CN104246245B - 具有定位特征的主轴承盖 - Google Patents

Abstract

一种轴承盖(10)，其中各足部包括形成在其上的细长形突出部(36)，所述突出部定位在螺栓孔和所述足部的侧部之间，其主轴线平行于由所述轴承盖部分限定的内孔的轴线，并且所述突出部包括位于垂直于其主轴线的侧表面上的肋部。

Description

具有定位特征的主轴承盖

相关文件的交叉引用

本申请要求于2012年4月26日提交的美国临时专利申请第61/638,901号，其内容为所有目的以引用的方式合并入本文。

联邦赞助研发的声明

不适用。

背景技术

本发明涉及这样一种类型的轴承座，即，其中轴承支撑内孔形成为该内孔的一半位于支承结构中，而另一半位于固定到该支承结构的轴承盖中，其中，在对内孔进行机加工操作后，必须将轴承盖精确地重新配装到支承结构。特别地，本发明涉及这样的烧结粉末金属轴承盖，即，其具有能够将该轴承盖相对于支承结构重新精确定位的特征。

轴承盖的主要功能是相对于该支承结构保持和定位旋转轴或用于旋转轴的轴承，该轴承又保持和定位该旋转轴。例如，发动机的主轴承盖栓接到发动机曲轴箱的隔板，并且与该隔板一起在曲柄轴旋转时将曲柄轴轴颈保持和定位在合适的位置。曲柄轴轴颈抵靠两个半轴承壳运行，两个半轴承壳分别配装到主轴承盖和发动机隔板的半圆形内孔。

在此情形下，为了自由振动、较低摩擦和安静运行，由主轴承盖和和隔板制造的内孔的圆度是非常重要的。该圆度通过称为直线镗孔的机加工操作而实现。将主轴承盖栓接到发动机体的隔板，并且然后，使用与切削刀具配合的镗杆加工该组件中的内孔。此确保由主轴承盖和轴承座形成的两个半圆的形式尽可能地接近理想圆形。涉及磨削孔的精加工经常用于实现安静运行及高效发动机性能所需的极其精细的公差。

然而，为了安装曲柄轴，需要从发动机体移除主轴承盖。在将曲柄轴放置在合适位置后，必须将主轴承盖重新定位在隔板上，使得主轴承盖重新定位在直线镗孔操作期间它们所占据的相同位置上。由原始位置所引发的任何偏差都会产生失圆状态，该失圆状态又导致振动、噪音和可能的僵硬、高摩擦的曲柄轴运行情况。

于2011年7月11日公布的名为“精确可定位轴承盖(Precisely RepositionableBearing Cap)”美国专利第6,086,258号和于2007年7月19日公开的名为“粉末金属部件的精确定位和低力重定位(Precision Location and Low Force Repositioning of PowderMetal Components)”的PCT国际专利申请公开第WO 2007/081715号以参见的方式纳入本文，如同在本文中进行了完全的阐述。该专利和国际专利申请公开描述了螺栓孔周围具有凸台的可重定位粉末金属轴承盖。这些凸台从轴承盖的足部的底部延伸到该轴承盖所安装到的结构的相对孔中。然而，形成这些组件可能潜在地要求大的力量来在开始时将轴承盖压入接收结构中并且撤出轴承盖以插入曲柄轴。不幸的是，也存在这样的可能性，即如果这些零件彼此没有充分紧密接合，那么在振动下可能导致足部磨损。

所以，不断需要这样的轴承盖，即，其可以相对于该轴承盖所接合到的部件来定位，而不会用力过度，并且能够减少足部磨损的情况。

发明内容

本文公开了一种改进的轴承盖，该轴承盖具有突出部，各突出部在该轴承盖的足部的底部上较远地间隔。此外，该新结构帮助改善组装期间将轴承盖重新定位到轴承支承结构的过程，并防止可能导致足部磨损的左右或来回振动。

