)件4，第一曲柄構(gòu)件3的半部可以在接觸面18、19處設(shè)置有定心元件，以便于使各半部彼此相配和沿著曲柄銷5的徑向和軸向?qū)氩挎i定。
[0055]圖9示出在第一曲柄構(gòu)件3的后側(cè)，所述半部通過如上文所述的類似工字形鎖定構(gòu)件20相互固定。
[0056]在第一曲柄構(gòu)件3的前側(cè)，具有兩個(gè)固定部位22，其在凸緣13位于接觸面18、19。在這種情況下，固定部位22位置也遠(yuǎn)離支承部分12和前后曲柄構(gòu)件齒輪8、9的齒面。雖然定心元件可以存在于接觸面18、19，所述半部不是在支承部分12和前后曲柄構(gòu)件齒輪8、9的齒面周向相互固定的。
[0057]第一曲柄構(gòu)件4的本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，較小的前曲柄構(gòu)件齒輪8可以得到應(yīng)用。如圖8和圖9所示，前曲柄構(gòu)件齒輪8的直徑小于后曲柄構(gòu)件齒輪9的直徑。較小的直徑令人滿意，便于在如圖3所示的支承部分12與鄰近的曲柄臂6之間扁平空間中封裝中間齒輪10和輔助齒輪。
[0058]圖8示出前曲柄構(gòu)件齒輪8的側(cè)壁可能太小，以至于無法將形如工字形鎖定構(gòu)件的固定件施加凹口。由于將第一曲柄構(gòu)件3的半部焊接在圓形凸緣13的固定部位22，在前曲柄構(gòu)件齒輪8處半部也就周向相互固定。組裝第一曲柄構(gòu)件3的方法對(duì)應(yīng)于組裝第二曲柄構(gòu)件4的方法在于:第一曲柄構(gòu)件3可繞曲柄銷5旋轉(zhuǎn)，直到當(dāng)從曲柄銷軸線7沿徑向觀察時(shí)，固定部位22位于曲柄臂6以外。
[0059]注意，由于凸緣13延伸到后曲柄構(gòu)件齒輪9和支承部分12的外周以外，如果具有安排焊具的足夠空間，凸緣13的固定部位22也可位于對(duì)側(cè)。還可想到的是，用于焊接的固定部位22位于凸緣13的相對(duì)側(cè)。
[0060]還可想到的是，第一曲柄構(gòu)件3與第二曲柄構(gòu)件4相同。這意味著，前曲柄構(gòu)件齒輪8的直徑較大，從而導(dǎo)致一種長(zhǎng)沖程往復(fù)活塞機(jī)構(gòu)。
[0061 ]圖10不出圖3的第一曲柄構(gòu)件3和曲軸I的一部分。本圖不出前曲柄構(gòu)件齒輪8與兩個(gè)中間齒輪10嚙合，而中間齒輪10與固定到輔助軸11的輔助齒輪24嚙合。在一個(gè)中間齒輪10處，蓋從相應(yīng)軸移除，顯示出滾針軸承。為了在輔助齒輪24與輔助軸14之間和在中間齒輪10與它們各自的軸之間提供足夠的支承力，輔助齒輪24和中間齒輪10設(shè)置有圓周伸出部，位置在它們的軸之處，沿軸向突出。這意味著，中間齒輪10處滾針軸承較長(zhǎng)，輔助齒輪24處輔助軸11的花鍵端部也較長(zhǎng)。
[0062]圖10還示出在第一曲柄構(gòu)件3處存在圓形凸緣13的另一優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橥咕?3可充當(dāng)將中間齒輪10和輔助齒輪24保持就位的擋環(huán)。凸緣13的外徑選擇為使輔助齒輪24和中間齒輪10處可能存在的蓋和軸可沿軸向與凸緣13互搭。注意，支承部分12與前曲柄構(gòu)件齒輪8之間的凸緣13的存在不依賴于組裝呈兩個(gè)半部的第一曲柄構(gòu)件3的方式。換言之，圓形凸緣13的尺寸被控制為使得其可沿軸向阻擋至少一個(gè)中間齒輪10和/或輔助齒輪24。它甚至可用于整體式曲柄構(gòu)件的場(chǎng)合。
