带有整体脉冲环的曲轴减振器及其生产方法 本发明的领域
本发明涉及曲轴减振器，以及更具体地说，涉及带有整体的脉冲环的曲轴减振器及其生产方法。
本发明的背景
往复式内燃发动机通常除了其它的零件外具有一个曲轴用于功率输出。发动机的附属部件被一个皮带驱动，它连接至曲轴一端上的一个滑轮。在工作时，曲轴由于发动机的往复的本性而以各种模式振动。这种振动能够有害地影响工作和长期的可靠性。
因此，粘弹性的减振器可以设置在曲轴滑轮内，以阻尼曲轴的振动。这种滑轮和粘弹性的减振器的组合可以简称为“曲轴阻尼器”。曲轴阻尼器通常包括一个内轮毂和一个外滑轮。外滑轮通常借助一个粘弹性的弹性体环连接至内轮毂。
在某些用途中，曲轴减振器可以包括一个脉冲环或定时齿轮用于发动机的点火定时。脉冲环在连接至发动机的一个传感器的前面转动。脉冲环通常具有一个间隙作为基准点，例如，用于指示一个气缸的上死点(TDC)。此脉冲环通常连接至曲轴减振器地外滑轮。然而，由于轮毂至滑轮的振动和相对运动即使小，也使得借助弹性体环精确地探测脉冲环在外滑轮上的位置的可能性受到有害的影响。因此，对于非常精密的用途，脉冲环是连接至内轮毂，它随后刚性地装配到曲轴上。然而，现有技术的脉冲环，具有一个单独的部件，它必须压力配合，焊接或使用其它的器件连接至内轮毂。
现有的技术的代表是美国专利No.5,203,223(1993)toHimmeroeder，它公开一种由单独的圆金属板制造的冷变形齿轮。现有的技术的代表还有美国专利No.5,966,996(1999)to Hamaekers，它公开一种圆形的机加工部件，由至少两个金属机加工的元件组成，它们被一个粘弹性层彼此分离，一个单独生产的延伸片由一个机加工的元件伸出。
还有现有的技术的代表是Freudenberg NOK公司制造的一种曲轴减振器，它具有一个内轮毂和一个外环，借助一个弹性体环接合。一个脉冲环压力配合进入内轮毂。
现有的技术的脉冲环不是与内轮毂制成整体，使得它需要由内轮毂或减振器拆卸。
这里需要的是一种曲轴减振器，具有一个整体的脉冲环。这里需要的是一种曲轴减振器，具有一具整体的脉冲环，而且此整体的脉冲环是旋压形成在一个内轮毂上。本发明可以满足这些需要。
本发明的概述
本发明的目的是提供一种曲轴减振器，具有一个整体的脉冲环。
本发明的另一目的是提供一种曲轴减振器，具有一个整体的脉冲环，而且此整体的脉冲环是施压形成在一个内轮毂上。
本发明的其它方面将通过本发明的下列的说明和附图指出或明确表达出来。
本发明包括一个改进的曲轴减振器，具有一个整体的脉冲环。此曲轴减振器包括一个内轮毂和一个外滑轮，并带有一个弹性体连接元件位于它们之间。弹性体元件阻尼曲轴的振动。整体的脉冲环是借助旋压形成一个板金属毛坯而制成。
附图的简要说明
这里列入的附图组成本说明的一个部分，用于说明本发明的优选的实施例，以及与说明书一起用于解释本发明的原理，其中：
图1是本发明的曲轴减振器的一个横剖面图。
图2是本发明的曲轴减振器的一个横剖面图。
图3是本发明的曲轴减振器的一个前立面图。
图4a，4b，4c，4d，4e，4f，4g是一个制造程序的半横剖面图，
图5a，5b，5c，5d是一个制造程序的半横剖面图。
图6是本发明的减振器的一个横剖面透视图。
图7a，7b，7c是具有一个封闭镗孔的一个轮毂形成的横剖面图。
图8a，8b，8c，8d，8e，8f，8g，8h，8i，8j是一个制造程序的半横剖面图。
图9a，9b，9c是一个制造程序的半横剖面图。
优选的实施例的详细说明
