CN111473091A - 壳体组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种壳体组件(1；100)，其包括彼此可分离并且适于在倾斜的连接平面(7；155)处安装在一起的第一壳体部分(3；104)和第二壳体部分(5；106)；本发明进一步涉及一种用于车辆的内燃机的质量平衡系统，以及涉及一种用于制造构造成容纳轴承的壳体组件的方法。

Description

壳体组件

技术领域

本发明涉及一种壳体组件，其包括适于在倾斜的连接平面处安装在一起的第一壳体部分。本发明进一步涉及一种用于车辆的内燃机的质量平衡系统，以及涉及一种用于制造构造成容纳轴承的壳体组件的方法。

背景技术

内燃机典型地包括经由活塞杆连接到曲轴的活塞。活塞被枢转地连接到活塞杆，该活塞杆被枢转地连接到曲轴。

在内燃机的操作中，活塞在气缸容积中以往复运动而运动。活塞的运动经由活塞杆被传递到曲轴，造成曲轴通过从运动的活塞传递的能量而旋转。

由于运动的零件，内燃机的操作不可避免地在发动机中产生振动。振动的幅度取决于各种因素，诸如气缸的数量和发动机的类型(例如二冲程或四冲程发动机)。大体上，具有较高数量的气缸的内燃机趋向于产生具有较低幅度的振动。

振动可造成对于车辆中的乘员的干扰，例如噪声和烦人的机械振动。另外，内燃机中的振动可能缩短某些发动机零件的寿命。

通常安装质量平衡器系统以便衰减振动。质量平衡器系统包括在与活塞运动相反的方向上运动的配重。以这种方式，由活塞产生的惯性力可以被至少部分地反作用，并且因此可以衰减振动。

在质量平衡器系统以及其它要求轴和轴承的组装的系统中，用于系统的外壳以及轴承在其钻孔中的装配的组装装配精度对于相应系统的性能十分重要。轴承在其钻孔中的不良装配可能例如造成轴承的变形，这损害轴承的性能。

发明内容

本公开描述了一种壳体组件，其提供壳体部分的改进的装配。本公开特别地解决了将两个壳体部分装配在一起使得壳体部分中的某些结构可以适当地对准的问题。先前已经证明，这在壳体部分之间的界面平面倾斜的设备中尤其成问题。当两个这样的壳体部分被组装在一起时，由于倾斜的界面位置，壳体部分之间的剪切力造成壳体半部相对于彼此滑动。尽管该滑动运动可能很小，但通常足以使壳体部分中的旨在为了最终设备的正常功能而对准的结构未对准。

先前已经尝试用直套筒获得两个壳体部分的精确对准，该直套筒旨在完美地装配在壳体部分二者的组装孔中，但是证明难以克服对于壳体部分中的结构的对准的公差要求，并且直套筒在壳体部分二者中的同时装配是困难的。

为了克服以上问题，提出的壳体组件是通过将锥形引导套筒安装在壳体部分之一的组装孔中而获得的。锥形引导套筒被构造成将另一个壳体部分引导到正确的位置。在壳体部分第一次被安装在一起并牢固地彼此附接时，锥形引导套筒的锥形部压印在另一个壳体部分上的接触表面上，优选地压印在另一个壳体部分的相应组装通孔的接触表面上。

压印是接触表面上的永久变形。因此，如果壳体部分在接触表面的初始变形之后被拆卸，并且随后再次被安装在一起，则引导套筒的锥形部在相对的壳体部分中找到它们先前的被压印的表面，并且从而提供壳体部分的充分对准。

所公开的壳体组件对于所谓的质量平衡系统特别有利，该质量平衡系统旨在用于减少由内燃机中的运动零件造成的振动。这种质量平衡系统包括用于轴承的钻孔，并且钻孔的圆度对于质量平衡系统的性能非常重要。钻孔的圆度在很大程度上取决于壳体部分的装配，因为钻孔沿着壳体部分之间的倾斜的连接平面延伸。

当研究所附权利要求书和以下描述时，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见。技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以组合本发明的不同特征以创建除了以下描述的那些实施例之外的实施例。

