專利名稱：帶有整體脈沖環(huán)的曲軸減振器及其生產方法
技術領域：
本發(fā)明的領域本發(fā)明涉及曲軸減振器，以及更具體地說，涉及帶有整體的脈沖環(huán)的曲軸減振器及其生產方法。
本發(fā)明的背景往復式內燃發(fā)動機通常除了其它的零件外具有一個曲軸用于功率輸出。發(fā)動機的附屬部件被一個皮帶驅動，它連接至曲軸一端上的一個滑輪。在工作時，曲軸由于發(fā)動機的往復的本性而以各種模式振動。這種振動能夠有害地影響工作和長期的可靠性。
因此，粘彈性的減振器可以設置在曲軸滑輪內，以阻尼曲軸的振動。這種滑輪和粘彈性的減振器的組合可以簡稱為“曲軸阻尼器”。曲軸阻尼器通常包括一個內輪轂和一個外滑輪。外滑輪通常借助一個粘彈性的彈性體環(huán)連接至內輪轂。
在某些用途中，曲軸減振器可以包括一個脈沖環(huán)或定時齒輪用于發(fā)動機的點火定時。脈沖環(huán)在連接至發(fā)動機的一個傳感器的前面轉動。脈沖環(huán)通常具有一個間隙作為基準點，例如，用于指示一個氣缸的上死點(TDC)。此脈沖環(huán)通常連接至曲軸減振器的外滑輪。然而，由于輪轂至滑輪的振動和相對運動即使小，也使得借助彈性體環(huán)精確地探測脈沖環(huán)在外滑輪上的位置的可能性受到有害的影響。因此，對于非常精密的用途，脈沖環(huán)是連接至內輪轂，它隨后剛性地裝配到曲軸上。然而，現(xiàn)有技術的脈沖環(huán)，具有一個單獨的部件，它必須壓力配合，焊接或使用其它的器件連接至內輪轂。
現(xiàn)有的技術的代表是美國專利No.5,203,223(1993)toHimmeroeder，它公開一種由單獨的圓金屬板制造的冷變形齒輪?，F(xiàn)有的技術的代表還有美國專利No.5,966,996(1999)to Hamaekers，它公開一種圓形的機加工部件，由至少兩個金屬機加工的元件組成，它們被一個粘彈性層彼此分離，一個單獨生產的延伸片由一個機加工的元件伸出。
還有現(xiàn)有的技術的代表是Freudenberg NOK公司制造的一種曲軸減振器，它具有一個內輪轂和一個外環(huán)，借助一個彈性體環(huán)接合。一個脈沖環(huán)壓力配合進入內輪轂。
現(xiàn)有的技術的脈沖環(huán)不是與內輪轂制成整體，使得它需要由內輪轂或減振器拆卸。
這里需要的是一種曲軸減振器，具有一個整體的脈沖環(huán)。這里需要的是一種曲軸減振器，具有一具整體的脈沖環(huán)，而且此整體的脈沖環(huán)是旋壓形成在一個內輪轂上。本發(fā)明可以滿足這些需要。
本發(fā)明的概述本發(fā)明的目的是提供一種曲軸減振器，具有一個整體的脈沖環(huán)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種曲軸減振器，具有一個整體的脈沖環(huán)，而且此整體的脈沖環(huán)是施壓形成在一個內輪轂上。
本發(fā)明的其它方面將通過本發(fā)明的下列的說明和附圖指出或明確表達出來。
本發(fā)明包括一個改進的曲軸減振器，具有一個整體的脈沖環(huán)。此曲軸減振器包括一個內輪轂和一個外滑輪，并帶有一個彈性體連接元件位于它們之間。彈性體元件阻尼曲軸的振動。整體的脈沖環(huán)是借助旋壓形成一個板金屬毛坯而制成。
附圖的簡要說明這里列入的附圖組成本說明的一個部分，用于說明本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，以及與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理，其中

圖1是本發(fā)明的曲軸減振器的一個橫剖面圖。
圖2是本發(fā)明的曲軸減振器的一個橫剖面圖。
圖3是本發(fā)明的曲軸減振器的一個前立面圖。
圖4a，4b，4c，4d，4e，4f，4g是一個制造程序的半橫剖面圖，圖5a，5b，5c，5d是一個制造程序的半橫剖面圖。
