擋油環的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于制造擋油環(1)的方法以及擋油環(1)。該方法包括以下步驟:使毛坯件成型,其具有設置作為排油口的凹槽(43),所述凹槽具有設計在所述凹槽(43)中的擋油邊;在至少一個周面(2)和/或至少一個平面(3,12)上切削加工毛坯件,以用于構建具有預設的直徑(di,dm)或者平面(3,12)的成品(1);并且在成品(1)上使設置作為排油口的凹槽(43)保持在通過成型獲得的狀態中。
【專利說明】擋油環
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種擋油環和用于制造該擋油環的方法。
【背景技術】
[0002] 能夠借助于擋油板實現在機軸軸承中設定所限定的油位。
[0003] 2013 年 04 月 03 日的 EP 2574826 Al (GKN Driveline Kdping )在圖 3 中描述了 一種設計為壓入式襯套的擋油環12,其通過在轉動軸承11的區域中形成油池槽,確保在油 不連續流動的情況下也為這個軸承11充份提供用于對其潤滑的油。
[0004] 2001 年 04 月 12 日的 DE 10036975 Al (Jatco Transtechnology Ltd.)在圖 1 中 描述了一種儲油器16,其通過作為油堤起作用的導軌15進行收集。錐形軸承滾軸3至少部 分地浸入到儲油器16內的油中。
[0005] 此外,為了在變速器內部油位下降時設定在借助于迷宮式密封的、從正齒輪傳動 器中導出的軸上的軸承孔中的預設油位,目前也應用擋油環。擋油環例如集成在結構大小 為3到19的結構類型HlSH的弗蘭德(Flender)正齒輪傳動器FZG中,其在目錄Siemens MD 20. I "Zahnradgetriebe,Groikn 3-22"(齒輪傳動,大小 3-22),2009 版中進行了描 述。擋油環完全位于變速器的軸承孔中。擋油環的基體是澆鑄而成的。為了設定油位,在 環的圓周上機械地引入孔。經由徑向孔流出的油必須經由殼體中銑磨的凹槽和專門為此設 置的孔排出。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于,給出一種用于制造改善了的擋油環的方法、改善了的擋油環 以及用于制造這樣的擋油環的毛坯件。
[0007] 根據本發明,該目的通過具有在權利要求1中所給出的特性的方法來實現。根據 本發明的用于制造擋油環的方法包括以下步驟:使毛坯件成型,其具有設置作為排油口的 凹槽,其具有設計在所述凹槽中的擋油邊;在至少一個周面和/或至少一個平面上切削加 工毛坯件,以用于構建具有預設的直徑或者平面的成品;并且在成品上使設置作為排油口 的凹槽保持在通過成型獲得的狀態中。
[0008] 根據本發明,該目的同樣通過具有在權利要求4中所給出的特性的擋油環來實 現。根據本發明的擋油環包括:至少一個周面和/或平面,其具有R a < 3. 2的表面特性;和 設置作為排油口的凹槽,其具有設計在凹槽中的擋油邊,并且該凹槽的表面對應于BNIF分 類Nr. 359-01的類別S1。廣泛應用的、也在DIN EN 1370中所涉及的BNIF分類Nr. 359-01 是 Bureau de Normalisation des Industries de la Fonderie ( = BNIF)的技術推薦, 會泛由此獲得:Editions Techniques des Industries des la Fonderie,44Avenue de la Division Leclerc,92310Sevres,法國。
[0009] 凹槽保持在通過成型獲得的狀態中在凹槽的表面中形成,該表面對應于BNIF分 類Nr. 359-01的類別Sl。
[0010] 將周面理解為彎曲的面,其特別地徑向地繞著環軸線延伸。將平面理解為平坦的 面,其特別地垂直于環軸線地延伸。
