МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ КРЫШКА ПОДШИПНИКА НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА, КОТОРАЯ ДОЛЖНА БЫТЬ ЗАЛИТА ВНУТРИ ЭЛЕМЕНТА ИЗ ЛЕГКОГО МЕТАЛЛА
IRON-BASED METAL BEARING CAP WHICH SHALL BE CAST INSIDE LIGHT-METAL ELEMENT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к крышке подшипника для поддержки с возможностью вращения шейки коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания и, в частности, к крышке подшипника, которая должна быть залита в качестве остова внутри элемента из легкого металла.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Традиционно предлагается металлическая крышка подшипника на основе железа, которая должна быть залита в качестве остова внутри элемента из легкого металла, такой как кожух подшипника, раскрытая в JPS61-45108A.
Крышка подшипника, которая должна быть залита в качестве остова, формируется посредством пары втулок, включающих в себя отверстие под болт для закрепления, и поперечного элемента, который образует поверхность подшипника между втулками так, чтобы соединять втулки, и включает в себя углубления на противоположных боковых поверхностях. Посредством единого литья этой крышки подшипника в качестве остова внутри элемента из легкого металла, такой как кожух подшипника, материал кожуха подшипника может входить в углубления остова и два элемента могут удовлетворительно связываться.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Тем не менее, поскольку элемент из легкого металла, вошедший в углубления крышки подшипника, расширяется больше крышки подшипника, сформированной из элемента на основе железа, при рабочей температуре двигателя внутреннего сгорания в вышеуказанном традиционном примере, поверхность подшипника в крышке подшипника может быть деформирована.
Настоящее изобретение разработано в свете этой проблемы, и его задачей является создание металлической крышки подшипника на основе железа, которая должна быть залита внутри элемента из легкого металла, причем эта крышка подшипника уменьшает деформацию поверхности подшипника и является подходящей для улучшения связывания с элементом из легкого металла.
Для решения вышеуказанной задачи настоящее изобретение направлено на металлическую крышку подшипника на основе железа, которая должна быть залита в качестве остова внутри элемента из легкого металла, включающую в себя дугообразный участок, который образует поверхность подшипника, левый и правый фланцевые участки, которые размещаются и соединяются с противоположными концами дугообразного участка, и втулочные участки, которые размещаются так, чтобы стоять на задних поверхностях левого и правого фланцевых участков и через которые вставляются монтажные болты, при этом втулки формируются с углублениями или выступами.
Вариант осуществления и преимущества настоящего изобретения подробно описываются далее со ссылкой на прилагаемые чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - схема принципиальной конфигурации металлической крышки подшипника на основе железа, которая должна быть залита внутри элемента из легкого металла, показывающей один вариант осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - вид в сечении по линии II-II с фиг.1;
Фиг.3 - вид в перспективе крышки подшипника;
Фиг.4 - схема, показывающая штамп для литья под давлением для втулочного участка крышки подшипника;
Фиг.5 - схема, показывающая штамп для литья под давлением для центрального участка крышки подшипника;
Фиг.6 - вид сверху рамы лестничного типа, в которой отливаются крышки подшипника;
Фиг.7 - вид в сечении по линии VII-VII с фиг.6; и
Фиг.8 - вид в сечении по линии VIII-VIII с фиг.6.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В дальнейшем в этом документе описывается металлическая крышка подшипника на основе железа настоящего изобретения, которая должна быть залита внутри элемента из легкого металла, на основе одного варианта осуществления, показанного на фиг.1-6.
На фиг.1 и 3, металлическая крышка 1 подшипника на основе железа, которая должна быть залита внутри элемента из легкого металла, изготавливается из металла на основе железа. Крышка 1 подшипника включает в себя дугообразный участок 2, который образует поверхность подшипника, фланцевые участки 3, которые соединяются с противоположными концами дугообразного участка 2 и идут к противоположным сторонам, и втулочные участки 4, которые размещаются так, чтобы стоять на задних поверхностях соответствующих фланцевых участков 3 и через которые должны быть вставлены монтажные болты. Дополнительно, крышка 1 подшипника неразъемно включает в себя соединительную балку 5, которая размещается на значительном расстоянии от задней поверхности дугообразного участка 2 и соединяет передние торцевые стороны обоих втулочных участков 4, и пару упрочняющих балок 6, которые соединяют соответствующие соединенные части соединительной балки 5 и втулочного участка 4 с задней поверхностью дугообразного участка 2.
