制造扭矩傳動機構(gòu)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于制造啟動器馬達和內(nèi)燃機的曲軸(4)之間的扭矩傳動機構(gòu)(A)的方法，所述扭矩傳動機構(gòu)(A)包括單向離合器(8)，所述單向離合器(8)包括經(jīng)由前板(10)隨所述曲軸(4)旋轉(zhuǎn)的外圈緊固件(84)。該方法包括以下步驟：a)從滲碳鋼鍛造所述外圈(84)，b)對外圈(84)滲碳，c)對外圈(84)回火，d)研磨外圈(84)的內(nèi)表面(842)，e)從標準的低當量碳含量鋼制造前板(10)，f)組裝前板(10)和外圈(84)。
【專利說明】制造扭矩傳動機構(gòu)的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制造在啟動器馬達和內(nèi)燃機的曲軸之間的扭矩傳動機構(gòu)的方法。

【背景技術】
[0002]關于用于內(nèi)燃機的啟動器馬達的扭矩傳動機構(gòu)，該機構(gòu)經(jīng)常包括前板，該前板形成單向離合器的外座圈(outer race)并且與內(nèi)燃機曲軸相聯(lián)并隨之旋轉(zhuǎn)。如從W0-A-2007/105109已知的，這樣的前板通常通過鍛造以單件制成，然后機加工以獲得其最終形狀。由于單向離合器的外座圈必需具有良好的機械性能，因此整個前板由優(yōu)質(zhì)鋼制成。
[0003]從W0-A-2007/012946已知將前板分為兩個部件，包括形成單向離合器的外座圈的外圈(outer ring)以及前凸緣。但是，該現(xiàn)有技術中所述的制造工藝并不能明顯降低成本以及制造復雜性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種用于制造扭矩傳動機構(gòu)的新方法，其中前板的制造與現(xiàn)有技術相比不太昂貴。
[0005]為此，本發(fā)明涉及一種用于制造啟動器馬達和內(nèi)燃機的曲軸之間的扭矩傳動機構(gòu)的方法，所述扭矩傳動機構(gòu)包括單向離合器，所述單向離合器包括經(jīng)由前板隨曲軸旋轉(zhuǎn)的外圈緊固件。這一方法的特征在于包括以下步驟:a)從表面硬化鋼(case hardeningsteel)軟加工外圈，b)對外圈表面滲碳，c)硬化外圈，d)對外圈的內(nèi)表面進行硬加工，e)從標準的低當量碳含量鋼制造前板，f)組裝前板和外圈。
[0006]由于本發(fā)明，單向離合器的外圈使用標準制造工藝以優(yōu)質(zhì)鋼實現(xiàn)，而前凸緣以標準鋼制造。相對于現(xiàn)有技術的制造方法，這允許減少制造時間和成本。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的有利但并非強制性的另一方面，這樣的方法可以整合如下特征中的一個或多個:
[0008]在步驟a)，所述軟加工包含鍛造。
[0009]在步驟b)，外圈被真空滲碳或者常壓滲碳。
[0010]該方法在步驟c)之前或之后包括另一步驟g)，包括:加工外圈，以除去其中不希望有碳的表面上的碳。
[0011]如果在步驟c)之前執(zhí)行步驟g)，則所述加工是軟加工；而如果在步驟c)之后執(zhí)行步驟g)，則所述加工是硬加工。
[0012]在步驟a)期間，外圈能夠通過分割獨特鍛造的表面硬化鋼管的部分獲得。
[0013]在步驟c)，所述硬化包含奧氏體化、淬火及回火。
[0014]在步驟d),所述硬加工包含研磨或者硬車削。
[0015]在步驟f)期間，前板和外圈通過卡住、焊接、膠粘、壓配合安裝或者鍵接來組裝。
[0016]在步驟e)，前板通過模壓制成。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]現(xiàn)在將依據(jù)作為說明性示例的附圖來解釋本發(fā)明。在附圖中:
[0018]圖1是用根據(jù)本發(fā)明方法制造的扭矩傳動機構(gòu)的前視圖；
[0019]圖2是圖1的扭矩傳動機構(gòu)的上半部的沿平面I1-1I且以放大比例示出的截面圖；
[0020]圖3是圖2上的細節(jié)III的放大比例圖；
[0021]圖4是圖3上的細節(jié)IV的放大比例圖；
[0022]圖5是屬于圖1的扭矩傳動機構(gòu)的單向離合器的部分剖切前視圖；
[0023]圖6是沿著圖5的單向離合器的平面V1-VI的截面圖；
[0024]圖7是圖5上細節(jié)VII的放大比例圖；
[0025]圖8是以根據(jù)本發(fā)明方法制造的扭矩傳動機構(gòu)的另一實施方式的與圖2類似且以放大比例示出的圖。

【具體實施方式】
[0026]在圖1至8中示出的扭矩傳動機構(gòu)A包括齒環(huán)(ring gear) 2,齒環(huán)2由啟動器馬達(未示出)的小齒輪(未示出)驅(qū)動。齒環(huán)2能夠相對于內(nèi)燃機(未示出)的曲軸4旋轉(zhuǎn)。為簡化和清楚起見，軸4僅在圖3和4中以虛線示出。齒環(huán)2相對于曲軸4的旋轉(zhuǎn)通過滾動軸承6實現(xiàn)，滾動軸承6包括:內(nèi)圈62，其適于容納曲軸4并且聯(lián)接到曲軸4且隨之旋轉(zhuǎn)；外圈，其包括在管狀部件7的內(nèi)表面70上實現(xiàn)的兩個座圈滾道(raceway tracks) 70a,并且與齒環(huán)2相聯(lián)且隨之旋轉(zhuǎn)；以及位于內(nèi)圈62和座圈滾道70a之間的滾動元件，諸如滾珠66。
[0027]扭矩傳動機構(gòu)A還包括單向離合器8，單向離合器8包括由管狀部件7的外表面72形成的內(nèi)圈；外圈84 ;以及安裝在位于內(nèi)圈82和外表面72之間的護圈(cage)88中的擋圈 86 (sprags)。
[0028]管狀部件7與齒環(huán)2相聯(lián)且隨之旋轉(zhuǎn)，以便通過啟動器馬達輸送的啟動扭矩被經(jīng)由齒環(huán)2傳輸?shù)焦軤畈考?。單向離合器8的內(nèi)圈和滾動軸承6的外圈由單片的管狀部件7形成。這允許減少扭矩傳動機構(gòu)A的部件數(shù)目以及其制造方法的組裝步驟的數(shù)目。管狀部件7能夠使用標準的軸承圈研磨工藝制造，這使得它的制造明顯地容易。
[0029]外圈84借助于前板10聯(lián)接到曲軸4且隨之旋轉(zhuǎn)。前板10包括抵靠外圈84的徑向內(nèi)表面840安裝的外圓形邊緣101。
[0030]前板10包括位于與軸承6相對的內(nèi)表面103上的柱形凹進105，內(nèi)圈62安裝在凹進105中。如在圖3中所示的，內(nèi)圈62的側(cè)表面620抵靠在凹進105的底部106上，而內(nèi)圈62的外柱形表面622抵靠凹進105安裝。底部106定界前板10的中心壁102。
[0031]前板10在底部106和側(cè)表面620的交界處焊接到內(nèi)圈62。通過將內(nèi)圈62沿著箭頭Fl所示的方向焊接到前板10，內(nèi)圈62與曲軸4相聯(lián)且隨之旋轉(zhuǎn)，箭頭Fl所示的方向平行于內(nèi)圈62的中心軸線X-X’，該中心軸線X-X’也對應于扭矩傳動機構(gòu)A的旋轉(zhuǎn)軸線。前板10通過螺釘或者螺栓被附接到曲軸4的端部。替代地，前板10也能夠被壓接到內(nèi)圈62上，或者前板10能夠利用緊固裝置諸如彈性環(huán)被以可逆方式組裝到內(nèi)圈62。
[0032]在前板10的與內(nèi)表面103相反的外表面107上，前板10包括環(huán)形槽107a，環(huán)形槽107a形成在圖3的截面圖中與焊接方向Fl對準的空腔。前板10在環(huán)形槽107a的多個點上焊接到內(nèi)圈62，以便不會因焊接到外表面107上而形成物料的隆起。這允許直接靠著外表面107安裝其它裝置或者輔助設備，并且允許改進扭矩傳動機構(gòu)A的軸向緊湊性。