本发明的减振器的改进优于现有的技术许多倍。本发明的减振器使用旋压形成的整体的脉冲环与现有的技术中两个分离的部件比较允许达到更好的定时精度。这样显著地改善了脉冲环同时在径向上和在横向上相对于内轮毂和滑轮的位置精度。这样依次改进了确定曲轴位置的精度，用于定时的目的。再者，一个更精确的间隙尺寸用于保持连接元件能够达到在位于环和滑轮之间；这是由于更好的振摆和同心性。本发明的阻尼也比现有技术结构更牢固。本发明的脉冲环不象在现有技术中那样经受由内轮毂拆卸。在制造方面，本发明的减振器与现有的技术比较，零件数目较少和要求较少的装配工作。由于本发明的减振器是旋压形成的，脉冲环的质量优于现有的技术制造的脉冲环。
图1是本发明的曲轴减振器的一个横剖面图。本发明的曲轴减振器100是由金属材料制成，包括一个内元件或内轮毂110和一个外元件或外环120。可弯曲的连接元件14配合在内轮毂110和外环120之间。在优选的实施例中，连接元件14具有一个粘弹性的弹性体环。弹性体环可以包括，但不局限于SBR(丁苯橡胶)，NBR(丁腈橡胶)，HNBR(高腈橡胶)，EPDM(三元乙丙橡胶)，VAMAC(乙烯-丙烯酸共聚弹性体)，EVM弹性体，以及它们的掺和料。
内轮毂110包括中心轮毂10。中心轮毂10具有一个镗孔11，其中插入一个曲轴(图中未示出)。内轮毂110还包括一个腹板12，接近它形成界面环13。直线C-C是本发明的减振器的一条中心线，同时也是一条转动轴线。C-C与曲轴的中心线对准(图中未示出)。C-C还出现在图2，图4a-4g，图5a-5d，图8a-8j，9a-9c中。
脉冲环17与内轮毂110整体地旋压形成。脉冲环17基本为垂直于本发明的减振器的转动轴线C-C延伸。脉冲环17的一个外周边具有小片或齿18。齿18由脉冲环17径向地延伸。在工作中，当本发明的减振器在曲轴上转动时，齿18被发动机上的一个传感器探测(图中未示出)，用于发动机点火定时。
外环120包括滑轮15。滑轮15借助连接元件14与内轮毂110接合。在本实施例中，外环120是用技术中已知的方式铸造的。外界面环表面19，连接元件14以及滑轮内表面20可以具有任何适当的型面，包括一个弧形曲线，表面19和表面20，以及连接元件14可以应使用者的要求具有其它的协作型面，包括节点和波纹。表面19和表面20另外具有一个基本为圆柱形状，其中上述的型面协作地工作，见图3。滑轮15包括一个皮带支承表面16，具有一个多肋的型面。皮带支承表面16也可以具有带齿的型面或V皮带型面。
腹板12的平面P1是由皮带支承表面的平面P2-P2偏离距离D1。这种悬臂梁结构允许皮带支承表面16向一个发动机凹陷，从而在发动机前面要求较小的净空间。
图2是本发明的曲轴减振器的一个横剖面图。包括滑轮25的外环130在本实施例中是用技术中已知的方式旋转或旋压形成的。皮带支承表面26具有一个多肋的型面，以及是用旋转或旋压形成为滑轮25的外表面。皮带支承表面16也可以具有一个带齿的型面或V形皮带型面。表面30与表面19协作。所有的其它部件与图1所述的相同。
腹板12的平面P1由皮带支承表面的平面P2-P2偏离距离D1。这种悬臂梁结构允许皮带支承表面26向一个发动机凹陷，从而在发动机的前面要求较小的净空间。
图3是本发明的曲轴减振器的一个前立面图。各齿18沿脉冲环17的一个周边延伸。外环120借助元件14与内轮毂110接合。一个定时器件或齿18内的间隙30具有一个定时基准点在各齿18之间，它被一个传感器探测(图中未示出)。间隙30可以包括在各齿内的任何形式的不连续性，它能够被一个传感器探测。各齿18在型面16的一个外周边外延伸。
图4a，4b，4c，4d，4e，4f，4g是一个制造程序沿轴线C-C的半横剖面图。图4a表示一个下料步骤。板金属毛坯1000是用已知的方式冲压或切割为一个圆形。随后它安装到一个转动的心轴内。
