扭矩传递机构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于内燃机的扭矩传递机构(A)，适于从起动电机向内燃机的曲轴(4)传递起动扭矩，包括：传递起动扭矩的环形齿轮(2)；设置在环形齿轮(2)和曲轴(4)之间的单向离合器(8)；轴承(6)，包括与齿轮环(2)旋转连接的第一环(7)和与曲轴(4)旋转连接的第二环(62)；以及用于旋转连接曲轴(4)与单向离合器(8)的前板(10)。通过沿着平行于轴承(6)的第二环(62)的中心轴线(X-X’)的方向(F1)进行焊接，所述前板(10)经由轴承(6)的第二环(62)与曲轴(4)旋转连接。
【专利说明】扭矩传递机构
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于内燃机的扭矩传递机构。
【背景技术】
[0002]在用于内燃机的起动电动机的扭矩传递机构上，机构经常包括前板，其形成单向离合器的外座圈且与内燃机的曲轴旋转连接。此机构通常包括轴承装置，所述轴承装置包括与前板和曲轴旋转连接的内环。已知的技术通过在曲轴上设置肩部将轴承的内环装接到前板，使得轴承的内环止挡在所述肩部和前板之间。此技术是不能令人满意的。
[0003]扭矩传递机构的润滑剂可能通过前板和机构的部件之间的孔泄漏。已知的技术不能解决此问题并接受一些润滑剂泄漏，或简单地增加密封垫圈。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种新的用于内燃机的扭矩传递机构，其中轴承的内环与前板的连接更好地进行，且机构的密封性相对于先前技术有改善。
[0005]为此目的，本发明涉及一种用于内燃机的扭矩传递机构，适于从起动电机向内燃机的曲轴传递起动扭矩，所述扭矩传递机构包括:传递起动扭矩的环形齿轮；设置在环形齿轮和曲轴之间的单向离合器；轴承，包括与齿轮环旋转连接的第一环和与曲轴旋转连接的第二环；以及用于旋转连接曲轴与单向离合器的前板。该扭矩传递机构的特征在于，所述前板通过沿着平行于轴承的第二环的中心轴线的方向进行焊接，经由轴承的第二环与曲轴旋转连接。
[0006]由于本发明，利用简单和快速的工艺，轴承的内环被装接到前板，其不需要对零部件的几何形状做显著的改变。
[0007]根据本发明的有利但非必须的其他方面，这种扭矩传递机构可以结合有一个或几个下列特征:
[0008]-前板通过激光焊接焊接到轴承的第二环。
[0009]-前板包括中心轴向壁，该中心轴向壁适于轴向抵靠轴承的第二环的轴向侧表面，以及所述前板的中心壁的、面对轴承的第二环的所述侧表面的底表面通过前板的中心壁被焊接到第二环的侧表面。
[0010]-前板的中心壁包括与焊接方向对齐的圆形凹口。
[0011]-前板沿着轴承的第二环的整个圆周被焊接到轴承的第二环。
[0012]-机构包括装设于适于配装曲轴的、轴承的第二环的内表面的槽内的复曲面密封垫圈，所述复曲面密封垫圈抵靠曲轴的外表面。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]本发明将参照作为示例性实例的附图予以说明，其中:
[0014]图1是根据本发明第一实施例的扭矩传递机构的前视图；
[0015]图2是沿着平面I1-1I截取的、图1扭矩传递机构的上半部分的放大剖面视图；
[0016]图3是图2上的细节III的放大视图；
[0017]图4是图3上的细节IV的放大视图；
[0018]图5是属于图1的扭矩传递机构的单向离合器的局部剖面前视图；
[0019]图6是图5的单向离合器的沿着平面V1-VI截取的剖面视图；
[0020]图7是图5上的细节VII的放大视图；
[0021]图8是根据本发明第二实施例的扭矩传递机构的、类似于图2的放大视图。
具体实施例