[0063]圖11和圖12不出第一曲柄構(gòu)件3的一個(gè)替代實(shí)施例。本實(shí)施例與圖8-10所不實(shí)施例幾乎相同，除了在圓形凸緣13處固定第一曲柄構(gòu)件3的半部的方式之外。在本實(shí)施例中，凸緣13設(shè)置有鎖定構(gòu)件25，其在接觸面18、19沿著針對(duì)曲柄銷軸線7的徑向壓入凸緣13的共有凹口。鎖定構(gòu)件25與配套凹口可以成形為使凸緣13的半部在組裝時(shí)壓到一起，例如制成楔形。盡管固定是在一定的固定部位實(shí)施的，所述固定部位位于第一曲柄構(gòu)件3的徑向外偵Ij，而不是軸向外側(cè)，凸緣13處的固定部位22位置遠(yuǎn)離支承部分12和前后曲柄構(gòu)件齒輪8、9的齒面。因此不必在支承部分12和前后曲柄構(gòu)件齒輪8、9的齒面沿著周向?qū)氩肯嗷ス潭?，盡管定心元件可以存在于接觸面18、19，其用于軸向和徑向鎖定半部。
[0064]可以想到在凸緣13處沿著周向?qū)⒌谝磺鷺?gòu)件3的半部相互固定的一些替代方法，例如，將夾緊帶包繞在凸緣13上。
[0065]圖13示出曲軸I的一個(gè)替代實(shí)施例的一部分。曲柄構(gòu)件26的實(shí)施例可以與圖3所示的第二曲柄構(gòu)件4相比。在本實(shí)施例中，曲柄構(gòu)件26的每個(gè)軸向外側(cè)在相對(duì)接觸面18、19具有兩個(gè)固定部位22，以使固定部位22位于曲柄銷5的相對(duì)側(cè)，而鄰近的曲柄臂6這樣來成形，以使得在曲柄構(gòu)件26的一定旋轉(zhuǎn)位置處，所有四個(gè)固定部位22沿曲柄銷軸線的徑向位于鄰近曲柄臂6的外側(cè)。圖13示出在所示的情況下，在曲柄構(gòu)件26的一個(gè)軸向外側(cè)，當(dāng)從曲柄銷5沿徑向觀察時(shí)，兩個(gè)固定部位22位于鄰近的曲柄臂6以外。這意味著，在曲柄構(gòu)件26的兩個(gè)軸向外側(cè)，總共四個(gè)鎖定構(gòu)件20可同時(shí)插入，從而大大縮短組裝時(shí)間。替代型固定方式例如焊接而不是工字形鎖定構(gòu)件也是可想到的。
[0066]圖14和圖15示出第二曲柄構(gòu)件4的一個(gè)替代實(shí)施例。本實(shí)施例也設(shè)置有前后曲柄構(gòu)件齒輪14、15和支承部分17。圖15示出第二曲柄構(gòu)件4的半部在接觸面設(shè)置有定心元件27，用于將半部沿曲柄構(gòu)件4的軸向和徑向相互固定。在如圖14和圖15所示的實(shí)施例中，所述半部圍繞曲柄銷5相互固定，然后，四個(gè)半扇凸緣28繞第二曲柄構(gòu)件4的半部裝配，一方面，其中兩個(gè)位于前曲柄構(gòu)件齒輪14與支承部分17之間，另一方面，其中兩個(gè)位于后曲柄構(gòu)件齒輪15與支承部分17之間。裝配后，半扇凸緣28形成兩個(gè)共用凸緣29。凸緣29由互補(bǔ)的環(huán)形槽30接納，其位置在支承部分17分別與前后曲柄構(gòu)件齒輪14、15之間，以便沿軸向鎖定凸緣29。圖14示出本實(shí)施例中的固定件包括凸緣29，其不位于支承部分17和前后曲柄構(gòu)件齒輪14、15的齒面處。注意，本實(shí)施例中固定部位位于支承部分17和后曲柄構(gòu)件齒輪15之間以及支承部分17與前曲柄構(gòu)件齒輪14之間。所實(shí)施的固定包括在焊接位置31處焊接凸緣半扇28。