CN104937292B - 具有对准突出特征的轴瓦 - Google Patents

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Abstract

用于滑动轴承的轴瓦，所述轴瓦具有凸形外表面以及邻近所述轴瓦的端面从所述外表面突出的对准特征，其中，所述对准特征包括第一锥形部分，所述第一锥形部分具有的轴向宽度随着远离所述端面而降低，并且所述第一锥形部分的每侧与所述轴瓦的轴向端面成角度而不平行，角度为2°至10°。

Description

具有对准突出特征的轴瓦
技术领域
本发明涉及用于滑动轴承的轴瓦，尤其是用于发动机曲柄轴承组件的轴瓦。
背景技术
发动机轴承组件(诸如，曲柄主轴承和连接杆轴承)通常包括一对加衬的壳体，该壳体保持一旋转轴，每个壳体由轴瓦加衬。每个壳体具有大致半柱形的凹槽，凹槽定形为接收中空的大致半柱形的轴瓦。轴瓦典型地包括背层，背层在其凹形内表面上设置有一个或多个层，最内层提供了面向旋转轴的运行表面。
每个轴承组件中的轴瓦会不同(例如，具有不同的材料或者特征)，在该情况下优选的是要确保正确的轴瓦组装至每个壳体(即组装至正确的一半轴承组件)。可替换地或者此外，轴瓦可以沿着其周向长度是不对称的(例如，如果它们对于轴的特定旋转方向进行优化)，在该情况下需要确保轴瓦以正确的方位组装至壳体。为了确保轴瓦正确的组装入轴承壳，轴瓦可以设置有对准特征，对准特征从轴瓦的凸形外表面向外突出。壳体设置有对应的对准凹槽，对准凹槽接收轴瓦的突出对准特征。
图1A和图1B图示了轴瓦100，其具有第一类型对准特征102，其是由第一处理制造的，在该第一处理中，窄带材料相对于轴瓦的外表面104的曲率中心被向外推动(即被径向冲印)到模具中。对准特征102具有平行侧106，平行侧106平行于轴瓦100的轴向侧108(即具有恒定轴向宽度W，轴向宽度是平行于接收至轴瓦中的轴的旋转轴线测量的并且垂直于轴向侧108)。对准特征102从轴瓦100的凸形外表面突出的程度是从端面110处的最大突出水平起缩窄。例如，在轴瓦约20mm宽(在轴向方向上)并且直径60mm的情况下，对准特征可以是3mm宽，可以从轴瓦的凸形外表面突出1至2mm，并且可从端面绕周向长度延伸约5mm。
图1A和图1B中的对准特征102示出为相比另一侧更靠近一个轴向侧108。但是，将理解的是，对准特征的位置可以根据各种要求而选择，在一些情况下可以等距定位于轴向侧108之间。
第二类型对准特征由“压印”处理形成，在该处理中，将冲头向下驱动到端面的轴向外侧窄部上，这引起被冲压材料的流动(即变形)。材料流出而进入支撑轴瓦的压印模中的对应凹槽中，并且创建了对准特征(即沿着轴瓦的轴线)，该对准特征具有宽的向外突出的唇缘，该唇缘稍微隔开于端面。应该避免从轴瓦的内表面突出的任何对应突起。该第二类型的对准特征以及其对应制造方法描述于US2012027328A。
第一或者第二类型的对准特征提供了轴瓦在组装入轴承壳期间期望访问的清楚指示(例如，在人工组装期间向工人提供了可视化指示，或者在自动组装期间提供了可检测到的方位指示)，这提供了对不正确组装的物理阻碍。但是，不好的是，这种对准特征要求在组装期间轴瓦和轴承壳之间的精确的轴向对准，这增加了组装的复杂度，尤其降低了自动组装的可靠性。
发明内容