本文公开了一种轴承盖，该轴承盖的类型为栓接到轴承支承结构以限定位于轴承盖和该结构之间的轴承内孔。该轴承盖可以由烧结粉末金属制成。该轴承盖具有螺栓孔，所述螺栓孔用以通过使用例如螺栓经由该轴承盖的足部并进入该轴承支承结构而将轴承盖固定到该支承结构。该轴承盖具有至少两个足部，在内孔的两侧上各有一个足部，并且具有延伸通过各足部的至少一个螺栓孔。各足部具有形成在其上的突出部，该突出部设置在螺栓孔和所述足部的侧部之间。在所公开的实施例中，该突出部位于螺栓孔和足部的侧边之间。

在一些优选形式中，多个肋部可以形成在该突出部上。所述肋部可以是挤压肋部，挤压肋部在将轴承盖组装到轴承支承结构的过程中能够(与轴承支承结构一起)塑性变形。此使得能够将该主轴承盖“理想重新定位”到发动机体中。另外，此可以减小由于将该部件机械锁定到发动机体而导致的足部磨损。

与形成在螺栓孔周围的凸台不同，该突出部可以形成在所述足部的侧部附近，以使沿该突出部的任何点与该侧部距离比与该螺栓孔的距离更近。由此，该突出部不与螺栓孔的位置一体或者位于该螺栓孔的位置的中部，因为该突出部不需要相对于螺栓孔特征部进行特别地定位。此外，使用形成在足部的侧边缘附近的突出部可以帮助在发动机体内沿左右方向定位和保持该部件。此可以是这样的情形，因为通过将突出部沿螺栓孔侧向向外移动，所以突出部与突出部之间的距离增加，此在组装到发动机体的过程中能够更准确且精确地重新定位轴承盖。

在一个优选形式中，该突出部可以是大致直线的，并且沿底表面在大致垂直于轴承盖的前侧面和后侧面的方向上延伸。在此布置中，突出部可以包括多个肋部，所述多个肋部沿大致垂直于该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该前侧面和后侧面)。

在一些形式中，当该突出部沿远离足部的底表面延伸时该突出部可以逐渐变小。此可以帮助便于将突出部压入轴承支承结构中。该轴承支承结构可能具有适于接纳突出部的凹部，其中在突出部和凹部之间具有干涉，该干涉会致使突出部和凹部中的一个产生塑性变形。

为了适应压入该轴承支承结构(其经常是铝)，该烧结粉末金属可以是铁或铁合金，铁或铁合金总体上是可变形能力较差的材料。然而，通过将肋部设置成具有较薄的截面或尺寸，肋部可以相对于该发动机体的总体较软的材料进行变形。其它材料组合和配方也是可行的。

本发明的这些和其它优点将会从以下详细描述和附图中显现出来。下文仅仅是对于本发明的一些较佳实施例的描述。由于这些较佳实施例不意指作为落在本权利要求的范围内的仅有的实施例，因而为确定本发明的整个范围，应参见所附权利要求。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的主轴承盖的立体图。

图2是图1所示轴承盖的仰视图。

图3是沿图2所示直线3-3剖切轴承盖所得到的侧部剖视图。

图4是沿图2所示直线4-4剖切轴承盖的一部分所得到的详细的底视图，其更详细地示出了突出部中的一个。

图5是足部中的一个的详细立体图，其中更详细地示出了突出部中的一个。

具体实施方式

图1至图5示出了根据本发明的主轴承盖10的一个实施例。该盖10限定半圆内孔12，该半圆内孔12与发动机隔板的半圆内孔一起构成完整内孔，曲柄轴延伸通过该完整内孔并且轴颈连接。众所周知，轴颈轴承可以接纳在位于曲柄轴的表面和内孔的表面之间的内孔中。轴承盖10可以在14处有凹口，以接纳轴颈轴承的耳部，从而防止轴颈轴承相对于轴承盖10和隔板旋转。半圆内孔12从前部纵向侧16延伸通过轴承盖10到达后部纵向侧18。