图4b示出用技术中已知的过程旋压的封闭镗孔的中心轮毂10，包括下列美国专利中公开的方法：U.S patent No.5,987,952 toKutzscher et al，其全部内容列于此处供参考。
图7a，7b，7c是具有一个封闭的或盲镗孔的轮毂形成的横剖面图。参见图7a，轮毂是借助旋压被转动心轴M支承的圆盘或毛坯1000而形成的。具有成形型面RA1的滚子RA在方向SR上径向地向内移动，顶住毛坯1000的侧面1010，从而移动毛坯1000的一部分64向内顶住心轴，以形成轮毂10。滚子RB在形成过程中保持毛坯1000的一个外周边就位顶住心轴M。当心轴M转动时，滚子RB在毛坯1000和心轴M上滚压。图7b示出在方向SR2上滚子RA的继续前进，从而移动部分64向内接近心轴杆MP。图7c示出完全形成的轮毂10。在图7c内，所示的滚子RC施加最终的形状的顶轮毂10。滚子RC具有与滚子RA不相同的成形型面RC1，以便正确地形成最终的轮毂10的圆筒形。
镗孔11是盲孔或封闭的镗孔，其直径D1大于直径D2，见图1。一个紧固件(图中未示出)比如一个螺栓可以随后插入孔11a，以固定本发明的减振器至一个轴(图中未示出)。本发明的减振器也可以代替地使用一个设有盲镗孔的轮毂，而使用一个键以固定减振器至一个曲轴(图中未示出)。固定减振器至一个轴的上述的方法有意地作为实例，以及不意味限制减振器可以固定至一个轴的方式。
图4c示出界面环13和脉冲环17的形成。这个过程还在图5a至5d说明。
图4d示出在已形成的表面上用技术上已知的方式进行的机加工。橡胶的界面表面19是机加工至一个预定的表面处理，以便与弹性体元件14正确地接合。一个适当的表面处理也可以借助已知的过程施加，比如借助涂漆或涂覆环氧。
图4e示出穿孔步骤。齿18和腹板开口27，见图3，是借助穿孔形成的。穿孔包括任何已知的冲压过程，借助它由内轮毂110清除金属以形成腹板开口27，以及由脉冲环17清除金属以形成齿18。齿18也可以用已知的方式旋转或旋压形成。
图4f示出使用连接元件弹性体环14将外环120接合至界面环13。在此步骤中，外环120和内轮毂110保持在相对固定的位置。元件14随后压入环120和轮毂110之间。元件14在内轮毂和外环之间处于某种压缩状态，其范围为约＞0％至约50％的厚度压缩，以便使元件14与外环120和内轮毂110接合。一种粘接剂可以用已知的方式使用，以便固定元件14在内轮毂110和外环120之间。
图4g示出最终的机加工步骤，用技术中已知的一种方式完成中心轮毂10。它可以包括借助机加工、涂漆或涂覆涂层施加一个预定的表面处理。
图5a，5b，5c，5d是一个制造过程沿轴线C-C的半横剖面图。图4b内所示的形状继续被一个滚子R1形成，它具有成形型面RP1，在方向DR1上径向地向内移动，以形成毛坯1000的一个集合部分1050。集合部分1050集聚顶住心轴段M1和M2。集合部分1050随后被具有滚压型面RP2和在方向DR2上径向地向内移动的滚子R2分裂，而部分1050同时地展开以形成瓣片1060，见图5b。瓣片1060集合顶住心轴段M2。随后，瓣片1060被在方向DR3和随后在方向DR4上移动的滚子R3延伸。具有滚压型面RP3的滚子R3继续形成瓣片1060成为界面环1300和脉冲环1700的大致的形状，顶住心轴段MR2，见图5c。瓣片1060的内表面1301在图5c的延伸步骤中被一个心轴段MR2支承。之后，最终的延伸形成使用具有滚压型面RP4的滚子R4以给出界面环13和脉冲环17的最终形状，见图4d。滚子R4在方向DR5上移动以便形成脉冲环17用的一个平表面1701，从而形成环17的最终的径向延伸元件的形状，见图5d。