附图说明

现在将参考示出本发明的示例实施例的附图更详细地描述本发明的这些和其它方面，在附图中：

图1a-1b概念性地示出本发明的概念；

图2示出根据本发明的实施例的概念性质量平衡器系统的分解视图；

图3是壳体组件的剖视图，在该壳体组件中具有安装在钻孔中的轴承；

图4是根据本发明的示例实施例的方法步骤的一组图示；

图5是根据本发明的实施例的方法步骤的流程图；

图6是根据本发明的示例实施例的方法步骤的一组图示；以及

图7是根据本发明的实施例的方法步骤的流程图。

具体实施方式

在本具体实施方式中，描述了根据本发明的壳体组件和方法的各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于本文中阐述的实施例；相反，这些实施例是为了透彻性和完整性以及将本发明的范围完全传达给技术人员而提供的。全文中，类似的附图标记指代类似的元件。

图1a概念性地示出示例壳体组件1，其包括彼此可分离并且适于在倾斜的连接平面7处被安装在一起的第一壳体部分3和第二壳体部分5。锥形引导套筒9被布置在第二壳体部分5的相应组装孔11中。

现在转向图1b，其示出壳体组件1通过以下方式可获得：将第一壳体部分3和第二壳体部分5安装在一起，使得布置在第二壳体部分5的相应组装孔11中的至少一个锥形引导套筒9的锥形部13压印(imprint)在第一壳体部分3的相应组装通孔17中的接触表面15上。

当壳体部分被组装并且仍然维持在一起时，可以在相应的壳体部分3、5中制得结构19和21。这些结构在锥形引导套筒与被压印的接触表面15处于牢固接触的情况下制得。

由锥形引导套筒在第一次壳体部分被组装在一起时实现的压印允许锥形引导套筒使它们自身装配在相应的组装孔中。因此，如果壳体部分3、5被拆卸并且随后被再次组装，则与使用例如直套筒相比，可以改进结构17和21的对准的精度，直套筒经受对于使用多于单个或可能的一对直套筒的不合理的公差要求。

图2示出用于车辆的内燃机的质量平衡系统100的形式的设备的分解视图。质量平衡系统100包括壳体组件102，该壳体组件102包括第一壳体部分104和第二壳体部分106。在此，第一壳体部分104可以总体上被称为上壳体部分104，并且第二壳体部分可以被称为下壳体部分106。

壳体组件102被构造成容纳布置在具有公共纵向轴线158的相应钻孔中的轴承110和111。这些钻孔由第二壳体部分106中的弧形钻孔部112和113以及第一壳体部分104中相应的弧形钻孔部形成。轴承110和111被布置成为壳体组件102中的轴108提供旋转运动。

此外，第二轴114也被容纳在壳体组件102中。轴承116和117被布置在相应钻孔中，所述钻孔具有由第二壳体部分106中的弧形钻孔部118和119以及第一壳体部分104中相应的弧形钻孔部形成的纵向轴线157。轴承116和117被布置成为壳体组件102中的轴114提供旋转运动。

第一壳体部分104和第二壳体部分106各自包括相应的弧形钻孔部意味着当第一壳体部分和第二壳体部分被适当地组装在一起时，弧形钻孔部共同产生用于轴承的布置的钻孔。

此外，为了完整性起见作为示例示出，附接在轴108上的齿轮120与附接到轴114的齿轮122啮合。从而，随着第一轴108旋转，第一齿轮120造成第二齿轮122旋转并且由此造成第二轴114也旋转。

平衡质量124和126被附接到第一轴108并且平衡质量128和130被附接到第二轴114。平衡质量124、126、128、130关于相应轴108和114的旋转轴线157和158不对称，以便在轴108、114旋转时提供力矩。轴108、114的旋转与活塞的运动同步，由此造成平衡质量124、126、128、130的旋转，该平衡质量124、126、128、130的旋转也与活塞的运动同步。针对噪声和振动消除的同步的配置被认为是本领域技术人员已知的，并且将不在本文中进一步讨论。

倾斜的接触平面155是待布置在壳体组件102中的齿轮120、122需要特定的相对空间关系以便允许连接到曲轴的外部齿轮仅与壳体中的齿轮中的一个啮合的后果。例如，与齿轮120相比，齿轮122可以被布置成距第二壳体部分106的底部较远，使得齿轮122和120彼此竖直地移位。

第一壳体部分104和第二壳体部分106通过布置在第一壳体部分104的组装通孔140中并且在第二壳体部分106中的组装孔147中被紧固(例如通过组装孔147中的螺纹)的细长紧固装置(图2中未示出)而被共同地保持在一起。