圖6是本發(fā)明的減振器的一個橫剖面透視圖。
圖7a，7b，7c是具有一個封閉鏜孔的一個輪轂形成的橫剖面圖。
圖8a，8b，8c，8d，8e，8f，8g，8h，8i，8j是一個制造程序的半橫剖面圖。
圖9a，9b，9c是一個制造程序的半橫剖面圖。
優(yōu)選的實施例的詳細說明本發(fā)明的減振器的改進優(yōu)于現(xiàn)有的技術許多倍。本發(fā)明的減振器使用旋壓形成的整體的脈沖環(huán)與現(xiàn)有的技術中兩個分離的部件比較允許達到更好的定時精度。這樣顯著地改善了脈沖環(huán)同時在徑向上和在橫向上相對于內輪轂和滑輪的位置精度。這樣依次改進了確定曲軸位置的精度，用于定時的目的。再者，一個更精確的間隙尺寸用于保持連接元件能夠達到在位于環(huán)和滑輪之間；這是由于更好的振擺和同心性。本發(fā)明的阻尼也比現(xiàn)有技術結構更牢固。本發(fā)明的脈沖環(huán)不象在現(xiàn)有技術中那樣經受由內輪轂拆卸。在制造方面，本發(fā)明的減振器與現(xiàn)有的技術比較，零件數(shù)目較少和要求較少的裝配工作。由于本發(fā)明的減振器是旋壓形成的，脈沖環(huán)的質量優(yōu)于現(xiàn)有的技術制造的脈沖環(huán)。
圖1是本發(fā)明的曲軸減振器的一個橫剖面圖。本發(fā)明的曲軸減振器100是由金屬材料制成，包括一個內元件或內輪轂110和一個外元件或外環(huán)120。可彎曲的連接元件14配合在內輪轂110和外環(huán)120之間。在優(yōu)選的實施例中，連接元件14具有一個粘彈性的彈性體環(huán)。彈性體環(huán)可以包括，但不局限于SBR(丁苯橡膠)，NBR(丁腈橡膠)，HNBR(高腈橡膠)，EPDM(三元乙丙橡膠)，VAMAC(乙烯-丙烯酸共聚彈性體)，EVM彈性體，以及它們的摻和料。
內輪轂110包括中心輪轂10。中心輪轂10具有一個鏜孔11，其中插入一個曲軸(圖中未示出)。內輪轂110還包括一個腹板12，接近它形成界面環(huán)13。直線C-C是本發(fā)明的減振器的一條中心線，同時也是一條轉動軸線。C-C與曲軸的中心線對準(圖中未示出)。C-C還出現(xiàn)在圖2，圖4a-4g，圖5a-5d，圖8a-8j，9a-9c中。
脈沖環(huán)17與內輪轂110整體地旋壓形成。脈沖環(huán)17基本為垂直于本發(fā)明的減振器的轉動軸線C-C延伸。脈沖環(huán)17的一個外周邊具有小片或齒18。齒18由脈沖環(huán)17徑向地延伸。在工作中，當本發(fā)明的減振器在曲軸上轉動時，齒18被發(fā)動機上的一個傳感器探測(圖中未示出)，用于發(fā)動機點火定時。
外環(huán)120包括滑輪15。滑輪15借助連接元件14與內輪轂110接合。在本實施例中，外環(huán)120是用技術中已知的方式鑄造的。外界面環(huán)表面19，連接元件14以及滑輪內表面20可以具有任何適當?shù)男兔?，包括一個弧形曲線，表面19和表面20，以及連接元件14可以應使用者的要求具有其它的協(xié)作型面，包括節(jié)點和波紋。表面19和表面20另外具有一個基本為圓柱形狀，其中上述的型面協(xié)作地工作，見圖3?；?5包括一個皮帶支承表面16，具有一個多肋的型面。皮帶支承表面16也可以具有帶齒的型面或V皮帶型面。
腹板12的平面P1是由皮帶支承表面的平面P2-P2偏離距離D1。這種懸臂梁結構允許皮帶支承表面16向一個發(fā)動機凹陷，從而在發(fā)動機前面要求較小的凈空間。
圖2是本發(fā)明的曲軸減振器的一個橫剖面圖。包括滑輪25的外環(huán)130在本實施例中是用技術中已知的方式旋轉或旋壓形成的。皮帶支承表面26具有一個多肋的型面，以及是用旋轉或旋壓形成為滑輪25的外表面。皮帶支承表面16也可以具有一個帶齒的型面或V形皮帶型面。表面30與表面19協(xié)作。所有的其它部件與圖1所述的相同。