本发明的第一方案提供了用于滑动轴承的轴瓦，所述轴瓦具有凸形外表面以及邻近所述轴瓦的端面从所述外表面突出的对准特征，其中，所述对准特征包括第一锥形部分，所述第一锥形部分具有的轴向宽度随着远离所述端面而降低，并且所述第一锥形部分的每侧与所述轴瓦的轴向端面成角度而不平行，角度为2°至10°。本发明的第二方案包括发动机，其包括壳体以及根据第一方案的轴瓦，其中所述轴瓦接收入所述壳体中的凹槽中。
本发明的第三方案提供了制造用于滑动轴承的轴瓦的方法，所述轴瓦具有凸形外表面以及邻近所述轴瓦的端面从所述外表面突出的对准特征，其中，所述对准特征包括第一锥形部分，所述第一锥形部分具有的轴向宽度随着远离所述端面而降低，并且所述第一锥形部分的每侧与所述轴瓦的轴向端面成角度而不平行，角度为2°至10°，所述方法包括：
提供轴瓦或者用于轴瓦的扁坯；以及
形成所述对准特征。
有利地，这种对准特征使得轴瓦较不复杂且更可靠地组装入对应的轴承壳。尤其，这种对准特征相比公知对准特征可以在轴瓦组装入对应的轴承壳期间提供更宽的轴向对准容差。此外，这种对准特征可以在组装期间提供轴瓦以及轴承壳一定程度的轴向自对准。有利地，所述第一锥形部分的每侧与所述轴瓦的轴向端面成角度而不平行，角度高达10°，这提供了可以易于组装至壳体的对应凹槽中的对准特征。
所述锥形部分的每侧可以与所述轴瓦的轴向端面成角度而不平行，角度为3°至7°。所述锥形部分的每侧可以与所述轴瓦的轴向端面成角度而不平行，角度为大致5°。
所述对准特征可以包括位于所述端面近侧的另一部分，所述第一锥形部分位于所述端面的远侧。有利地，提供所述另一部分可以加强对准特征。
所述另一部分可以是第二锥形部分并且具有的轴向宽度随着远离所述端面而降低，并且其中，所述第一锥形部分具有的锥度大于所述第二锥形部分。所述第二锥形部分的轴向宽度可以缩窄，使得所述第一锥形部分的每侧与所述轴瓦的轴向端面的角度小于1°。
所述另一部分可以具有恒定轴向宽度。
所述第一锥形部分可以缩窄使得所述锥形部分的各侧不汇合。有利地，如果所述锥形部分的各侧不汇合，则在所述对准特征和所述轴瓦的主要部分之间可以提供更强的连接。
所述第一锥形部分可以具有的周向长度是其平均轴向宽度的至少一半，优选大于其平均轴向宽度。有利地，对于给定锥度的第一锥形部分来说，较长的周向长度能够对于较大轴向不对准实现自对准。
所述对准特征可以沿着其周向长度从所述轴瓦的所述外表面突出的程度随着远离所述端面而降低。
所述对准特征可以大致从所述轴瓦的所述端面的水平沿周向延伸(即所述对准特征可以端部大致齐平于端面)。
所述对准特征可以从所述轴瓦的所述端面沿周向隔开。所述对准特征可以从所述端面隔开的程度小于其最大轴向宽度。
所述对准特征可以由选自以下组中的处理形成，所述组包括：压印、凹凸印以及冲印。
附图说明
下文参考附图进一步描述本发明的实施例，其中：
-图1A示出了根据现有技术的轴瓦的一部分以及对准特征的立体图；
-图1B示出了图1A的对准特征垂直于轴瓦的外表面的视图；
-图2A示出了根据本发明第一实施例的轴瓦的一部分以及对准特征的立体图；
-图2B示出了图2A的对准特征垂直于轴瓦的外表面的视图；
-图2C示出了图2B的对准特征组装至对应的壳体；
-图3A示出了根据本发明第三实施例的轴瓦的一部分以及对准特征的立体图；
-图3B示出了图3A的对准特征垂直于轴瓦的外表面的视图；以及
-图4A和图4B示出了垂直于轴瓦的外表面观察的另一实施例的轴瓦的可替换视图。
具体实施方式