当将现有技术的壳体部分紧固在一起时，倾斜的连接平面155造成壳体部分之间的剪切力。这导致在组装期间维持钻孔的圆度的困难。与现有技术解决方案相比，利用锥形引导套筒154有利地减轻了这个问题并且钻孔的圆度得到改进。

锥形引导套筒154被布置在第二壳体部分106的组装孔147的上部中。锥形引导套筒154搁置在第二壳体部分106的组装孔中的肩部上。这将参考图3被更详细地描述。

第一壳体部分104与第二壳体部分106之间的连接平面155是倾斜的连接平面155。该倾斜是从与钻孔中的一个相邻的一侧并跨越到第二个钻孔的相反侧，即横向于钻孔。倾斜的连接平面155可以在与包括纵向轴线157或158的平面平行的平面中分割钻孔。

优选地，倾斜的连接平面包括全部钻孔的纵向轴线157-158。换句话说，第一壳体部分104和第二壳体部分106可以是相应的壳体半部。当壳体部分彼此分离时，这便于轴承在轴承钻孔中的安装。在若干钻孔的情况下，它们的纵向轴线157-158优选是平行的。

图3是包括壳体组件102的质量平衡系统100的剖视图。如图2所示，壳体组件102包括第一壳体部分104(在此示出为上壳体部分104)以及第二壳体部分106(在此示出为下壳体部分106)。壳体组件102被构造成容纳轴承。

第一壳体部分104和第二壳体部分106沿着倾斜的连接平面155处于接触。该倾斜横向于钻孔202和204延伸。轴承116和111被布置在钻孔202和204中。钻孔202和204由第二壳体部分106的弧形钻孔部118和113以及第一壳体部分104的弧形钻孔部206和208形成。在此倾斜的连接平面155包括钻孔202和204两者的纵向轴线。

组装通孔140穿过整个第一壳体部分104延伸使得细长紧固装置可以穿通(reachthrough)第一壳体部分104并进入第二壳体部分106中的对应组装孔147中。第二壳体部分106中的组装孔147不必一定是通孔，但是应提供细长紧固装置将第一壳体部分牢固地附接到第二壳体部分。

在此示出螺栓132形式的细长紧固元件被布置在第一壳体部分104的通孔140中并且例如经由组装孔147中的螺纹在第二壳体部分106的对应组装孔147中被紧固。螺栓132确保第一壳体部分104和第二壳体部分106彼此机械地固定。另一个可能的选择是用螺母紧固螺栓132。在这种情况下，第二壳体部分106中的组装孔147完全穿过第二壳体部分106延伸，并且螺母在第二壳体部分的外侧被紧固。

在第二壳体部分106的组装孔147中的每个中布置有锥形引导套筒154。如在放大的图像中更清楚地看到的，锥形引导套筒154搁置在第二壳体部分106的组装孔147的上部210中的肩部209上。因此，锥形引导套筒154的外径大于肩部209下方的组装孔147的内径。

锥形引导套筒154包括锥形部212，该锥形部212与倾斜的互连平面155相截并进入第一壳体部分104的组装通孔140中。因此，锥形引导套筒与连接平面155相截意味着当壳体部分104、106被组装在一起时锥形引导套筒154到达第一壳体部分104中的对应组装孔中。从而，锥形引导套筒154的长度长于从第二壳体部分106的组装孔147中的肩部209到倾斜的连接平面155的距离。

锥形引导套筒154用于在第一壳体部分组装通孔140中产生其自己的压印座部(imprinted seat)。第一壳体部分中的各个压印座部提供壳体部分104和106的无间隙装配。在形成钻孔之后，当第一壳体部分104和第二壳体部分106被拆卸以安装轴承时，已经压印在第一壳体部分104上的锥形引导套筒154将壳体部分104和106一起引导，使得可以维持用于轴承的钻孔的圆度。

利用改进的圆度，可以至少部分地减轻由于轴承的变形而导致的现有技术系统中的碾磨噪声问题。

在此，第一壳体部分104和第二壳体部分106被示为用螺栓132安装在一起。在这种情况下，锥形引导套筒154的锥形部212压印在第一壳体部分104中的组装通孔140中的接触表面214上。从而锥形部212的外径大于组装通孔140的内径，使得锥形部212可以压印在第一壳体部分104的组装通孔140的接触表面214上。接触表面214可以包括肩部220以供锥形引导套筒压印在该肩部上。锥形引导套筒154被构造成在壳体组件102中形成钻孔之前在接触表面中压印。