在所示本實(shí)施例中，焊接位置31不位于第二曲柄構(gòu)件4的軸向外側(cè)，而是位于彼此面對(duì)的、凸緣29的側(cè)面。此外，焊接位置31位置遠(yuǎn)離接觸面18、19，此例中位于從接觸面18、19繞曲柄銷軸線大致轉(zhuǎn)90°處。為了避免焊縫局部突起，凹口存在于這樣的焊接位置31，以使得焊縫可以填充相應(yīng)的凹口。裝配的方法可以按與前述類似的方式來實(shí)施。在如圖14所示的本實(shí)施例中，焊接位置31可以位于對(duì)第二曲柄構(gòu)件4而言不同的旋轉(zhuǎn)位置，例如位于接觸面18、19或相對(duì)于接觸面18、19轉(zhuǎn)90°之處。如果凸緣29徑向伸到前后曲柄構(gòu)件齒輪14、15以夕卜，焊接位置31也可以位于凸緣29的軸向外側(cè)。
[0067]參照?qǐng)D3，可以設(shè)想，第一曲柄構(gòu)件3不是作為兩個(gè)半部而是作為單件加到曲軸I上，而曲軸I的相關(guān)部分由相分離的各個(gè)部件組成。曲軸部分可以包括如圖16所示的壓接。第一曲柄構(gòu)件37作為單件提供，并通過使其沿其軸向在曲柄銷5上滑動(dòng)而繞曲柄銷5裝配。圖16也展示出，在這種情況下，中間齒輪10部分地位于曲柄臂6中的凹口中，從而使得機(jī)構(gòu)沿軸向更為緊湊。這些凹口可較容易地制出，因?yàn)榻M裝前曲柄臂6與相鄰的曲柄銷5分離。
[0068]在如圖16所示的壓接中，曲柄銷5的自由端和配合的曲柄臂6的接收孔38的內(nèi)壁具有互補(bǔ)的楔形齒脊39和凹口 40。在裝配狀態(tài)下，沿曲軸I的旋轉(zhuǎn)方向所述壓接表現(xiàn)出堅(jiān)固性。此外，曲柄銷的自由端5可沿其圓周激光焊接到曲柄臂6上，焊接位置在曲柄臂6與第一曲柄構(gòu)件37相對(duì)的那側(cè)。優(yōu)選地，激光焊接在將曲柄銷5壓入曲柄臂6后但在釋放壓力之前進(jìn)行。可替代地，錐形元件可以在曲柄銷5的自由端壓入中心凹口，以便更強(qiáng)地3將曲柄銷5壓入接收孔38。此舉便于拆卸第一曲柄構(gòu)件37和曲軸I。
[0069]注意，如圖16所示的壓入配合不限于本實(shí)施例。換言之，組裝曲軸和曲柄構(gòu)件的一種創(chuàng)新方法包括如下步驟:提供第一曲軸部件(其包括第一曲柄臂和曲柄銷)、曲柄構(gòu)件和第二曲軸部件(其包括具有用于接納曲柄銷的通孔的第二曲柄臂)，其中，將曲柄構(gòu)件繞曲柄銷裝配，然后，將曲柄銷壓入第二曲柄臂的通孔，然后，將曲柄銷焊接到第二曲柄臂上，焊接位置在徑直離開第一曲柄臂的、第二曲柄臂的側(cè)面處。優(yōu)選地，焊接在釋放壓力之前進(jìn)行。
[0070]由上述很清楚，本發(fā)明提供了一種組裝曲軸和曲柄構(gòu)件的方法，其中，曲軸為單件而曲柄構(gòu)件由兩個(gè)半部組成。
[0071]本發(fā)明并不限于附圖中所示的和上文描述的實(shí)施例，其可以以不同的方式在權(quán)利要求及其技術(shù)等同物的范圍內(nèi)變化。