[0033]內(nèi)表面103借助于激光焊接通過中心壁102焊接到側(cè)表面620。優(yōu)選地，前板10沿著內(nèi)圈62的整個周邊焊接到內(nèi)圈62。這提供了防止漏油的嚴密性密封，其中可能從內(nèi)燃機經(jīng)由曲軸4發(fā)生該漏油。
[0034]內(nèi)圈62包括內(nèi)部柱形表面624，在柱形表面624上實現(xiàn)有凹槽624a。環(huán)形曲面的密封墊626安放在凹槽624a中，以使其抵靠曲軸4的外周面40鋪設。密封墊626結(jié)合前板10和內(nèi)圈62之間的焊接提供了另外密封。
[0035]外圈84使用以下工藝制造:外圈84首先通過軟加工例如通過鍛造制造為由表面硬化鋼制成的鍛造金屬部件，該表面硬化鋼包含相對低的當量碳含量，即最大當量碳含量為0.7。然后，外圈84經(jīng)歷滲碳步驟。該操作包括使外圈84的一些表面富集碳，以便外圈84的淺表區(qū)域包含更高量的碳。在進一步的步驟中，外圈84在已被增加碳的表面上被硬化，以便增加這些表面的硬度。該硬化步驟可以包括奧氏體化、淬火及回火。在進一步步驟中，外圈84被硬加工，例如被研磨或者硬車削，以便擋圈86適于與之配合的外圈84的內(nèi)表面842具有正確的幾何特性。
[0036]在進一步的步驟中，前板10由標準的低當量碳含量鋼在模壓制造過程中制成，因為其在適合于焊接之外不必要指定特性。在最終步驟中，組裝前板10和外圈84。外圈84和前板10優(yōu)選地以如下方式被彼此焊接:將表面840和101焊接在一起，和/或外圈84的軸向表面844被焊接到前板10的軸向表面102。
[0037]替代地，前板10還能夠被壓接到外圈84上，或者前板10能夠利用緊固裝置諸如彈性環(huán)以可逆方式組裝到外圈84。
[0038]根據(jù)本發(fā)明實施方式(未示出)，前板10也可以通過卡住、膠粘、壓配合安裝或者提供在前板10和外圈84上的配合的鍵而組裝到外圈84。
[0039]外圈84優(yōu)選地通過真空滲碳法被富集碳。這允許防止碳被添加到不期望的位置，例如，必需適于焊接且因此不包含過高量的碳的表面840和844。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的可選方面，通過分割獨特的表面硬化鋼管的部分來獲得外圈84。在對管子形式的獨特鋼原料部件軟加工和表面滲碳之后，在硬化步驟之前或者之后，管子通過在各形成圈84的縱向部分中軟分割或者硬分割進行分離。由于圈84的軸向表面在分割步驟之后相互面對，滲碳并不在軸向表面上添加碳。這使得不在可能發(fā)生焊接的不需要的表面上添加碳。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的替代方面，外圈84能夠通過常壓滲碳被富集碳。在這種情況下，在外圈84的滲碳和硬化之間執(zhí)行另外步驟。該步驟包括加工外圈84以除去不希望的表面上的碳。
[0042]作為最佳方面，不希望富集碳的表面可以在滲碳之前被涂覆，以便這些表面不接收碳并且保持適于焊接。在這種情況下，涂覆在硬化之后被消除，例如通過振動實現(xiàn)。
[0043]擋圈86安裝在護圈88中，以便它們能夠相對于護圈88圍繞與軸線X_X’大致平行的旋轉(zhuǎn)軸線X86旋轉(zhuǎn)。各擋圈86插入護圈88的孔881。各擋圈86包括與外圈84的內(nèi)表面842配合的第一凸輪面861和與管狀部件7的外表面72配合的第二凸輪面863。凸輪面861和863具有圓形形狀，并且關于軸線X86和護圈88大致對置。
[0044]各擋圈86的第一凸輪面861由固定到護圈88的片彈簧90推靠于內(nèi)表面842上。各片彈簧90施加趨于使得相應擋圈86圍繞軸線X86旋轉(zhuǎn)的彈性力，以便第一凸輪面861保持接觸內(nèi)表面842。