腹板12的平面P1由皮帶支承表面的平面P2-P2偏離距離D1。這種懸臂梁結構允許皮帶支承表面26向一個發(fā)動機凹陷，從而在發(fā)動機的前面要求較小的凈空間。
圖3是本發(fā)明的曲軸減振器的一個前立面圖。各齒18沿脈沖環(huán)17的一個周邊延伸。外環(huán)120借助元件14與內輪轂110接合。一個定時器件或齒18內的間隙30具有一個定時基準點在各齒18之間，它被一個傳感器探測(圖中未示出)。間隙30可以包括在各齒內的任何形式的不連續(xù)性，它能夠被一個傳感器探測。各齒18在型面16的一個外周邊外延伸。
圖4a，4b，4c，4d，4e，4f，4g是一個制造程序沿軸線C-C的半橫剖面圖。圖4a表示一個下料步驟。板金屬毛坯1000是用已知的方式沖壓或切割為一個圓形。隨后它安裝到一個轉動的心軸內。
圖4b示出用技術中已知的過程旋壓的封閉鏜孔的中心輪轂10，包括下列美國專利中公開的方法U.S patent No.5,987,952 toKutzscher et al，其全部內容列于此處供參考。
圖7a，7b，7c是具有一個封閉的或盲鏜孔的輪轂形成的橫剖面圖。參見圖7a，輪轂是借助旋壓被轉動心軸M支承的圓盤或毛坯1000而形成的。具有成形型面RA1的滾子RA在方向SR上徑向地向內移動，頂住毛坯1000的側面1010，從而移動毛坯1000的一部分64向內頂住心軸，以形成輪轂10。滾子RB在形成過程中保持毛坯1000的一個外周邊就位頂住心軸M。當心軸M轉動時，滾子RB在毛坯1000和心軸M上滾壓。圖7b示出在方向SR2上滾子RA的繼續(xù)前進，從而移動部分64向內接近心軸桿MP。圖7c示出完全形成的輪轂10。在圖7c內，所示的滾子RC施加最終的形狀的頂輪轂10。滾子RC具有與滾子RA不相同的成形型面RC1，以便正確地形成最終的輪轂10的圓筒形。
鏜孔11是盲孔或封閉的鏜孔，其直徑D1大于直徑D2，見圖1。一個緊固件(圖中未示出)比如一個螺栓可以隨后插入孔11a，以固定本發(fā)明的減振器至一個軸(圖中未示出)。本發(fā)明的減振器也可以代替地使用一個設有盲鏜孔的輪轂，而使用一個鍵以固定減振器至一個曲軸(圖中未示出)。固定減振器至一個軸的上述的方法有意地作為實例，以及不意味限制減振器可以固定至一個軸的方式。
圖4c示出界面環(huán)13和脈沖環(huán)17的形成。這個過程還在圖5a至5d說明。
圖4d示出在已形成的表面上用技術上已知的方式進行的機加工。橡膠的界面表面19是機加工至一個預定的表面處理，以便與彈性體元件14正確地接合。一個適當?shù)谋砻嫣幚硪部梢越柚阎倪^程施加，比如借助涂漆或涂覆環(huán)氧。
圖4e示出穿孔步驟。齒18和腹板開口27，見圖3，是借助穿孔形成的。穿孔包括任何已知的沖壓過程，借助它由內輪轂110清除金屬以形成腹板開口27，以及由脈沖環(huán)17清除金屬以形成齒18。齒18也可以用已知的方式旋轉或旋壓形成。
圖4f示出使用連接元件彈性體環(huán)14將外環(huán)120接合至界面環(huán)13。在此步驟中，外環(huán)120和內輪轂110保持在相對固定的位置。元件14隨后壓入環(huán)120和輪轂110之間。元件14在內輪轂和外環(huán)之間處于某種壓縮狀態(tài)，其范圍為約＞0％至約50％的厚度壓縮，以便使元件14與外環(huán)120和內輪轂110接合。一種粘接劑可以用已知的方式使用，以便固定元件14在內輪轂110和外環(huán)120之間。
圖4g示出最終的機加工步驟，用技術中已知的一種方式完成中心輪轂10。它可以包括借助機加工、涂漆或涂覆涂層施加一個預定的表面處理。