Дугообразный участок 2, образующий поверхность подшипника, и фланцевые участки 3, соединенные с противоположными концами дугообразного участка 2 и идущие к противоположным сторонам, имеют прямоугольное поперечное сечение, имеющее идентичную ширину и толщину. Поверхность подшипника для поддержки шейки коленчатого вала через непроиллюстрированный антифрикционный подшипниковый металл формируется на дугообразной поверхности дугообразного участка 2. Дополнительно, верхние поверхности фланцевых участков 3, соединенных с противоположными концами дугообразного участка 2 и идущих к противоположным сторонам, формируются так, что они являются плоскими, и контактируют с нижней торцевой поверхностью перегородки блока цилиндров.
Втулочный участок 4, который может стоять на задней поверхности каждого из обоих фланцевых участков 3 и через который должны быть вставлены монтажные болты, включает в себя два отверстия 11 под болт, проходящие через фланцевый участок 3, и две втулки 10, окружающие эти отверстия 11 под болт. Как показано на фиг.2, два отверстия 11 под болт разнесены, и две втулки 10, окружающие эти отверстия 11 под болт, также разнесены, посредством чего углубления 12, имеющие глубину, сравнимую с толщиной втулок 10, образуются между двумя втулками 10. Втулки 10 соединяются посредством ребер 13, размещаемых с возможностью пересекать углубления 12 между втулками 10 на передней торцевой стороне. В частности, втулки 10 соединяются посредством тонкого участка, в котором образуются углубления 12, и соединяются между собой посредством фланцевого участка 3 на торцевой стороне основания и ребер 13 на передней торцевой стороне, тем самым повышая свою жесткость. Таким образом, углубления 12 между втулками 10 образуются в чашевидные области (замкнутые области) с противоположными концами, закрытыми посредством ребер 13 и задней поверхности фланцевого участка 3.
Соединительная балка 5 размещается на значительном расстоянии от задней поверхности дугообразного участка 2 и соединяет передние торцевые стороны обоих втулочных участков 4. Соединительная балка 5 соединяется с втулочными участками 4 в позициях, в которых размещаются ребра 13, соединяющие втулки 10 втулочных участков 4 на передней торцевой стороне, и ребра 13 и соединительная балка 5 размещаются практически на одной прямой линии.
Поскольку пара втулочных участков 4 поддерживает друг друга посредством соединения между собой посредством соединительной балки 5 в позициях, в которых размещаются ребра 13 на передней торцевой стороне, втулочные участки 4 могут быть сделаны более жесткими и легкими. В частности, втулочные участки 4 соединяются между собой посредством фланцевых участков 3 и дугообразного участка 2 на торцевой стороне основания и посредством соединительной балки 5 на передней торцевой стороне, тем самым образуя форму крепкой рамы и повышая свою жесткость. В частности, крышка 1 подшипника может повышать жесткость в направлении поперечного изгиба, в котором изгибаются поверхности, включающие в себя фланцевые участки 3, дугообразный участок 2, втулочные участки 4 и соединительную балку 5, жесткость на изгиб в вертикальной плоскости на этих поверхностях и крутильную жесткость относительно сил, скручивающих эти поверхности.
Пара упрочняющих балок 6 соединяет соответствующие соединительные части соединительной балки 5 и втулочных участков 4 с задней поверхностью дугообразного участка 2 в диагональных направлениях. Это позволяет дополнительно повышать жесткость в поверхностях, включающих в себя втулочные участки 4, соединительную балку 5, фланцевые участки 3 и дугообразный участок 2.
Область 14 проема, противоположные стороны которой ограничиваются посредством упрочняющих балок 6, образуется между соединительной балкой 5 и дугообразным участком 2, и области 15 проемов, частично примыкающие к задней поверхности дугообразного участка 2, образуются между обеими упрочняющими балками 6 и втулочными участками 4.