[0045]凸輪面861和863設計為使得，當啟動扭矩傳送到齒環(huán)2并且當管狀部件7沿圖7中的箭頭Rl的方向旋轉(zhuǎn)時，啟動扭矩經(jīng)由擋圈86傳輸?shù)酵馊?4以驅(qū)動曲軸4并且啟動內(nèi)燃機。當內(nèi)燃機到達它的正常轉(zhuǎn)速范圍時，曲軸4的轉(zhuǎn)速變得超過齒圈2的轉(zhuǎn)速，導致外圈84和管狀部件7以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。外圈84開始關于管狀部件7沿著圖7中箭頭R2的方向旋轉(zhuǎn)。這引起擋圈86圍繞軸線X86沿著箭頭R3的方向的旋轉(zhuǎn)。第二凸輪面863在外表面72上滑動，以便扭矩不被從外圈84經(jīng)由擋圈86傳輸?shù)焦軤畈考?。這防止齒環(huán)2以過高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并且避免對啟動器馬達的損傷。
[0046]由于單向離合器8僅僅包括一個護圈88，則擋圈86圍繞軸線X86的旋轉(zhuǎn)可能性使得第二凸輪面863可能因外圈84的旋轉(zhuǎn)的作用而脫離與外表面72接觸。與現(xiàn)有技術的扭矩傳動機構(gòu)相比，這允許減少單向離合器8的摩擦力。另外，這允許整合有扭矩傳動機構(gòu)A的車輛降低燃料消耗。
[0047]齒環(huán)2包括齒側(cè)部分20，啟動器扭矩從啟動器馬達經(jīng)由齒輪嚙合傳輸?shù)烬X側(cè)部分20。齒環(huán)2還包括凸緣22，齒側(cè)部分20安裝在凸緣22上。凸緣22包括內(nèi)緣220，內(nèi)緣220位于軸線X-X’側(cè)，并且被固定到管狀部件7。
[0048]根據(jù)圖8中所示的替代實施方式，凸緣22和齒側(cè)部分20制成為單件。在這種示例中，凸緣22是單個部件且因此生產(chǎn)不昂貴，因為它不需要用于將凸緣和不同齒環(huán)相連的組裝以及焊接操作。這樣的單件凸緣22也比現(xiàn)有技術裝置更輕。
[0049]管狀部件7包括肩部，該肩部限定凸緣22的內(nèi)緣220抵靠其安裝的軸向表面74和柱形表面76。
[0050]替代地，凸緣22也能夠被壓接到管狀部件7上。凸緣22也能夠利用緊固裝置諸如彈性環(huán)以可逆方式組裝到管狀部件7。
[0051]凸緣22與形成單向離合器8的內(nèi)圈的管狀部件7相連的事實允許通過模壓單獨地生產(chǎn)凸緣22，以及通過接近標準的軸承圈制造工藝來生產(chǎn)管狀部件7。
[0052]根據(jù)一實施方式(未示出)，單向離合器8的內(nèi)圈和軸承6的外圈可以形成為分離部件。在這樣的情況下，單向離合器8的內(nèi)圈的制造能夠標準化，這進一步簡化了扭矩傳動機構(gòu)A的制造工藝。
[0053]外圈84包括外表面848，外表面848面向凸緣22的內(nèi)部柱形表面222。外圈84還包括軸向表面850，軸向表面850沿著軸線X-X’面向凸緣22的內(nèi)部部分221。在表面848和850之間，外圈84包括倒角表面852，倒角表面852朝向前板10從軸線X-X’偏離。
[0054]內(nèi)部部分221包括至少一個潤滑孔224，潤滑孔224允許潤滑油從內(nèi)燃機進入單向離合器并且潤滑該單向離合器，如圖3中箭頭F2所示。為密封扭矩傳動機構(gòu)以便潤滑劑不能在外表面848和內(nèi)表面222之間外泄，在這兩個表面之間安裝有密封墊13。但是，由于外表面848的直徑較大，密封墊13的密封唇口 131之間的摩擦因為齒圈2和外圈84之間的相對旋轉(zhuǎn)引起的高線速度而能夠是非常高的。由于倒角表面852，通過潤滑孔224進入的潤滑劑在密封唇口 131附近被沿著箭頭F3驅(qū)動，以便降低因摩擦對密封墊13的加熱并且不損傷密封墊13。
[0055]表面850和852之間的交接點與軸線X_X’相距距離Dl。另一方面，潤滑孔224的邊緣224a與軸線X-X’相距距離D2。距離Dl小于距離D2，以便潤滑孔224與倒角表面852部分地軸向?qū)?，并且由此潤滑劑流動穿過潤滑孔224直接到達倒角表面852，并且沿著這一表面流向密封墊13。