[0022]图示于图1到7中的扭矩传递机构A包括环形齿轮2，其被未示出的起动电机的未示出的小齿轮驱动。环形齿轮2相对于未示出的内燃机的曲轴4是可旋转的。为了简单清楚，轴4仅在图3和4上以点划线示出。环形齿轮2相对于曲轴4的旋转通过滚动轴承6而被容许，滚动轴承6包括适于装设曲轴4以及与曲轴4旋转连接的内环62 ;外环，包括在管状部分7的内表面70上形成的两滚道70a，管状部分7与环形齿轮2旋转连接；以及位于内环62和滚道70a之间的滚动元件，例如滚珠66。
[0023]扭矩传递机构A还包括单向离合器8，单向离合器8包括由管状部分7的外表面72形成的内环、外环84和安装在位于内环82和外表面72之间的保持架88内的楔块86。
[0024]管状部分7与环形齿轮2旋转连接，使得起动电机传递的起动扭矩经由环形齿轮2传送到管状部分7。单向离合器8的内环和滚动轴承6的外环由管状部分7形成，其是一体的。这允许减少扭矩传递机构A的零部件的数量以及它的制造方法的组装步骤的数量。管状部分7可以用标准的轴承环磨削工艺制造，其显著地使其制造容易。
[0025]外环84由于前板10旋转而与曲轴4旋转连接。前板10包括抵靠外环84的径向内表面840安装的外圆形边缘101。
[0026]前板10在面对轴承6的内表面103上包括内环62安装其中的圆柱形凹口 105。如图3呈现的，内环62的侧表面620抵靠凹口 105的底部106，而内环62的外圆柱形表面622抵靠凹口 105安装。底部106限定了前板10的中心壁102。
[0027]前板10在底部106和侧表面620之间的界面处被焊接到内环62。通过沿着箭头Fl所示的方向将内环62焊接到前板10，内环62与曲轴4旋转连接，箭头Fl所示的方向平行于内环62的中心轴线X-X’，也对应于扭矩传递机构A的旋转轴线。前板10通过螺钉或螺栓被装接到曲轴4的端部。可替换地，前板10也可压接到内环62上，或前板10可以用诸如弹性环等紧固装置以可拆方式组装到内环62上。
[0028]在前板10的与内表面103相对的外表面107上，前板10包括环形凹口 107a，其形成与焊接方向Fl对齐的腔，如图3的截面图所示。前板10在环形凹口 107a的一些点上被焊接到内环62，使得在外表面107上不形成由于焊接导致的隆起。这允许直接抵靠外表面107安装其他装置或者辅助装备，且改善扭矩传递机构A的轴向紧凑度。
[0029]内表面103通过中心壁102通过激光焊接被焊接到侧表面620。优选地，前板10沿着内环62的整个圆周被焊接到内环62。这提供了防止可能发生的从内燃机经由曲轴4的漏油的紧密的密封。
[0030]内环62包括内圆柱形表面624，其上形成有槽624a。复曲面密封垫圈(toricsealing gasket)626容纳于槽624a中，以便它抵靠曲轴4的外围表面40。密封垫圈626连同前板10和内环62之间的焊接提供进一步的密封。
[0031]外环84利用下述工艺制造:外环84首先通过软机械加工,例如通过锻造,制成为由渗碳钢制成的锻造金属部件，渗碳钢包括相对低的当量碳含量，也即取值为0.7的最大当量碳含量。然后外环84经过渗碳步骤。此操作在于富集碳于外环84的一些表面，使得外环84的一些表面区域包含更高量的碳。在进一步的步骤中，外环84在已添加碳的表面上硬化处理，以硬化这些表面。硬化步骤可以由奥氏体化、淬火和回火组成。在进一步的步骤中，外环84进行硬机械加工，例如磨或硬车削，使得楔块86适于与之协作的外环84的内表面842具有正确的几何特性。
[0032]在进一步的步骤中，前板10在冲压制造工艺中由标准的低当量碳含量钢制成，因为它除了适于焊接之外不需要特殊的性能。在最终的步骤中，前板10和外环84进行组装。外环84和前板10优选地通过将表面840和101焊接在一起和/或通过将外环84的轴向表面844焊接到前板10的轴向表面102而彼此焊接。
[0033]可替换地，前板10也可压接到外环84上，或前板10可以用诸如弹性环等紧固装置以可拆方式组装到外环84。
[0034]根据本发明的一未示出的实施例，前板10也可以通过粘贴、粘接、压配合安装或设置在前板10和外环84上的协作花键组装到外环84。
[0035]外环84优选地通过真空渗碳进行碳富集。这可防止碳被添加到不需要的部位，例如必须适于焊接并因此不含太高量碳的表面840和844上。
