具有定位特征的主軸承蓋的制作方法
【專利摘要】一種軸承蓋(10)，其中各足部包括形成在其上的細(xì)長形突出部(36)，所述突出部定位在螺栓孔和所述足部的側(cè)部之間，其主軸線平行于由所述軸承蓋部分限定的內(nèi)孔的軸線，并且所述突出部包括位于垂直于其主軸線的側(cè)表面上的肋部。
【專利說明】具有定位特征的主軸承蓋
[0001]相關(guān)文件的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2012年4月26日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/638，901號(hào)，其內(nèi)容為所有目的以引用的方式合并入本文。
[0003]聯(lián)邦贊助研發(fā)的聲明
[0004]不適用。

【背景技術(shù)】
[0005]本發(fā)明涉及這樣一種類型的軸承座，S卩，其中軸承支撐內(nèi)孔形成為該內(nèi)孔的一半位于支承結(jié)構(gòu)中，而另一半位于固定到該支承結(jié)構(gòu)的軸承蓋中，其中，在對(duì)內(nèi)孔進(jìn)行機(jī)加工操作后，必須將軸承蓋精確地重新配裝到支承結(jié)構(gòu)。特別地，本發(fā)明涉及這樣的燒結(jié)粉末金屬軸承蓋，即，其具有能夠?qū)⒃撦S承蓋相對(duì)于支承結(jié)構(gòu)重新精確定位的特征。
[0006]軸承蓋的主要功能是相對(duì)于該支承結(jié)構(gòu)保持和定位旋轉(zhuǎn)軸或用于旋轉(zhuǎn)軸的軸承，該軸承又保持和定位該旋轉(zhuǎn)軸。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸承蓋栓接到發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱的隔板，并且與該隔板一起在曲柄軸旋轉(zhuǎn)時(shí)將曲柄軸軸頸保持和定位在合適的位置。曲柄軸軸頸抵靠兩個(gè)半軸承殼運(yùn)行，兩個(gè)半軸承殼分別配裝到主軸承蓋和發(fā)動(dòng)機(jī)隔板的半圓形內(nèi)孔。
[0007]在此情形下，為了自由振動(dòng)、較低摩擦和安靜運(yùn)行，由主軸承蓋和和隔板制造的內(nèi)孔的圓度是非常重要的。該圓度通過稱為直線鏜孔的機(jī)加工操作而實(shí)現(xiàn)。將主軸承蓋栓接到發(fā)動(dòng)機(jī)體的隔板，并且然后，使用與切削刀具配合的鏜桿加工該組件中的內(nèi)孔。此確保由主軸承蓋和軸承座形成的兩個(gè)半圓的形式盡可能地接近理想圓形。涉及磨削孔的精加工經(jīng)常用于實(shí)現(xiàn)安靜運(yùn)行及高效發(fā)動(dòng)機(jī)性能所需的極其精細(xì)的公差。
[0008]然而，為了安裝曲柄軸，需要從發(fā)動(dòng)機(jī)體移除主軸承蓋。在將曲柄軸放置在合適位置后，必須將主軸承蓋重新定位在隔板上，使得主軸承蓋重新定位在直線鏜孔操作期間它們所占據(jù)的相同位置上。由原始位置所引發(fā)的任何偏差都會(huì)產(chǎn)生失圓狀態(tài)，該失圓狀態(tài)又導(dǎo)致振動(dòng)、噪音和可能的僵硬、高摩擦的曲柄軸運(yùn)行情況。
[0009]于2011年7月11日公布的名為“精確可定位軸承蓋(Precisely Reposit1nableBearing Cap) ”美國專利第6，086，258號(hào)和于2007年7月19日公開的名為“粉末金屬部件的精確定位和低力重定位(Precis1n Locat1n and Low Force Reposit1ning ofPowder Metal Components) ”的PCT國際專利申請(qǐng)公開第WO 2007/081715號(hào)以參見的方式納入本文，如同在本文中進(jìn)行了完全的闡述。該專利和國際專利申請(qǐng)公開描述了螺栓孔周圍具有凸臺(tái)的可重定位粉末金屬軸承蓋。這些凸臺(tái)從軸承蓋的足部的底部延伸到該軸承蓋所安裝到的結(jié)構(gòu)的相對(duì)孔中。然而，形成這些組件可能潛在地要求大的力量來在開始時(shí)將軸承蓋壓入接收結(jié)構(gòu)中并且撤出軸承蓋以插入曲柄軸。不幸的是，也存在這樣的可能性，即如果這些零件彼此沒有充分緊密接合，那么在振動(dòng)下可能導(dǎo)致足部磨損。