[0056]在圖8的實施方式中，在齒側(cè)部分20和內(nèi)表面222之間延伸的部分上，凸緣22包括截頭錐形加強部分24，該加強部分24允許增大凸緣22防止變形的機械抗性。
[0057]如僅在圖8示出的，即使這能夠被應用于第一實施方式，扭矩傳動機構(gòu)A也包括布置在內(nèi)燃機的殼體H和凸緣22的外表面226之間的密封墊15。密封墊15在齒圈2的與密封墊13相反的一側(cè)。
[0058]截頭錐形部分24允許形成軸向空間，該軸向空間允許使密封墊13和15相對于彼此沿著軸線X-X’偏移。密封墊13和15各安裝在凸緣22的具有不同外徑的管狀部分上，以便密封墊13和15的整體的徑向尺寸小于如在現(xiàn)有技術中公知的徑向臺階式的密封墊13和15中的情形，例如US-A-2008/121202。這提高了扭矩傳動機構(gòu)A的中央部的徑向緊湊性。
[0059]前述實施方式和變型的特征能夠在本發(fā)明范圍內(nèi)組合。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造啟動器馬達和內(nèi)燃機的曲軸(4)之間的扭矩傳動機構(gòu)(A)的方法，所述扭矩傳動機構(gòu)㈧包括單向離合器(8)，所述單向離合器⑶包括經(jīng)由前板(10)隨所述曲軸(4)旋轉(zhuǎn)的外圈緊固件(84)，其中所述方法包括以下步驟: a)從表面硬化鋼軟加工所述外圈(84)， b)對所述外圈(84)表面滲碳， c)硬化所述外圈(84), d)對所述外圈(84)的內(nèi)表面(842)進行硬加工， e)從標準的低當量碳含量鋼制造所述前板(10)， f)組裝所述前板(10)和所述外圈(84)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟a)，所述軟加工包含鍛造。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟b)，所述外圈(84)被真空滲碳或者常壓滲碳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述方法在步驟c)之前或之后包括另一步驟g)，包括:加工所述外圈(84)，以除去其中不希望有碳的表面上的碳。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，如果在步驟c)之前執(zhí)行步驟g)，則所述加工是軟加工；而如果在步驟c)之后執(zhí)行步驟g)，則所述加工是硬加工。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟a)期間，所述外圈(84)通過分割獨特鍛造的表面硬化鋼管的部分獲得。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟C)，所述硬化包含奧氏體化、淬火及回火。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟d)，所述硬加工包含研磨或者硬車削。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟f)期間，所述前板(10)和所述外圈(84)通過卡住、焊接、膠粘、壓配合安裝或者鍵接來組裝。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟e)，所述前板(10)通過模壓制成。
【文檔編號】B23P15/14GK104279111SQ201410324674
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月9日
【發(fā)明者】C.錢邦尼奧, N.伯魯特, F.錢帕洛, P.里鮑爾特, Y-A.利夫拉托, R.科比特, N.休恩 申請人:Skf公司