圖5a，5b，5c，5d是一個制造過程沿軸線C-C的半橫剖面圖。圖4b內所示的形狀繼續(xù)被一個滾子R1形成，它具有成形型面RP1，在方向DR1上徑向地向內移動，以形成毛坯1000的一個集合部分1050。集合部分1050集聚頂住心軸段M1和M2。集合部分1050隨后被具有滾壓型面RP2和在方向DR2上徑向地向內移動的滾子R2分裂，而部分1050同時地展開以形成瓣片1060，見圖5b。瓣片1060集合頂住心軸段M2。隨后，瓣片1060被在方向DR3和隨后在方向DR4上移動的滾子R3延伸。具有滾壓型面RP3的滾子R3繼續(xù)形成瓣片1060成為界面環(huán)1300和脈沖環(huán)1700的大致的形狀，頂住心軸段MR2，見圖5c。瓣片1060的內表面1301在圖5c的延伸步驟中被一個心軸段MR2支承。之后，最終的延伸形成使用具有滾壓型面RP4的滾子R4以給出界面環(huán)13和脈沖環(huán)17的最終形狀，見圖4d。滾子R4在方向DR5上移動以便形成脈沖環(huán)17用的一個平表面1701，從而形成環(huán)17的最終的徑向延伸元件的形狀，見圖5d。
圖6是本發(fā)明的減振器的內輪轂的橫剖面透視圖。內輪轂110包括中心輪轂10。中心輪轂10具有鏜孔11，一個曲軸可以插入其中(圖中未示出)。內輪轂110還具有腹板12，界面環(huán)13形成在其上。脈沖環(huán)17是與內輪轂110整體地形成的，如這里所述。脈沖環(huán)17的一個外周邊具有小片或齒18。在工作時，齒18和間隙30被一個發(fā)動機上的一個傳感器探測(圖中未示出)。
圖8a，8b，8c，8d，8e，8f，8g，8h，8i，8j是一個制造程序沿軸線C-C的半橫剖面圖。圖8a表示一個下料步驟。板金屬毛坯2000是用已知的方式沖壓或切割為一個圓形。隨后它安裝到一個轉動的心軸內。
圖8b示出用技術中已知的過程旋壓的封閉鏜孔的中心輪轂10，包括下列美國專利中公開的方法U.S patent No.5,987,952 tokutzscher et al，其全部內容列于此處供參考。圖7a，7b，7c是具有一個封閉的或盲鏜孔的一個輪轂的形成的橫剖面圖，如在這里另一處所述。
圖8c示出局部形成盤的壓制形成。偏移部分2001是用已知的過程壓入減振器腹板12。
圖8d，8e和8f示出界面環(huán)13和脈沖環(huán)17的形成，以及更充分地說明見圖9a，9b和9c。
圖8g示出按照技術已知在已形成的表面上進行的機加工。橡膠的界面表面19機加工用于與彈性體元件14正確的接合。一個預定的表面處理可以借助已知的過程施加，比如借助涂漆或涂覆環(huán)氧。
圖8h示出穿孔步驟，齒18和腹板開口27，見圖3，是借助穿孔形成的。穿孔包括任何已知的沖壓過程，借助它由內輪轂110清除金屬以形成腹板開口27，以及由脈沖環(huán)17清除金屬形成齒18。齒18也可以用已知的方式旋轉形成。
圖8i示出使用連接元件彈性體環(huán)14將外環(huán)120接合至界面環(huán)13。在此步驟中，外環(huán)120和內輪轂110保持在相對固定的位置。元件14隨后壓入環(huán)120和輪轂110之間。元件14在內輪轂和外環(huán)之間處于某種壓縮狀態(tài)，其范圍為約＞0％至約50％，以便使外環(huán)120和內輪轂110接合。一種粘接劑可以用已知的方式使用，以便固定元件14在內輪轂110和外環(huán)120之間。
圖8j示出最終的機加工步驟，用技術中已知的一種方式完成中心輪轂10。它可以包括借助機加工或借助涂漆施加一個適當?shù)谋砻嫣幚怼?br> 圖9a，9b，9c是一個制造過程的半橫剖面圖。圖8c所示的減振器毛坯2000是夾持在轉動的心軸段M3和M4之間。圖8c所示的形狀使用具有成形型面RP5的滾子R5繼續(xù)形成，在方向DR6上基本為徑向地向內移動，以形成毛坯2000的一個半徑部分2002。弧形的半徑部分2002是借助滾子R5的作用頂住心軸段M4形成的。半徑部分2002隨后用具有滾壓型面RP5的滾子R5延伸，在方向DR7上基本為徑向地向外移動，以形成脈沖環(huán)17的一個大致的形狀。參見圖9b，滾子R5在方向DR8上移動，繼續(xù)完成脈沖環(huán)17和界面環(huán)13的大致的形狀2003，頂住心軸段MR3和M4。在圖9c中，具有滾壓型面RP6的滾子R6在方向DR9上基本為徑向地向內移動，以繼續(xù)壓平脈沖環(huán)17，以給出最終的形狀至界面環(huán)13，以及尤其是表面19，見圖8g。