[0036]根据本发明的可选择方面，外环84通过专用的渗碳钢管的各切断部分获得。在管形式的专用的钢原料进行软机械加工和表面渗碳之后，以及在硬化步骤之前或之后，管通过软或硬切断被分段，每个纵向部分形成环84。由于在切断步骤之后各环的轴向表面互相面对，渗碳没有在轴向表面上加碳。这允许不在可能进行焊接的不需要的表面上添加碳。
[0037]根据本发明的可替换的方面，外环84可通过空气渗碳被富集碳。在这种情况下，在外环84的渗碳和硬化之间实施另一个步骤。这个步骤在于机械加工外环84以除去不需要碳的表面上的碳。
[0038]作为可选择的方面，不需要碳富集的表面可以在渗碳之前进行涂漆，使得这些表面不接收碳且保持适合于焊接。在这种情况下，在硬化后例如通过振动将漆去除。
[0039]楔块86被安装在保持架88内，使得它们能相对于保持架88绕旋转轴线X86转动，旋转轴线X86基本上平行于轴线X-X’。每个楔块86被插置在保持架88的孔881中。每个楔块86包括与外环84的内表面842协作的第一凸轮表面861，和与管状部分7的外表面72协作的第二凸轮表面863。凸轮表面861和863具有圆形形状且基本上相对于轴线X86和保持架88相对。
[0040]每个楔块86的第一凸轮表面861通过固定于保持架88的板簧90被推压抵靠内表面842。每个板簧90施加弹力，该弹力倾向于绕轴线X86旋转相应的楔块86，使得第一凸轮表面861保持与内表面842接触。
[0041]凸轮表面861和863以这种方式设计，使得当起动扭矩被传递到环形齿轮2且当管状部分7在图7的箭头Rl方向上旋转时，起动扭矩经楔块86被传递到外环84，以驱动曲轴4并起动内燃机。当内燃机达到它的额定旋转速度范围时，曲轴4的旋转速度变得超过齿轮环2的旋转速度，导致外环84和管状部分7以不同的旋转速度旋转。外环84开始在图7箭头R2的方向上相对于管状部分7旋转。这引起楔块86在箭头R3的方向上绕轴线X86旋转。第二凸轮表面863在外表面72上滑动，使得扭矩不经由楔块86从外环84传递到管状部分7。这阻止了环形齿轮2以太高的旋转速度旋转且避免了起动电机的损坏。
[0042]由于单向离合器8只包括一个保持架88，楔块86绕轴线X86的旋转可能性使得在外环84的旋转作用下，第二凸轮表面863可失去与外表面72的接触。与先前技术的扭矩传递机构比较，这允许减少单向离合器8内的摩擦。而且，这允许减少扭矩传递机构A集成其中的车辆的燃料消耗。
[0043]环形齿轮2包括齿轮侧部分20，起动扭矩从起动电机经齿轮啮合被传递到齿轮侧部分20上。环形齿轮2还包括齿轮侧部分20安装其上的凸缘22。凸缘22包括位于轴线X-X’ 一侧且被固定到管状部分7的内边缘220。
[0044]管状部分7包括限定轴向表面74和圆柱表面76的肩部，凸缘22的内边缘220抵靠所述表面安装。
[0045]可替换地，凸缘22也可压装到管状部分7上。凸缘22也可以用诸如弹性环等紧固装置以可拆方式组装到管状部分7。
[0046]凸缘22接合形成单向离合器8内环的管状部分7这一事实，允许分别地通过冲压制造凸缘22以及通过近乎标准的轴承环制造工艺制造管状部分7。
[0047]根据未示出的实施例，单向离合器8的内环和轴承6的外环可以形成为分离的各部分。在这种情况下，单向离合器8的内环的制造可以标转化，其更简化了扭矩传递机构A的制造工艺。
[0048]外环84包括外表面848，其面对凸缘22的内圆柱形表面222。外环84还包括轴向表面850，其沿着轴线X-X’面对凸缘22的内部分221。在表面848和850之间，外环84包括斜切表面852，其朝着前板10背离轴线X-X’。
[0049]内部分221包括至少一个润滑孔224，其允许来自内燃机的润滑油进入单向离合器并润滑之，如在图3上箭头F2所示。为了密封扭矩传递机构使得没有润滑剂能于外表面848和内表面222之间到达外面，密封垫圈13被安装在这两表面之间。然而，由于外表面848的直径相对大，由于齿轮环2和外环84之间的相对旋转导致的高线性速度，密封垫圈13的密封唇131之间的摩擦可能非常高。由于斜切表面852，从润滑孔224来的润滑剂被沿着箭头F3驱动到密封唇131的附近，使得密封垫圈13由于摩擦的加热被减少且不会损坏密封垫圈13。