图2A和图2B图示了根据本发明第一实施例的轴瓦200的端部部分。轴瓦200是大致中空半柱形的，并且设置有对准特征202，对准特征202从外凸形表面204向外(即径向)突出，离开轴瓦的曲率中心。
对准特征202具有锥形轴向宽度W，具有侧206，侧206均相对于轴瓦200的对应轴向侧208成角度θ，角度θ为5°。对准特征202具有第一端部212，第一端部212的大致与相邻的轴瓦200的端面210水平。对准特征202具有直的第二端部214，第二端部214距轴瓦200的端面210最远。对准特征从邻近端面210的第一端部212处的W1缩窄到距端面最远的第二端部214处的W2。对准特征202从轴瓦200的外凸形表面204向外突出的程度P在邻近端面210的第一端部212处最大，并且沿着对准特征202的周向长度L(即垂直于端面210)缩窄，在对准特征的第二相对端部214处降低至零。
图2C示出了当轴瓦沿箭头A指示的方向插入壳体时，局部组装的轴瓦200以及壳体250的相对位置。有利地是，本发明的对准特征202能够在轴向方向上(即垂直于轴向端面208，是接收至轴瓦中的旋转轴的旋转轴线的方向)，在轴瓦200和壳体250之间实现自对准。因此，如果轴瓦200和壳体250之间起初在一起时存在相对轴向不对准M，由于对准特征202的侧206与接收对准特征的对应对准凹槽252的侧256之间的机械相互作用，一旦轴瓦以及壳体完全组装将变得轴向对准。
在图2A所示的实施例中，对准特征202从轴瓦200的外凸形表面204突出的程度P在距端面210最远的第二端部214处缩窄至零。
在图2A和图2B所示的实施例中，对准特征从大致水平同于(齐平于)端面210的第一端部212沿周向延伸。这种对准特征可以通过向外(径向)冲印或者凹凸印操作而方便地制造。
在冲印处理的情形下，沿箭头F1指示的方向将冲头驱动抵靠轴瓦的凹形内表面，而凸形外表面204由具有对应凹槽的模具支撑，对准特征形成在该对应凹槽中。冲头的面相对于其冲击的一部分凹形内表面成角度，使得对准特征202的第一端部212从凸形外表面向外突出了最大程度。切断部216形成在对准特征202的侧206和轴瓦200的主要部分之间，而对准特征在第二端部214处仍结合至轴瓦200的主要部分，对准特征在第二端部周围弯折。
可替换地，对准特征302的端部318可以稍微隔开S于轴瓦300的端面410，如图3A和图3B所示的。这种对准特征302可以方便地由压印处理形成，在该处理中，沿箭头F2指示的方向将压印冲头向下驱动到轴瓦300的端面310上以形成对准特征302。在该压印处理中，轴瓦300由具有对应凹槽的压印模具支撑，当压印冲头被驱动至端面310中时，对准特征302的材料流入对应凹槽中。
对准特征可以沿着其周向长度具有多个段，越远离端面的段缩窄的量大于靠近端面的段。如图4A所示的，在一个实施例中，根据本发明，距端面410最远的对准特征段402A的轴向宽度W缩窄，最靠近端面的对准特征段402B具有统一的轴向宽度W1。可替换地，如图4B所示的，最靠近端面410'的对准特征段402B'的轴向宽度可以缩窄，但缩窄的程度小于距轴瓦100的端面最远的对准特征段402A'(即φ<θ)。
此处提供的附图是示意性的，并非按比例绘制的。
在整个申请文件的说明书和权利要求书中，术语"包括"以及"包含"和其变型意味着"包括但不限于"，它们不旨在(并不)排除其他成分、添加、部件、整数或步骤。在整个申请文件的说明书和权利要求书中，单数涵盖了复数，除非内容不需要如此。尤其，当使用不定冠词时，说明书应理解为包括复数及单数，除非内容不需要如此。