Крышка 1 подшипника, сконфигурированная так, как описано выше, формируется посредством отливки с использованием фасонного штампа, показанного на фиг.4 и 5. Фиг.4 является схемой, показывающей штамп для литья под давлением для втулочного участка 4 крышки 1 подшипника, и фиг.5 является схемой, показывающей штамп для литья под давлением для центрального участка крышки 1 подшипника. Формовочный штамп сформирован из верхнего штампа 21 с полостью, вырезанной в соответствии с формами дугообразного участка 2 и фланцевых участков 3, боковых штампов 22, имеющих форму боковой поверхности от ребер 13 втулочного участка 4 и центра соединительной балки 5 к фланцевому участку 3 и дугообразному участку 2, и нижнего штампа 23 с полостью в соответствии с формой стороны ниже ребер 13 втулочных участков 4 и центра соединительной балки 5. Заусенцы образуются на частях литой крышки 1 подшипника, в которых сопрягаются поверхности бокового штампа 22, нижней стороны 23 и верхнего штампа 21, но эти заусенцы находятся на центральной части соединительной балки 5, на верхних частях ребер 13 и на краях дугообразного участка 2 и фланцевых участков 3 и могут быть легко удалены.
Крышка 1 подшипника, сконфигурированная так, как описано выше, неразъемно отливается в раме 30 лестничного типа, изготовленной из легкого металла, как показано на фиг.6. В частности, фиг.6 показывает раму 30 лестничного типа в V-образном шестицилиндровом двигателе, и рама 30 лестничного типа включает в себя четыре участка 31 крышки подшипника, включающие в себя встроенную крышку 1 подшипника, залитую внутри, и соединительные участки 32, соединяющие противоположные торцевые поверхности этих участков 31 крышки подшипника, чтобы формировать картер.
В крышке 1 подшипника, заложенной в участок 31 крышки подшипника, втулочные участки 4, соединительная балка 5 и упрочняющие балки 6 в нижней области, за исключением дугообразного участка 2 и фланцевых участков 3, окружаются посредством материала из легкого металла, как показано на фиг.7 и 8. Таким образом, материал из легкого металла проходит от одной стороны к другой стороне крышки 1 подшипника так, что он заполняет область 14 проема, огороженную посредством упрочняющих балок 6, и область 15 проемов между обеими упрочняющими балками 6 и втулочными участками 4. Дополнительно, втулочные участки 4 также окружаются посредством материала из легкого металла, и только концевые части их втулок свободны от материала из легкого металла. Таким образом, материал из легкого металла также заполняется в углубления 12, расположенные между втулками 10 и образующие чашевидные области (замкнутые области) с противоположными концами, закрытыми посредством ребер 13 и задних поверхностей фланцевых участков 3.
Обычно крышка 1 подшипника удерживается посредством сжимающей силы, сформированной посредством охлаждения материала из легкого металла после отливки рамы 30 лестничного типа. Тем не менее, сжимающая сила для того, чтобы уменьшать удерживающую силу, снижается вследствие разности между величиной расширения материала из легкого металла и величиной расширения крышки 1 подшипника, изготовленной из металла на основе железа, вызываемой посредством возрастания температуры, связанного с работой двигателя в ходе фактической работы.
В этом варианте осуществления расширение материала из легкого металла, заполненного в углубления 12, расположенные между втулками 10 и образующие чашевидные области (замкнутые области) с противоположными концами, закрытыми посредством ребер 13 и задних поверхностей фланцевых участков 3, вследствие возрастания температуры в ходе фактической работы ограничивается посредством ребер 13 и фланцевых участков 3. Таким образом, контактное давление между ребрами 13 и задними поверхностями фланцевых участков 3 возрастает согласно расширению материала из легкого металла, заполненного в углубления 12. Это позволяет подавлять уменьшение удерживающей силы между материалом из легкого металла участка 31 крышки подшипника и крышкой 1 подшипника, сформированной из металла на основе железа.
Дополнительно, даже если материал из легкого металла, заполненный в углубления 12, расширяется, втулочные участки 4, сформированные с углублениями 12, отдалены от дугообразного участка 2, сформированного с поверхностью подшипника. Таким образом, уменьшается деформация поверхности подшипника. Кроме того, поскольку тепловое расширение втулочных участков 4, сформированных с углублениями 12, подавляется посредством монтажных болтов, разность теплового расширения за счет материала из легкого металла возрастает, что повышает связывание между крышкой 1 подшипника и элементом из легкого металла.
Этот вариант осуществления позволяет достигать следующих преимуществ.