[0011] 根據本發明的擋油環用于設定在軸承中所限定的油位,即其具有擋油功能。擋油 環位于殼體的軸承孔中,其收集軸承孔中處于預設油位上的油,并且在此供應定量新鮮的 油并也引出多余的油。經過水平凹槽從擋油環流出的油經過變速器殼體中的凹槽和孔導 出。此外,擋油環能夠用于通過其也被稱為周面的外表面,經由軸承孔使軸承蓋定中心,并 且因此也使接收襯套和外部的迷宮式環定中心。此外,擋油環能夠接管軸承的軸向的定位 并將軸向的軸承力引出到軸承蓋上,確切地說是通過其平面中的至少一個實現。
[0012] 本發明以如下認知為基礎,即擋油環滿足兩種功能,它們要求絕對不同的幾何精 度。一方面,擋油環相鄰的部件相互精確地定位,并且其具有非常小的、小于百分之一毫秒 的公差。另一方面,擋油環經由凹槽供應和引出所針對的油。
[0013] 滿足相應功能的相應的擋油環元件要求絕對不同的幾何精度。當適用于引導油的 元件、即凹槽必須僅是現存的,并且不允許其妨礙定位功能時,適用于定位功能的元件必須 是高精確的。油引導元件的低要求的精度能夠通過成型方法、優選是"沙形澆鑄"在任何情 況下都得到維持;而定位功能的高要求的精度、例如有關周面的圓度和平面的相互位置則 不必如此。
[0014] 在根據本發明的擋油環上,每個元件精確地以對于其功能來說必要的精度和與相 應于該精度的生產方法來制造。根據本發明,避免將"過高水平"的方法用于制造油引導元 件,因為其使得成品產生不必要的較大費用:
[0015] -已經在成型時利用小但是足夠的精度生成的用于引導油的凹槽是"類似贈送 的",因為過去存在的澆鑄模型在澆鑄過程中自動地生成這些凹槽。成型、優選地通過沙形 澆鑄的成型是盡可能合適的方法,以便以足夠的精度制造毛坯件和油引導元件。
[0016] -對于為了定位所要求的擋油環(端面和外表面)的元件來說,在成型時能達到的 精度是過小的。因此對其進行切削精整。在此,生產方法優選地是車削。還有更精細的切 削加工方法,利用其能夠制造相關的表面。然而,這又是"過高水平"的,因為其能夠實現比 所要求的明顯更高的精度,但是也比所必需的更貴。車削是用于制造擋油環的定位元件的 所需精度的盡可能合適的生產方法。
[0017] 根據本發明,不需要精確的并且因此較貴的生產方法被足夠精確的和因此價錢合 適的變體替代。用于排油的凹槽迄今為止是"較貴的"孔,然而根據本發明甚至是"贈送" 式地獲得該凹槽,因為其在澆鑄時是自動生成的,不需要對此設置其他的制造步驟。沙形澆 鑄和車削基本上生成了其他的表面特性或者表面結構。
[0018] 通過制造功能相關的擋油環構件或者特征-除了直徑和平面-已經在成型時能夠 取消后續的對擋油環的切削加工的工作步驟。通過所放置的擋油環確保設定油位,該擋油 環由澆鑄毛坯件制成,其中,所有對于引導油所必需的凹槽都已經預先澆鑄好了。在機械加 工時的、也在相鄰的部件上的更少生產開銷導致了更短的生產周期和重新采購時間、更小 的錯誤可能和更小的生產成本,對于相鄰的部件、例如殼體也是這樣。因此,通過本發明能 明顯地節省工作時間和原料。
[0019] 本發明的有利的設計方案和改進方案在附屬權利要求中給出。在此,根據本發明 的方法也能夠對應于獨立的裝置權利要求地改進,并且反之亦然。
[0020] 根據本發明的一個優選的設計方案,通過澆鑄擋油環的金屬的毛坯件生成未加工 的狀態。根據本發明的一個優選的設計方案,通過將金屬熔液澆鑄進澆鑄模型中實現成型。 優選地通過沙形澆鑄實現成型。擋油環毛坯件通過澆鑄成型所具有的優點為,在提供了澆 鑄模型后,能夠快速并且廉價地制造大量相同的組件。
[0021] 根據本發明的一個優選的設計方案,擋油環包括至少兩個凹槽,其表面對應于 BNIF分類Nr. 359-01的類別Sl。在此,該至少兩個凹槽包括一個或者多個以下凹槽:用于 在加壓潤滑時排油的凹槽;用于在無壓潤滑時排油的凹槽;用于緊急溢出的凹槽。這具有 的優點為,通過擋油確保在接收了擋油環的軸承孔中設定油位,該擋油環由澆鑄毛坯件制 成,其中,用于引導油所必需的凹槽已經預先澆鑄好了。