例如，該方法也適用于V型發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，其每個(gè)曲柄構(gòu)件可以具有兩個(gè)偏心支承部分，其中，兩個(gè)支承部分的最大偏心距可繞曲柄銷軸線相對(duì)于彼此成一定角度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種組裝曲軸(I)和曲柄構(gòu)件(3、4)的方法，包括以下步驟: 提供曲軸(I)，其包括曲柄銷(5)，所述曲柄銷在曲柄臂(6)之間延伸，其中，所述曲軸(I)具有曲軸軸線(2)而所述曲柄銷(5)具有曲柄銷軸線(7)， 提供曲柄構(gòu)件(3、4)的兩個(gè)半部，所述兩個(gè)半部繞曲柄銷(5)相互固定，以使得在組裝狀態(tài)下，所述曲柄構(gòu)件(3、4)能夠繞所述曲柄銷(5)旋轉(zhuǎn)，且其包括支承部分(12、17)和外曲柄構(gòu)件齒輪(8、9、14、15)，所述支承部分具有的外周壁用于支承連桿的大端，所述外曲柄構(gòu)件齒輪用于繞所述曲柄銷(5)驅(qū)動(dòng)所述曲柄構(gòu)件(5)， 其中，所述半部繞所述曲柄銷(5)彼此相配，從而在所述曲柄銷(5)的相對(duì)側(cè)形成兩個(gè)接觸面(18、19)，且所述接觸面在所述曲柄構(gòu)件(3、4)的相對(duì)軸向外側(cè)之間延伸，然后通過在固定部位(22)施加至少一個(gè)固定件(20)，將兩個(gè)半部沿著周向相互固定，所述固定部位的位置遠(yuǎn)離所述支承部分(12、17)和所述曲柄構(gòu)件齒輪(8、9、14、15)的齒面。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在至少一個(gè)接觸面(18、19)，固定部位(22)位于所述曲柄構(gòu)件(3、4)的軸向外側(cè)。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述曲柄構(gòu)件(3、4)相對(duì)于所述曲柄銷(5)的旋轉(zhuǎn)位置被選擇成使得:在施加所述固定件(20)之前，從所述曲柄銷軸線(7)沿徑向觀察，所述固定部位(22)位于鄰近的曲柄臂(6)以外。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述固定部位(22)大致位于一個(gè)平面中，所述曲軸軸線(2)和所述曲柄銷軸線(7) 二者在所述平面中延伸。5.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所實(shí)施的固定包括在所述固定部位(22)焊接所述半部。6.如權(quán)利要求1?4所述的方法，其中，所實(shí)施的固定包括將鎖定構(gòu)件(20)插入凹口(21)，所述凹口存在于在所述半部中，位于所述固定部位(22)處。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述鎖定構(gòu)件(20)和所述凹口(21)制成的形狀使得所述鎖定構(gòu)件(20)通過加壓而插入，從而使所述半部同時(shí)壓到一起。8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，在插入所述鎖定構(gòu)件的步驟之前，所述凹口(21)的尺寸被確定，其中，互補(bǔ)的鎖定構(gòu)件(20)選自一系列具有不同尺寸的鎖定構(gòu)件，其中，所述選擇基于所述凹口(21)與所述鎖定構(gòu)件(20)的尺寸之間的預(yù)定期望關(guān)系。9.如權(quán)利要求3和前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，在固定部位(22)施加固定件(20)后，繞所述曲柄銷(5)旋轉(zhuǎn)所述曲柄構(gòu)件(3、4)，以使得，從所述曲柄銷軸線(7)沿徑向觀察，在所述曲柄構(gòu)件(3、4)的所述軸向外側(cè)的另一接觸面(18、19)位于鄰近的曲柄臂(6)以外，然后在所述曲柄構(gòu)件(3、4)的所述軸向外側(cè)的另一接觸面(18、19)施加第二固定件(20)。