[0010]所以，不斷需要這樣的軸承蓋，S卩，其可以相對(duì)于該軸承蓋所接合到的部件來定位，而不會(huì)用力過度，并且能夠減少足部磨損的情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本文公開了一種改進(jìn)的軸承蓋，該軸承蓋具有突出部，各突出部在該軸承蓋的足部的底部上較遠(yuǎn)地間隔。此外，該新結(jié)構(gòu)幫助改善組裝期間將軸承蓋重新定位到軸承支承結(jié)構(gòu)的過程，并防止可能導(dǎo)致足部磨損的左右或來回振動(dòng)。
[0012]本文公開了一種軸承蓋，該軸承蓋的類型為栓接到軸承支承結(jié)構(gòu)以限定位于軸承蓋和該結(jié)構(gòu)之間的軸承內(nèi)孔。該軸承蓋可以由燒結(jié)粉末金屬制成。該軸承蓋具有螺栓孔，所述螺栓孔用以通過使用例如螺栓經(jīng)由該軸承蓋的足部并進(jìn)入該軸承支承結(jié)構(gòu)而將軸承蓋固定到該支承結(jié)構(gòu)。該軸承蓋具有至少兩個(gè)足部，在內(nèi)孔的兩側(cè)上各有一個(gè)足部，并且具有延伸通過各足部的至少一個(gè)螺栓孔。各足部具有形成在其上的突出部，該突出部設(shè)置在螺栓孔和所述足部的側(cè)部之間。在所公開的實(shí)施例中，該突出部位于螺栓孔和足部的側(cè)邊之間。
[0013]在一些優(yōu)選形式中，多個(gè)肋部可以形成在該突出部上。所述肋部可以是擠壓肋部，擠壓肋部在將軸承蓋組裝到軸承支承結(jié)構(gòu)的過程中能夠(與軸承支承結(jié)構(gòu)一起)塑性變形。此使得能夠?qū)⒃撝鬏S承蓋“理想重新定位”到發(fā)動(dòng)機(jī)體中。另外，此可以減小由于將該部件機(jī)械鎖定到發(fā)動(dòng)機(jī)體而導(dǎo)致的足部磨損。
[0014]與形成在螺栓孔周圍的凸臺(tái)不同，該突出部可以形成在所述足部的側(cè)部附近，以使沿該突出部的任何點(diǎn)與該側(cè)部距離比與該螺栓孔的距離更近。由此，該突出部不與螺栓孔的位置一體或者位于該螺栓孔的位置的中部，因?yàn)樵撏怀霾坎恍枰鄬?duì)于螺栓孔特征部進(jìn)行特別地定位。此外，使用形成在足部的側(cè)邊緣附近的突出部可以幫助在發(fā)動(dòng)機(jī)體內(nèi)沿左右方向定位和保持該部件。此可以是這樣的情形，因?yàn)橥ㄟ^將突出部沿螺栓孔側(cè)向向外移動(dòng)，所以突出部與突出部之間的距離增加，此在組裝到發(fā)動(dòng)機(jī)體的過程中能夠更準(zhǔn)確且精確地重新定位軸承蓋。
[0015]在一個(gè)優(yōu)選形式中，該突出部可以是大致直線的，并且沿底表面在大致垂直于軸承蓋的前側(cè)面和后側(cè)面的方向上延伸。在此布置中，突出部可以包括多個(gè)肋部，所述多個(gè)肋部沿大致垂直于該突出部的形成各肋部的表面的方向延伸(使得各突出部粗略地平行于該前側(cè)面和后側(cè)面)。
[0016]在一些形式中，當(dāng)該突出部沿遠(yuǎn)離足部的底表面延伸時(shí)該突出部可以逐漸變小。此可以幫助便于將突出部壓入軸承支承結(jié)構(gòu)中。該軸承支承結(jié)構(gòu)可能具有適于接納突出部的凹部，其中在突出部和凹部之間具有干涉，該干涉會(huì)致使突出部和凹部中的一個(gè)產(chǎn)生塑性變形。