因此，当壳体部分104和106第一次被组装在一起时，锥形引导套筒154压印在接触表面214上并产生其自己的座部。在壳体部分104和106组装在一起的该位置中，钻孔202和204可以通过例如打孔的机械加工形成。壳体部分104和106随后被分离并且轴承116和111被安装。随后，壳体部分104和106被安装在一起，由此锥形引导套筒154被构造成在接触表面214中找到它们的压印座部，由此找到壳体部分104和106的相同位置。以这种方式，尽管可能在壳体部分104、106之间造成剪切力的倾斜的接触平面，仍可以维持来自机械加工步骤的钻孔202和204的圆度。

锥形引导套筒的材料比至少接触表面214的材料硬。材料的硬度为使得锥形引导套筒可以至少压印在第一壳体部分上。优选地，壳体部分104和106以及锥形引导套筒154的材料是金属。例如，壳体部分的材料可以是铝并且锥形引导套筒可以由钢制成，尽管其它材料组合是可设想的。

在该当前描述的示例实施例中，锥形引导套筒154包括布置在第二壳体部分106的组装孔147的上部210中的直套筒部216。这允许便于锥形引导套筒154在组装孔147中的装配。

此外，在该当前描述的示例实施例中，第二壳体部分106中的组装孔是组装通孔，尽管这不是严格要求的。

图5是根据本发明的实施例的方法步骤的流程图，其将结合图4中所示的方法步骤的相应图示进行描述。

首先，在步骤S101中提供第一壳体部分304和第二壳体部分306。第一壳体部分304和第二壳体部分306适于在倾斜的连接平面处接合在一起。每个壳体部分包括适用于接收细长紧固元件的多个组装孔310、312，细长紧固元件适用于将第一壳体部分304和第二壳体部分306机械地保持在一起。第一壳体部分304中的组装孔310是通孔。

随后，在步骤S103中，锥形引导套筒314被安装在第二壳体部分306中的每个组装通孔312的上部中。锥形引导套筒314被安装搁置在相应的组装孔312的上部中的肩部上。锥形引导套筒314在被布置成搁置在肩部上时与倾斜的连接平面相截。

在步骤S105中，当锥形引导套筒314在组装通孔312中就位时，第一壳体部分304和第二壳体部分306使用细长紧固元件316紧固在一起，该细长紧固元件316在第一壳体部分304的组装通孔310中被紧固并穿过锥形引导套筒314布置。通过牢固地紧固细长紧固元件，锥形引导套筒314压印在第一壳体部分304的通孔中的接触表面上。

在步骤S107中，在第一壳体部分304和第二壳体部分306通过细长紧固元件316牢固地保持在一起的同时，在第一壳体部分304和第二壳体部分306中形成至少一个钻孔307。钻孔307形成为沿着其整个纵轴线与倾斜的连接平面相截。

另外，并且现在转向图6和图7，在步骤S202中松开细长紧固元件以将第一壳体部分304与第二壳体部分306分离。

在步骤S203中，在第一壳体部分304和第二壳体部分306被分离的同时，轴承320-323被安装在第一壳体部分304或第二壳体部分306中的任一个中的弧形钻孔部中，使钻孔的纵向轴线与由轴承提供的旋转轴线重合。

随后，在步骤S204中，使用在组装孔中紧固并穿过锥形引导套筒314布置的细长紧固元件316将第一壳体部分和第二壳体部分重新安装在一起，其中锥形引导套筒314通过第一壳体部分304中被压印的接触表面将第一壳体部分304引导到组装位置。

因此，第一和第二壳体部分首先被组装以形成整个壳体组件，但是没有用于布置轴承的钻孔。第一和第二壳体部分被牢固地紧固使得锥形引导套筒压印在第二壳体部分的组装孔中的接触表面上。接下来，形成钻孔。

根据本发明的车辆可以是在道路上操作的任何车辆，例如汽车、卡车、货车、公共汽车等。

尽管附图可能示出次序，但是各步骤的顺序可以与所描绘的顺序不同。而且，两个或更多步骤可以同时或部分同时地执行。这样的变型将取决于所选择的软件和硬件系统以及取决于设计者的选择。所有这样的变型都在本公开的范围内。