10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述固定部位位于所述曲柄構(gòu)件的軸向側(cè)面，位于所述支承部分與所述曲柄構(gòu)件齒輪的齒面之間，其中，所實(shí)施的固定優(yōu)選地包括焊接。11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述固定部位位于所述支承部分與所述曲柄構(gòu)件齒輪的齒面之間，其中，所施加的固定件優(yōu)選地包括圍繞所述半部的夾鉗。12.—種曲軸(I)和曲柄構(gòu)件(3、4)的組件，其中，所述曲軸(I)包括在曲柄臂(6)之間延伸的曲柄銷(5)，其中，所述曲軸(I)具有曲軸軸線(2)而所述曲柄銷(5)具有曲柄銷軸線(7)，其中，所述曲柄構(gòu)件(3、4)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述曲柄銷(5)上，并且包括支承部分(12、17)和外曲柄構(gòu)件齒輪(8、9、14、15)，所述支承部分具有外周臂，用于支承連桿的大端，所述外曲柄構(gòu)件齒輪用于繞所述曲柄銷(5)驅(qū)動(dòng)所述曲柄構(gòu)件(3、4)，其中，所述曲柄構(gòu)件(3、4)包括兩個(gè)半部，在所述半部之間的兩個(gè)接觸面(18、19)處，所述半部相互固定，所述接觸面在所述曲柄構(gòu)件(3、4)的相對(duì)軸向外側(cè)之間延伸，其中，至少在一個(gè)接觸面(18、19)，用于沿著周向在所述接觸面固定兩個(gè)半部的固定是在位于所述曲柄構(gòu)件(3、4)的軸向外側(cè)的固定部位(22)處實(shí)施的。13.如權(quán)利要求12所述的曲軸(I)和曲柄構(gòu)件(3、4)的組件，其中，所述固定包括在所述固定部位(22)焊接所述半部或在所述固定部位(22)將鎖定構(gòu)件(20)插入所述半部中存在的凹口(21)。14.如權(quán)利要求12或13所述的曲軸(I)和曲柄構(gòu)件(3)的組件，其中，所述曲柄構(gòu)件齒輪是后曲柄構(gòu)件齒輪(9)而所述固定部位(22)位于后曲柄構(gòu)件齒輪(9)處，并且其中，所述曲柄構(gòu)件(3)包括前外曲柄構(gòu)件齒輪(8)，所述前外曲柄構(gòu)件齒輪位于所述曲柄構(gòu)件(3)相對(duì)于所述后曲柄構(gòu)件齒輪(9)而言相對(duì)的端部、且具有的直徑小于所述后曲柄構(gòu)件齒輪(9)的直徑，其中，凸緣(13)安裝在所述前外曲柄構(gòu)件齒輪(8)與所述支承部分(12)之間，其中，所述凸緣(13)由兩部分形成，所述兩部分分別集成到所述曲柄構(gòu)件(3)的半部中，并在其兩個(gè)接觸面(18、19)處沿著周向相互固定。15.如權(quán)利要求12?14之一所述的曲軸(I)和曲柄構(gòu)件(3、4)的組件，其中，所述支承部分(12、17)相對(duì)于所述曲柄銷偏心地布置。
【文檔編號(hào)】F16C3/28GK105849388SQ201480061585
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2014年11月12日
【發(fā)明人】W-C·瓦根沃爾特, S·瓦格納爾, L·H·德古伊耶爾
【申請(qǐng)人】戈梅克賽斯股份有限公司