[0017]為了適應(yīng)壓入該軸承支承結(jié)構(gòu)(其經(jīng)常是鋁)，該燒結(jié)粉末金屬可以是鐵或鐵合金，鐵或鐵合金總體上是可變形能力較差的材料。然而，通過將肋部設(shè)置成具有較薄的截面或尺寸，肋部可以相對(duì)于該發(fā)動(dòng)機(jī)體的總體較軟的材料進(jìn)行變形。其它材料組合和配方也是可行的。
[0018]本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)將會(huì)從以下詳細(xì)描述和附圖中顯現(xiàn)出來。下文僅僅是對(duì)于本發(fā)明的一些較佳實(shí)施例的描述。由于這些較佳實(shí)施例不意指作為落在本權(quán)利要求的范圍內(nèi)的僅有的實(shí)施例，因而為確定本發(fā)明的整個(gè)范圍，應(yīng)參見所附權(quán)利要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的主軸承蓋的立體圖。
[0020]圖2是圖1所示軸承蓋的仰視圖。
[0021]圖3是沿圖2所示直線3-3剖切軸承蓋所得到的側(cè)部剖視圖。
[0022]圖4是沿圖2所示直線4-4剖切軸承蓋的一部分所得到的詳細(xì)的底視圖，其更詳細(xì)地示出了突出部中的一個(gè)。
[0023]圖5是足部中的一個(gè)的詳細(xì)立體圖，其中更詳細(xì)地示出了突出部中的一個(gè)。

【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1至圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的主軸承蓋10的一個(gè)實(shí)施例。該蓋10限定半圓內(nèi)孔12，該半圓內(nèi)孔12與發(fā)動(dòng)機(jī)隔板的半圓內(nèi)孔一起構(gòu)成完整內(nèi)孔，曲柄軸延伸通過該完整內(nèi)孔并且軸頸連接。眾所周知，軸頸軸承可以接納在位于曲柄軸的表面和內(nèi)孔的表面之間的內(nèi)孔中。軸承蓋10可以在14處有凹口，以接納軸頸軸承的耳部，從而防止軸頸軸承相對(duì)于軸承蓋10和隔板旋轉(zhuǎn)。半圓內(nèi)孔12從前部縱向側(cè)16延伸通過軸承蓋10到達(dá)后部縱向側(cè)18。
[0025]內(nèi)孔在其各側(cè)邊上都限定蓋10的足部20。兩個(gè)足部20由中間橋部22接合。螺栓孔24從頂側(cè)26延伸通過各足部20到達(dá)該蓋10的底側(cè)28。該蓋10也可以設(shè)置有螺紋式固定螺釘孔(未示出)，該螺釘孔以直角從側(cè)邊30和32延伸到對(duì)應(yīng)螺栓孔24中，以便在該蓋10栓接到發(fā)動(dòng)機(jī)隔板支承結(jié)構(gòu)之后將保持螺栓鎖定在合適位置。側(cè)邊30和32在蓋10的端部處接合縱向側(cè)16和18。
[0026]各足部20的底側(cè)28都包括平坦底面34。在所示實(shí)施例中該對(duì)平坦底面34是彼此共面的。然而，在其它實(shí)施例中，可以考慮這些底面不需要共面，而是例如彼此平行，以便在組裝期間進(jìn)行單軸加壓。
[0027]在蓋10的足部20的各平坦底面34上形成有突出部36。突出部36設(shè)置在各相應(yīng)足部20的側(cè)邊30或32和螺栓孔24之間。
[0028]將理解的是，這些突出部36與螺栓孔24是隔開的。此意味著突出部36不直接涉及各螺栓孔24的對(duì)準(zhǔn)，并且在初始加壓期間與它們的位置不是一體的或者對(duì)它們的位置不是必要的。此允許在將這些突出部36準(zhǔn)確定位在足部的底面上的過程中具有一定量的活動(dòng)范圍和公差。