本领域技术人员认识到，本发明决不限于上述优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内许多修改和变型是可能的。例如，尽管本公开主要参考用于车辆的质量平衡系统，但是本发明的概念可应用于包括在倾斜的平面处连接的壳体部分并且受益于两个壳体部分的精确对准的任何设备。该设备可能来自汽车应用之外的技术领域。

在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可能满足权利要求中记载的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的仅有事实并不表明这些措施的组合不能用于获利。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims (15)

1.壳体组件(1；100)，其包括：

-彼此可分离并且适于在倾斜的连接平面(7；155)处安装在一起的第一壳体部分(3；104)和第二壳体部分(5；106)；

其中所述壳体组件通过以下方式可获得：

-将所述第一壳体部分和所述第二壳体部分安装在一起，使得布置在所述第一壳体部分或所述第二壳体部分中的一个的相应的组装孔中的至少一个锥形引导套筒(9；154)的锥形部(13；212)压印在所述第一壳体部分或所述第二壳体部分中的另一个的相应的组装通孔中的接触表面(15；214)上。

2.根据权利要求1所述的壳体组件，其中所述壳体组件进一步通过以下方式可获得：

-当所述第一壳体部分和所述第二壳体部分已经被安装在一起时，形成构造用于在将轴承布置在其中的至少一个钻孔(202，204)，其中，作为结果，所述第一壳体部分和所述第二壳体部分均包括相应的弧形钻孔部(112，113，118，119)。

3.根据权利要求2所述的壳体组件，其中所述连接平面在与包括纵向轴线的平面平行的平面中分割所述钻孔。

4.根据权利要求2和3中任一项所述的壳体组件，其中所述钻孔的纵向轴线完全位于所述连接平面中。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的壳体组件，其中所述第二壳体部分中的相应的组装孔中的所述接触表面包括肩部(220)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的壳体组件，其包括至少两个钻孔。

7.根据权利要求6所述的壳体组件，其中所述钻孔的纵向轴线是平行的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的壳体组件，其中将所述第一壳体部分和所述第二壳体部分安装在一起包括使用在所述组装通孔中被紧固的细长紧固元件将所述第一壳体部分和所述第二壳体部分紧固在一起(S105)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的壳体组件，其中所述锥形引导套筒包括直套筒部(216)和所述锥形部。

10.一种设备，其包括根据前述权利要求中任一项所述的壳体组件。

11.根据权利要求10所述的设备，其中所述设备是用于车辆的内燃机的质量平衡系统，所述质量平衡系统包括容纳在所述壳体组件中的轴承和轴组件。

12.用于制造构造成容纳轴承的壳体组件的方法，所述方法包括：

-提供(S101)适于在倾斜的连接平面处接合在一起的第一壳体部分和第二壳体部分；

-将至少一个锥形引导套筒(154)布置(S103)在所述第一壳体部分或所述第二壳体部分中的一个的相应的组装孔中，使得当所述锥形引导套筒的锥形部(212)被安装在所述组装孔中时与所述倾斜的连接平面相截，以及

-将所述第一壳体部分和所述第二壳体部分安装在一起(S105)，使得所述锥形引导套筒的锥形部压印在所述第一壳体部分和所述第二壳体部分中的另一个的相应的组装通孔中的接触表面(214)上。

13.根据权利要求12所述的方法，其包括：

-当所述第一壳体部分和所述第二壳体部分被安装在一起时在所述第一壳体部分和所述第二壳体部分中形成(S107)至少一个钻孔，由此在所述第一壳体部分和所述第二壳体部分中的每个中形成弧形钻孔部。

14.根据权利要求13所述的方法，其包括：

-将所述第一壳体部分与所述第二壳体部分分离(S202)；

-将轴承安装(S203)在所述第一壳体部分或所述第二部分中的任一个中的弧形钻孔部中，使所述钻孔的纵向轴线与由所述轴承提供的旋转轴线重合。

15.根据权利要求14所述的方法，其包括：

-使用在所述组装孔中被紧固并穿过所述锥形引导套筒布置的细长紧固元件将所述第一壳体部分和所述第二壳体部分重新安装在一起(S204)，其中所述引导套筒通过所述第一壳体部分中的被压印的接触表面而将所述第一壳体部分引导到组装位置。

Images