内孔在其各侧边上都限定盖10的足部20。两个足部20由中间桥部22接合。螺栓孔24从顶侧26延伸通过各足部20到达该盖10的底侧28。该盖10也可以设置有螺纹式固定螺钉孔(未示出)，该螺钉孔以直角从侧边30和32延伸到对应螺栓孔24中，以便在该盖10栓接到发动机隔板支承结构之后将保持螺栓锁定在合适位置。侧边30和32在盖10的端部处接合纵向侧16和18。

各足部20的底侧28都包括平坦底面34。在所示实施例中该对平坦底面34是彼此共面的。然而，在其它实施例中，可以考虑这些底面不需要共面，而是例如彼此平行，以便在组装期间进行单轴加压。

在盖10的足部20的各平坦底面34上形成有突出部36。突出部36设置在各相应足部20的侧边30或32和螺栓孔24之间。

将理解的是，这些突出部36与螺栓孔24是隔开的。此意味着突出部36不直接涉及各螺栓孔24的对准，并且在初始加压期间与它们的位置不是一体的或者对它们的位置不是必要的。此允许在将这些突出部36准确定位在足部的底面上的过程中具有一定量的活动范围和公差。

为了清楚起见，这些突出部36不同于可能形成在螺栓孔24周围的凸台，因为这些突出部36形成在各足部20的侧边30或32的附近。几何上讲，在所示实施例中，对于沿这些突出部36上的任意给定点，该突出部36与侧边30或32的距离比与相应螺栓孔24的距离更近。另外，如所示，这些突出部是细长形的，它们的主轴线(沿其长度尺寸延伸的轴线)平行于由轴承盖部分限定的内孔的轴线，并且位于突出部侧面上的肋部垂直于该突出部的主轴线。

通过将这些突出部放置在位于该足部的底面上的侧向空余位置上，在这些突出部之间所获得的伸展或距离比如果它们是设置在螺栓孔24周围的凸台的情形下更宽或更大。该更大的间距可以帮助在插入曲柄轴后进行重新组装的期间将轴承盖重新定位在支承结构上的过程中更好且更精确地定位该轴承盖。另外，突出部的细长形状和相对于曲柄轴内孔轴线的定向也改善了精确重新定位过程和稳定性。

在所示的具体形式中，突出部36大体是直线的，且沿着大致垂直于前侧16和后侧18的表面的方向延伸。由于前侧16和后侧18垂直于侧边30和32，所以同样地可以说，这些突出部36平行于侧边30和32。此外，该定向帮助防止在使用过程中当组件振动时足部进行来回侧向移动，该移动可能会导致足部磨损。

如图4和图5的详细视图中最佳看到的，突出部36支撑多个肋部38。在突出部36是直线的所示形式中，各肋部38在突出部36的直线的相对侧上并且沿垂直于突出部36的延伸直线的方向设置。另外，在所示形式中，各肋部38相对于突出部36的中线对称，同时肋部36的每一个都具有位于相对侧上的配对肋部38。

肋部38设计成当将突出部36压入轴承支承结构时与该轴承支承结构一起进行塑性变形。该塑性变形例如可以通过使肋部38具有薄壁而实现。相反地，突出部36的位于肋部下面的主体被设计成基本保持其形状，使得大部分变形发生在肋部38和支承结构上。

如图中最佳看到的，突出部36也随着它们沿着远离足部20的方向延伸而逐渐变小。此允许突出部36楔入支承结构的接纳这些突出部的材料中，将该材料展开。如所述，在轴承支承结构中可以形成凹部，以在初始组装时以过盈方式接纳突出部。对突出部36和可变形肋部38的改进帮助方便了在插入曲柄轴之后的重新组装时在组装过程中将主轴承盖“理想重定位”到配合结构中。