[0029]為了清楚起見，這些突出部36不同于可能形成在螺栓孔24周圍的凸臺(tái)，因?yàn)檫@些突出部36形成在各足部20的側(cè)邊30或32的附近。幾何上講，在所示實(shí)施例中，對(duì)于沿這些突出部36上的任意給定點(diǎn)，該突出部36與側(cè)邊30或32的距離比與相應(yīng)螺栓孔24的距離更近。另外，如所示，這些突出部是細(xì)長形的，它們的主軸線(沿其長度尺寸延伸的軸線)平行于由軸承蓋部分限定的內(nèi)孔的軸線，并且位于突出部側(cè)面上的肋部垂直于該突出部的主軸線。
[0030]通過將這些突出部放置在位于該足部的底面上的側(cè)向空余位置上,在這些突出部之間所獲得的伸展或距離比如果它們是設(shè)置在螺栓孔24周圍的凸臺(tái)的情形下更寬或更大。該更大的間距可以幫助在插入曲柄軸后進(jìn)行重新組裝的期間將軸承蓋重新定位在支承結(jié)構(gòu)上的過程中更好且更精確地定位該軸承蓋。另外，突出部的細(xì)長形狀和相對(duì)于曲柄軸內(nèi)孔軸線的定向也改善了精確重新定位過程和穩(wěn)定性。
[0031]在所示的具體形式中，突出部36大體是直線的，且沿著大致垂直于前側(cè)16和后側(cè)18的表面的方向延伸。由于前側(cè)16和后側(cè)18垂直于側(cè)邊30和32，所以同樣地可以說，這些突出部36平行于側(cè)邊30和32。此外，該定向幫助防止在使用過程中當(dāng)組件振動(dòng)時(shí)足部進(jìn)行來回側(cè)向移動(dòng)，該移動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致足部磨損。
[0032]如圖4和圖5的詳細(xì)視圖中最佳看到的，突出部36支撐多個(gè)肋部38。在突出部36是直線的所示形式中，各肋部38在突出部36的直線的相對(duì)側(cè)上并且沿垂直于突出部36的延伸直線的方向設(shè)置。另外，在所示形式中，各肋部38相對(duì)于突出部36的中線對(duì)稱，同時(shí)肋部36的每一個(gè)都具有位于相對(duì)側(cè)上的配對(duì)肋部38。
[0033]肋部38設(shè)計(jì)成當(dāng)將突出部36壓入軸承支承結(jié)構(gòu)時(shí)與該軸承支承結(jié)構(gòu)一起進(jìn)行塑性變形。該塑性變形例如可以通過使肋部38具有薄壁而實(shí)現(xiàn)。相反地，突出部36的位于肋部下面的主體被設(shè)計(jì)成基本保持其形狀，使得大部分變形發(fā)生在肋部38和支承結(jié)構(gòu)上。
[0034]如圖中最佳看到的，突出部36也隨著它們沿著遠(yuǎn)離足部20的方向延伸而逐漸變小。此允許突出部36楔入支承結(jié)構(gòu)的接納這些突出部的材料中，將該材料展開。如所述，在軸承支承結(jié)構(gòu)中可以形成凹部，以在初始組裝時(shí)以過盈方式接納突出部。對(duì)突出部36和可變形肋部38的改進(jìn)幫助方便了在插入曲柄軸之后的重新組裝時(shí)在組裝過程中將主軸承蓋“理想重定位”到配合結(jié)構(gòu)中。
[0035]可以使用粉末冶金工藝來制造該軸承蓋10，該粉末冶金工藝通過采用粉末金屬材料(例如通常包括一定量結(jié)合劑或潤滑劑的鐵或鐵合金)、將粉末金屬材料在成套工具和模具中壓實(shí)以形成粉末金屬預(yù)制件，然后燒結(jié)該粉末金屬預(yù)制件以形成燒結(jié)粉末金屬件而實(shí)現(xiàn)。
[0036]使用粉末金屬工藝來制造該軸承蓋10的優(yōu)勢(shì)包括在該壓實(shí)的預(yù)制件中可以形成突出部36和肋部38的精細(xì)特征。此意味著可能很少或幾乎不需要精加工來產(chǎn)生這些特征，對(duì)比其它制造方法，此可以節(jié)約時(shí)間和金錢。