结合本发明的特定方案、实施例或者例子所描述的特征、整数、特性、化合物、化学分子或组合应该理解为可适用于此处描述的任何其他方案、实施例或者例子，除非它们不兼容。该说明书(包括任何附随的权利要求、摘要以及附图)中公开的所有特征和/或公开的任何方法或者处理的所有这些步骤可以以任何组合方式组合，除非组合中的至少一些这种特征和/或步骤是相互排斥的。本发明不限制于任何前述实施例的细节。本发明可延伸至本说明书(包括任何附随的权利要求、摘要以及附图)中公开的任何新颖的一个特征或者任何新颖特征的组合，或者公开的任何方法或者处理的任何新颖的一个步骤或者任何新颖步骤的组合。
阅读者注意针对的是与本说明书同时提交的或者在本说明书之前提交的任何纸件和文件，这些纸件和文件相对于本说明书对公众审查是公开的，所有这些纸件和文件的内容通过参考并入此处。

Claims (10)

1.一种用于滑动轴承的轴瓦，所述轴瓦具有凸形外表面以及邻近所述轴瓦的端面从所述外表面突出的对准特征，其中，所述对准特征包括第一锥形部分，所述第一锥形部分具有的轴向宽度随着远离所述端面而降低，并且所述第一锥形部分的每侧与所述轴瓦的轴向端面成角度而不平行，角度为2°至10°；
其中，所述对准特征包括位于所述端面近侧的另一部分，所述第一锥形部分位于所述端面的远侧；
所述另一部分是第二锥形部分并且其具有的轴向宽度随着远离所述端面而降低，并且其中，所述第一锥形部分具有的锥度大于所述第二锥形部分。
2.根据权利要求1所述的轴瓦，其中，所述第一锥形部分的每侧与所述轴瓦的轴向端面成角度而不平行，角度为3°至7°。
3.根据权利要求1或2所述的轴瓦，其中，所述第一锥形部分缩窄使得所述第一锥形部分的各侧不汇合。
4.根据权利要求1或2所述的轴瓦，其中，所述第一锥形部分具有的周向长度是其平均轴向宽度的至少一半。
5.根据权利要求1或2所述的轴瓦，其中，所述对准特征沿着其周向长度从所述轴瓦的所述外表面突出的程度随着远离所述端面而降低。
6.根据权利要求1或2所述的轴瓦，其中，所述对准特征从所述轴瓦的所述端面的水平沿周向延伸。
7.根据权利要求1或2所述的轴瓦，其中，所述对准特征从所述轴瓦的所述端面沿周向隔开。
8.一种发动机，包括壳体以及根据前述权利要求中任一项所述的轴瓦，其中所述轴瓦接收入所述壳体中的凹槽中。
9.一种制造用于滑动轴承的轴瓦的方法，所述轴瓦具有凸形外表面以及邻近所述轴瓦的端面从所述外表面突出的对准特征，其中，所述对准特征包括第一锥形部分，所述第一锥形部分具有的轴向宽度随着远离所述端面而降低，并且所述第一锥形部分的每侧与所述轴瓦的轴向端面成角度而不平行，角度为2°至10°，其中，所述对准特征包括位于所述端面近侧的另一部分，所述第一锥形部分位于所述端面的远侧；
所述另一部分是第二锥形部分并且其具有的轴向宽度随着远离所述端面而降低，并且其中，所述第一锥形部分具有的锥度大于所述第二锥形部分；
所述方法包括：
提供轴瓦或者用于轴瓦的扁坯；以及
形成所述对准特征。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述对准特征由选自以下组中的处理形成，所述组包括：压印、凹凸印以及冲印。
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