可以使用粉末冶金工艺来制造该轴承盖10，该粉末冶金工艺通过采用粉末金属材料(例如通常包括一定量结合剂或润滑剂的铁或铁合金)、将粉末金属材料在成套工具和模具中压实以形成粉末金属预制件，然后烧结该粉末金属预制件以形成烧结粉末金属件而实现。

使用粉末金属工艺来制造该轴承盖10的优势包括在该压实的预制件中可以形成突出部36和肋部38的精细特征。此意味着可能很少或几乎不需要精加工来产生这些特征，对比其它制造方法，此可以节约时间和金钱。

应理解到可以在本发明的精神和范围内对较佳实施例进行各种其它修改和变型。因此，本发明不应被局限于所述的实施例。应参照所附权利要求，以确定本发明的整个范围。

Claims (19)

1.一种轴承盖，所述轴承盖的类型为栓接到轴承支承结构以限定所述轴承盖和所述结构之间的内孔，并且其中用于将所述盖固定到所述结构的螺栓孔延伸穿过所述盖的足部并进入所述结构，所述盖具有至少两个所述足部，位于所述内孔的每个侧上的所述足部的一个具有延伸穿过所述足部的一个的所述螺栓孔的至少一个螺栓孔，其中，所述盖是烧结粉末材料，其中改进包括：

每个所述足部具有形成在其上的突出部，其中，每一所述突出部是大体直线性的并具有相对的侧部，在这些相对的侧部中其每一个侧部支承多个挤压肋部；

其中，支承所述多个挤压肋部的各所述突出部的长度小于所述轴承盖的两个纵向侧面之间的距离。

2.如权利要求1的轴承盖，其特征在于，各所述突出部沿大体垂直于所述轴承盖的所述两个纵向侧面的方向延伸。

3.如权利要求2的轴承盖，其特征在于，所述多个挤压肋部沿大体垂直于所述突出部的形成各挤压肋部的表面的方向延伸。

4.如权利要求1的轴承盖，其特征在于，各所述突出部设置在所述至少一个螺栓孔和每一足部的侧部之间。

5.如权利要求4的轴承盖，其特征在于，所述侧部是所述足部的侧边。

6.如权利要求1的轴承盖，其特征在于，在将所述轴承盖组装到所述轴承支承结构的过程中，所述多个挤压肋部与所述轴承支承结构一起进行塑性变形。

7.如权利要求1的轴承盖，其特征在于，各所述突出部形成在各所述足部的侧边附近。

8.如权利要求7的轴承盖，其特征在于，沿各所述突出部的任何点与所述侧边的距离比与所述至少一个螺栓孔的距离更近。

9.如权利要求1的轴承盖，其特征在于，各所述突出部不一体形成到所述至少一个螺栓孔的位置处。

10.如权利要求1的轴承盖，其特征在于，随着各所述突出部远离所述足部的底表面延伸而各所述突出部逐渐变小。

11.如权利要求1的轴承盖，其特征在于，所述烧结粉末金属是铁或铁合金。

12.如权利要求1的轴承盖，其特征在于，各所述突出部形成在各所述足部的平坦底表面上。

13.如权利要求1的轴承盖，其特征在于，所述轴承盖的所述足部包括两个足部。

14.如权利要求1的轴承盖，其特征在于，各所述突出部都是细长形的。

15.如权利要求14的轴承盖，其特征在于，各所述突出部具有沿所述轴承内孔的轴线延伸的主轴线。

16.如权利要求15的轴承盖，其特征在于，各所述突出部的所述主轴线平行于所述轴承内孔的轴线。

17.如权利要求15的轴承盖，其特征在于，所述多个挤压肋部沿垂直于各所述突出部的所述主轴线延伸。

18.如权利要求14的轴承盖，其特征在于，所述多个挤压肋部适于由所述轴承支承结构进行塑性变形。

19.如权利要求14的轴承盖，其特征在于，所述多个挤压肋部适于使所述轴承支承结构塑性变形。