[0037]應(yīng)理解到可以在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)對(duì)較佳實(shí)施例進(jìn)行各種其它修改和變型。因此，本發(fā)明不應(yīng)被局限于所述的實(shí)施例。應(yīng)參照所附權(quán)利要求，以確定本發(fā)明的整個(gè)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種軸承蓋，所述軸承蓋的類型為栓接到軸承支承結(jié)構(gòu)以限定所述軸承蓋和所述結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)孔，并且其中用于將所述蓋固定到所述結(jié)構(gòu)的螺栓孔延伸穿過所述蓋的足部并進(jìn)入所述結(jié)構(gòu)，所述蓋具有至少兩個(gè)所述足部，位于所述內(nèi)孔的每個(gè)側(cè)上的所述足部的一個(gè)具有延伸穿過所述足部的一個(gè)的至少一個(gè)螺栓孔，其中，所述蓋是燒結(jié)粉末材料，在改進(jìn)中: 每個(gè)所述足部具有形成在其上的突出部，所述突出部設(shè)置在所述螺栓孔和所述足部的偵U部之間。
2.如權(quán)利要求1的軸承蓋，其特征在于，所述側(cè)部是所述足部的側(cè)邊。
3.如權(quán)利要求1的軸承蓋，其特征在于，所述突出部具有形成在其上的多個(gè)肋部。
4.如權(quán)利要求3的軸承蓋，其特征在于，在將所述軸承蓋組裝到所述軸承支承結(jié)構(gòu)的過程中，所述多個(gè)肋部與所述軸承支承結(jié)構(gòu)一起進(jìn)行塑性變形。
5.如權(quán)利要求1的軸承蓋，其特征在于，所述突出部形成在所述足部的所述側(cè)邊附近。
6.如權(quán)利要求5的軸承蓋，其特征在于，沿所述突出部的任何點(diǎn)與所述側(cè)邊的距離比與所述螺栓孔的距離更近。
7.如權(quán)利要求1的軸承蓋，其特征在于，所述突出部不一體形成到所述螺栓孔的位置處。
8.如權(quán)利要求1的軸承蓋，其特征在于，所述突出部是大體直線性的。
9.如權(quán)利要求8的軸承蓋，其特征在于，所述突出部沿大體垂直于所述軸承蓋的前側(cè)面和后側(cè)面的方向延伸。
10.如權(quán)利要求9的軸承蓋，其特征在于，所述突出部包括多個(gè)肋部，所述多個(gè)肋部沿大體垂直于所述突出部的形成各肋部的表面的方向延伸。
11.如權(quán)利要求1的軸承蓋，其特征在于，隨著所述突出部遠(yuǎn)離所述足部的底表面延伸而所述突出部逐漸變小。
12.如權(quán)利要求1的軸承蓋，其特征在于，所述燒結(jié)粉末金屬是鐵或鐵合金。
13.如權(quán)利要求1的軸承蓋，其特征在于，所述突出部形成在所述足部的平坦底表面上。
14.如權(quán)利要求1的軸承蓋，其特征在于，所述軸承蓋具有兩個(gè)足部。
15.如權(quán)利要求1的軸承蓋，其特征在于，各所述突出部都是細(xì)長形的。
16.如權(quán)利要求15的軸承蓋，其特征在于，各所述突出部具有沿所述軸承內(nèi)孔的軸線延伸的主軸線。
17.如權(quán)利要求16的軸承蓋，其特征在于，各所述突出部的所述主軸線平行于所述軸承內(nèi)孔的軸線。
18.如權(quán)利要求16的軸承蓋，其特征在于，各所述突出部包括沿垂直于所述突出部的所述主軸線延伸的肋部。
19.如權(quán)利要求15的軸承蓋，其特征在于，各所述突出部具有適于由所述軸承支承結(jié)構(gòu)進(jìn)行塑性變形的肋部。
20.如權(quán)利要求15的軸承蓋，其特征在于，各所述突出部具有適于使所述軸承支承結(jié)構(gòu)塑性變形的肋部。
【文檔編號(hào)】F16C9/04GK104246245SQ201380022000
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月26日
【發(fā)明者】G·R·德拉克斯勒, J·H·曼德爾 申請(qǐng)人:Gkn燒結(jié)金屬有限公司