在此代替的實施例中，偏移部分2001在一個位置接合界面環(huán)，它基本為與一個皮帶支承表面16和26定中心和徑向地對準，見圖1，2，8i和8j。這樣可用于說明使用本方法的可能的多樣性，以相對于一個減振器腹板定位一個皮帶支承表面。這樣依次地允許使用者設計一種旋壓形成的減振器，以優(yōu)化在一個發(fā)動機艙內有用空間的使用。
雖然這里已說明本發(fā)明的一種單獨的形式，對于技術熟練人員可以理解，在不脫離這里所述的本發(fā)明的精神和范圍的條件下，各種改變可以列入結構和相關的部件中。
權利要求
1.一種減振器，它包括一個內元件，具有一個外部的基本為圓柱形表面；一個外元件，具有一個內部的基本為圓柱形表面；內元件的外表面和外元件的內表面是借助一個可彎曲的連接元件接合的；內元件還包括一個整體的徑向延伸的元件，整體的徑向延伸的元件具有多個有間距的小片，沿著內元件的一個周邊延伸。
2.按照權利要求1的減振器，其特征在于，內元件還包括一個輪轂，用于接合一個軸。
3.按照權利要求2的減振器，其特征在于，外元件還包括一個具有一個型面的皮帶支承表面。
4.按照權利要求3的減振器，其特征在于，皮帶支承表面還包括一個多肋的型面。
5.按照權利要求2的減振器，其特征在于，輪轂還具有一個鏜孔，用于接合一個軸。
6.按照權利要求1的減振器，其特征在于，可彎曲的連接元件包括一種彈性體材料。
7.按照權利要求1的減振器，它還包括一個不連續(xù)性結構，供一個傳感器探測。
8.按照權利要求7的減振器，其特征在于，所述不連續(xù)性結構具有一個間隙在相鄰的小片之間。
9.一種曲軸減振器的形成方法，它包括借助旋轉支承在一個轉動心軸內的一個第一圓盤形成一個第一環(huán)，移動一個第一滾子徑向地向內頂住第一圓盤的一個側面，移動第一圓盤的一部分向內頂住一個心軸，以形成一個輪轂，壓迫一個第二滾子徑向地向內，頂住第一圓盤的邊緣，從而使第一圓盤的一個集合部分形成，借助一個滾子的向內的徑向移動分離集合部分，而同時由集合部分形成一個瓣片，在徑向方向上借助一個第二滾子的向外的徑向移動延伸瓣片，而同時支承集合部分的一部分，從而同時形成一個徑向延伸的元件，基本為垂直于第一環(huán)的轉動軸線；形成多個小片，沿著徑向延伸元件的一個周邊延伸；借助旋轉支承在一個轉動心軸內的第二圓盤形成一個第二環(huán)，移動一個第一滾子徑向地向內頂住一個第二圓盤的邊緣，從而使第二圓盤的一個集合部分形成，壓迫一個具有型面的滾子頂住集合的材料，從而使一個型面形成在第二環(huán)的外表面；以及借助可彎曲的連接元件在第一環(huán)和第二環(huán)之間的接合連接第一環(huán)至第二環(huán)。
10.按照權利要求9的方法，其特征在于，連接元件包括一種彈性體材料。
11.按照權利要求9的方法，它還包括在第一環(huán)外表面內形成一個型面和在第二環(huán)內表面內形成一個型面以便與第一環(huán)外表面型面協(xié)作。
12.按照權利要求10的方法，它包括在第二環(huán)外表面內形成一個多肋的型面。
13.按照權利要求9的方法，它包括沖壓以形成小片。
14.按照權利要求9的方法，它包括在小片內形成一個間隙。
全文摘要
本發(fā)明提供一個曲軸減振器(100)，它具有一個脈沖環(huán)(17)。曲軸減振器包括一個內輪轂(110)和一個外滑輪(15)，并且?guī)в幸粋€彈性體的連接元件(14)位于它們之間。彈性體環(huán)阻尼曲軸的振動。整體的脈沖環(huán)是借助旋壓形成一個板金屬毛坯而制造為內輪轂的一部分。
文檔編號F16F15/10GK1592823SQ02815274
公開日2005年3月9日 申請日期2002年7月30日 優(yōu)先權日2001年8月3日
發(fā)明者葉海亞·霍賈特, 馬克·卡達雷特, 約翰·羅斯, 唐威爾遜 申請人:蓋茨公司