[0050]表面850和852之间的交汇点处于离开轴线X_X’的距离Dl处。另一方面，润滑孔224的边缘224a处于离开轴线X_X’的距离D2处。距离Dl小于距离D2，使得润滑孔224部分地与斜切表面852轴向对齐并使得润滑剂流穿过润滑孔224直接到达斜切表面852，且沿着该表面朝着密封垫圈13。
[0051]本发明的第二实施例示出在图8。在这个实施例中，相似于第一实施例的元件具有相同的标号，且以同种方式工作。仅仅相对于第一实施例不同的地方在此后被详细描述。
[0052]在这实施例中，凸缘22和齿轮侧部分20制成为单件。在这种情况下，凸缘22是一单件且因此可以以低花费制造，由于它不需要组装和焊接操作来装接凸缘和独立的环形齿轮。这种单件凸缘22也轻于先前技术的装置。
[0053]在图8的实施例中，在齿轮侧部分20和内表面222之间延伸的部分上，凸缘22包括截头圆锥形加劲部分24，其允许增加凸缘22抵抗变形的机械抗性。
[0054]虽然仅在图8中示出，其也能够适用于第一实施例，扭矩传递机构A包括设置在内燃机的壳H与凸缘22的外表面226之间的密封垫圈15。密封垫圈15相对于密封垫圈13位于齿轮环2—侧。
[0055]截头圆锥形部分24允许形成轴向空间，该轴向空间容许沿着轴线X-X’相对于彼此将密封垫圈13和15错移开。密封垫圈13和15各自安装到凸缘22的具有不同外径的管状部分上，使得密封垫圈13和15的整体的径向尺寸小于从先前技术例如US-A-2008/121202通常所知的、密封垫圈13和15径向梯级状排布的情形。这改善了扭矩传递机构A的中心部分的径向紧凑度。
[0056]前述实施例的特征和变型能在本发明的范围内结合。
【权利要求】
1.一种用于内燃机的扭矩传递机构(A)，适于从起动电机向内燃机的曲轴(4)传递起动扭矩，所述扭矩传递机构(A)包括: -传递起动扭矩的环形齿轮(2)， -设置在环形齿轮⑵和曲轴⑷之间的单向离合器(8)， -轴承出)，包括与齿轮环(2)旋转连接的第一环(7)和与曲轴(4)旋转连接的第二环(62)， -用于旋转连接曲轴⑷与单向离合器⑶的前板(10)， 其中，通过沿着平行于轴承(6)的第二环(62)的中心轴线(X-X’)的方向(Fl)进行焊接，所述前板(10)经由轴承(6)的第二环(62)与曲轴(4)旋转连接。
2.根据权利要求1所述的扭矩传递机构，其中，前板(10)通过激光焊接焊接到轴承(6)的第二环(62)。
3.根据权利要求1所述的扭矩传递机构，其中，前板(10)包括中心轴向壁(102)，该中心轴向壁适于轴向抵靠轴承￠)的第二环￠2)的轴向侧表面，以及其中所述前板(10)的中心壁(102)的、面对轴承￠)的第二环￠2)的所述侧表面￠20)的底表面(106)通过前板(10)的中心壁(102)被焊接到第二环(62)的侧表面(620)。
4.根据权利要求3所述的扭矩传递机构，其中，前板(10)的中心壁(102)包括与焊接方向(Fl)对齐的环形凹口(107a)。
5.根据权利要求1所述的扭矩传递机构，其中，前板(10)沿着轴承￠)的第二环(62)的整个圆周被焊接到轴承(6)的第二环(62)。
6.根据权利要求1所述的扭矩传递机构，其中，它包括装设于适于配装曲轴(4)的、轴承(6)的第二环(62)的内表面(624)的槽(624a)内的复曲面密封垫圈(626)，所述复曲面密封垫圈(626)抵靠曲轴(4)的外表面(40)。
【文档编号】F02N15/02GK104279110SQ201410324161
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2013年7月9日
【发明者】C.钱邦尼奥, N.伯鲁特, F.钱帕洛, P.里鲍尔特, Y-A.利夫拉托, R.科比特, N.休恩 申请人:Skf公司