图6是本发明的减振器的内轮毂的横剖面透视图。内轮毂110包括中心轮毂10。中心轮毂10具有镗孔11，一个曲轴可以插入其中(图中未示出)。内轮毂110还具有腹板12，界面环13形成在其上。脉冲环17是与内轮毂110整体地形成的，如这里所述。脉冲环17的一个外周边具有小片或齿18。在工作时，齿18和间隙30被一个发动机上的一个传感器探测(图中未示出)。
图8a，8b，8c，8d，8e，8f，8g，8h，8i，8j是一个制造程序沿轴线C-C的半横剖面图。图8a表示一个下料步骤。板金属毛坯2000是用已知的方式冲压或切割为一个圆形。随后它安装到一个转动的心轴内。
图8b示出用技术中已知的过程旋压的封闭镗孔的中心轮毂10，包括下列美国专利中公开的方法：U.S patent No.5,987,952 tokutzscher et al，其全部内容列于此处供参考。图7a，7b，7c是具有一个封闭的或盲镗孔的一个轮毂的形成的横剖面图，如在这里另一处所述。
图8c示出局部形成盘的压制形成。偏移部分2001是用已知的过程压入减振器腹板12。
图8d，8e和8f示出界面环13和脉冲环17的形成，以及更充分地说明见图9a，9b和9c。
图8g示出按照技术已知在已形成的表面上进行的机加工。橡胶的界面表面19机加工用于与弹性体元件14正确的接合。一个预定的表面处理可以借助已知的过程施加，比如借助涂漆或涂覆环氧。
图8h示出穿孔步骤，齿18和腹板开口27，见图3，是借助穿孔形成的。穿孔包括任何已知的冲压过程，借助它由内轮毂110清除金属以形成腹板开口27，以及由脉冲环17清除金属形成齿18。齿18也可以用已知的方式旋转形成。
图8i示出使用连接元件弹性体环14将外环120接合至界面环13。在此步骤中，外环120和内轮毂110保持在相对固定的位置。元件14随后压入环120和轮毂110之间。元件14在内轮毂和外环之间处于某种压缩状态，其范围为约＞0％至约50％，以便使外环120和内轮毂110接合。一种粘接剂可以用已知的方式使用，以便固定元件14在内轮毂110和外环120之间。
图8j示出最终的机加工步骤，用技术中已知的一种方式完成中心轮毂10。它可以包括借助机加工或借助涂漆施加一个适当的表面处理。
图9a，9b，9c是一个制造过程的半横剖面图。图8c所示的减振器毛坯2000是夹持在转动的心轴段M3和M4之间。图8c所示的形状使用具有成形型面RP5的滚子R5继续形成，在方向DR6上基本为径向地向内移动，以形成毛坯2000的一个半径部分2002。弧形的半径部分2002是借助滚子R5的作用顶住心轴段M4形成的。半径部分2002随后用具有滚压型面RP5的滚子R5延伸，在方向DR7上基本为径向地向外移动，以形成脉冲环17的一个大致的形状。参见图9b，滚子R5在方向DR8上移动，继续完成脉冲环17和界面环13的大致的形状2003，顶住心轴段MR3和M4。在图9c中，具有滚压型面RP6的滚子R6在方向DR9上基本为径向地向内移动，以继续压平脉冲环17，以给出最终的形状至界面环13，以及尤其是表面19，见图8g。
在此代替的实施例中，偏移部分2001在一个位置接合界面环，它基本为与一个皮带支承表面16和26定中心和径向地对准，见图1，2，8i和8j。这样可用于说明使用本方法的可能的多样性，以相对于一个减振器腹板定位一个皮带支承表面。这样依次地允许使用者设计一种旋压形成的减振器，以优化在一个发动机舱内有用空间的使用。
虽然这里已说明本发明的一种单独的形式，对于技术熟练人员可以理解，在不脱离这里所述的本发明的精神和范围的条件下，各种改变可以列入结构和相关的部件中。