Металлическая крышка 1 подшипника на основе железа заливается в качестве остова внутри элемента из легкого металла. В частности, крышка 1 подшипника включает в себя дугообразный участок 2, который образует поверхность подшипника, левый и правый фланцевые участки 3, которые размещаются и соединяются с противоположными концами дугообразного участка 2, пару втулочных участков 4, которые размещаются так, чтобы стоять на задних поверхностях левого и правого фланцевых участков 3, и через которые должны быть вставлены монтажные болты. Втулочные участки 4 формируются с углублениями 12.
Соответственно, посредством заливки крышки 1 подшипника внутри элемента из легкого металла, материал из легкого металла заполняется в углубления 12, образованные на втулочных участках 4. Поскольку расширение материала из легкого металла, заполненного в углубления 12, вследствие возрастания температуры в ходе фактической работы ограничивается посредством углублений 12, может подавляться уменьшение удерживающей силы между материалом из легкого металла и крышкой 1 подшипника, сформированной из материала на основе железа. Как результат, может быть улучшено связывание с элементом из легкого металла. Дополнительно, поскольку тепловое расширение втулочных участков 4, сформированных с углублениями 12, подавляется посредством монтажных болтов, разность теплового расширения за счет элемента из легкого металла возрастает, чтобы повышать связывание между крышкой 1 подшипника и элементом из легкого металла.
Втулочный участок 4 включает в себя два отверстия 11 под болт, проходящие через фланцевый участок 3, и две втулки 10, окружающие эти отверстия 11 под болт, и углубления 12 образуются между обеими втулками. Дополнительно, втулки соединяются между собой посредством ребер 13, размещаемых с возможностью пересекать углубления между втулками на передней торцевой стороне.
Соответственно, посредством заливки крышки 1 подшипника внутри элемента из легкого металла, материал из легкого металла также заполняется в углубления 12, расположенные между втулками 10 и образующие чашевидные области (замкнутые области) с противоположными концами, закрытыми посредством ребер 13 и задних поверхностей фланцевых участков 3. Расширение материала из легкого металла, заполненного в углубления 12, расположенные между втулками 10 и образующие чашевидные области (замкнутые области) с противоположными концами, закрытыми посредством ребер 13 и задних поверхностей фланцевых участков 3, вследствие возрастания температуры в ходе фактической работы ограничивается посредством ребер 13 и фланцевых участков 3. Таким образом, уменьшение удерживающей силы между материалом из легкого металла и крышкой 1 подшипника, сформированной из материала на основе железа, может подавляться посредством увеличения контактного давления между ребрами 13 и задними поверхностями фланцевых участков 3 согласно расширению материала из легкого металла, заполненного в углубления 12. Как результат, может быть улучшено связывание с элементом из легкого металла без уменьшения жесткости крышки 1 подшипника.
Поскольку пара втулочных участков 4 соединяется между собой посредством соединительной балки 5 в позициях, в которых размещаются ребра 13, втулочные участки 4 поддерживают друг друга и могут быть сделаны более жесткими и легкими.
Поскольку пара втулочных участков 4 включает в себя пару упрочняющих балок 6, соединяющих соответствующие части втулочных участков 4, соединенных с соединительной балкой 5, с задней поверхностью дугообразного участка 2 в диагональных направлениях, дополнительно повышается жесткость стыка между втулочными участками 4 и дугообразным участком 2.
Поскольку крышка 1 подшипника отливается и формуется посредством штампов для литья под давлением, которые сопрягаются в местах, в которых присутствуют ребра 13 и соединительная балка 5, заусенцы, образующиеся на сопряженных поверхностях штампа, могут находиться на центральной части соединительной балки 5 и на верхних частях ребер 13 и могут легко удаляться.
Хотя выше описан конкретный вариант осуществления этого изобретения, это изобретение не ограничено вышеописанным вариантом осуществления. Специалисты в данной области техники могут модифицировать или изменять вышеописанный вариант осуществления по-разному в пределах объема настоящего изобретения.
Например, в вышеприведенном варианте осуществления связывание между крышкой подшипника и элементом из легкого металла улучшается посредством образования углублений на втулочных участках крышки подшипника и помещения материала из легкого металла в углубления. Тем не менее, аналогичные преимущества могут быть получены посредством образования выступов 100 (участок пунктирной линии на фиг.3) на втулочных участках и образования выступов и пазов между крышкой подшипника и материалом из легкого металла.