[0022] 根據本發明的一個優選的設計方案,擋油環包括至少兩個凹槽,其表面對應于 BNIF分類Nr. 359-01的類別S1,并且將該至少兩個凹槽關于環的對稱平面地對稱地布置。 能夠實現的是,至少兩個對稱的凹槽中的兩個分別具有設計在凹槽中的擋油邊,并且沿著 橫向于環軸線延伸的直線延伸。因此,能夠實現橫向于居中穿過擋油環的軸穿通件的軸線 地進行排油。由于這種新的油引導,迄今為止所需的在殼體上的孔加工和細磨加工是不必 要的。
[0023] 用于排油的一個或多個凹槽優選地水平延伸,并且具有擋油邊。
[0024] 根據本發明的一個優選的設計方案,擋油環包括至少兩個凹槽,其表面對應于 BNIF分類Nr. 359-01的類別S1,并且設計為,當擋油環位于在殼體中配置好的位置中的時 候,唯有經由殼體的軸承蓋才能夠實現進油和/或排油,該軸承蓋朝向殼體外部空間地蓋 住擋油環。由此能夠實現的是,流向擋油環的油以及從擋油環排出的油僅經由軸承蓋引導。 由于這種新的油引導,迄今為止所需的在殼體上的孔加工和細磨加工是不必要的。
[0025] 根據本發明的一個優選的設計方案,至少一個設置用于引導油的凹槽包括兩個或 者更多的凹槽,其關于對稱平面對稱地布置。通過對稱地布置凹槽,能夠利用相同的擋油環 實現各種變速器技術要求。
[0026] 根據本發明的一個優選的設計方案,至少一個凹槽中的一個或多個凹槽是用于在 無壓潤滑時排油的凹槽和/或用于排油的具有擋油邊的凹槽,其中,當擋油環位于在殼體 中配置好的位置中的時候,這些一個或者多個平行于設計在擋油環中的軸穿通件的環軸線 地觀察的凹槽與用于殼體的軸承蓋的進油或排油的對應一致的凹槽重疊,該軸承蓋朝向殼 體外部空間地蓋住擋油環。以這種方式采用擋油環和相鄰的軸承蓋間的協同作用。
[0027] 根據本發明的一個優選的設計方案,通過車削和/或銑磨實現切削加工。該切削 方法允許快速并且精準地加工毛坯件。
[0028] 根據本發明的一個優選的設計方案,擋油環是一體的。
[0029] 本發明的一個優選的改進方案在于一種機械元件,特別是變速器,具有:殼體;穿 過殼體的殼壁支撐在軸承中的軸,其利用非接觸的軸密封件相對殼體壁進行密封;和如上 所述的擋油環,其中,該擋油環布置在所述機械元件的軸承孔中,并且在機械元件的位置和 方向中相對于殼體壁是不變化的。
[0030] 在機械元件中能夠實現的是,擋油環與機械元件的旋轉的部件間隔開地布置。此 外在機械元件中能夠實現的是,擋油環包括用于在無壓潤滑時排油的凹槽和/或用于排油 的具有擋油邊的凹槽,其中,這些一個或者多個平行于環軸線(6)地觀察的凹槽與用于殼 體的軸承蓋的進油或排油的對應一致的凹槽重疊,該軸承蓋朝向殼體外部空間地蓋住擋油 環。
[0031] 此外根據本發明,通過用于制造擋油環的毛坯件實現該目的,其中,該毛坯件通過 成型、優選澆鑄來構建,并且具有至少一個設置用于引導油的凹槽,其通過上述的成型來構 建。毛坯件用作為初期產品,其中,由于原料損失,借助于切削加工,能夠在至少一個周面和 /或至少一個平面上生產擋油環。優選地,在加工毛坯件時不加工已經在毛坯件中設計好的 油引導凹槽,而是將其保持在未加工的、通過成型得到的狀態中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032] 下面根據多個實施例,在借助附圖的情況下闡述本發明。其分別示意性并且不按 真實比例地示出
[0033] 圖1和2分別是在軸承孔中的布局中所完成的擋油環(圖2)的朝向殼體內部的 側面和相對應的毛坯件(圖1)的相同的側面的斜視圖;
[0034] 圖3和4分別是在軸承孔中的布局中圖2所示的所完成的擋油環(圖4)的朝向 軸承蓋的側面和相對應的毛坯件(圖3)的相同的側面的斜視圖;
[0035] 圖5是在軸承孔中的布局中圖2和4所示的擋油環朝向的朝向殼體內部的側面的 前視圖;
[0036] 圖6和7是圖5所示的擋油環的兩個截面VI,VII ;
[0037] 圖8是在去掉了軸承蓋的殼體中的擋油環處于安裝位置中的視圖;并且
[0038] 圖9是圖8所示的殼體的截面IX。
【具體實施方式】
[0039] 圖1至7所示的擋油環1設置用于在軸承孔中布置利用液體潤滑材料、如油來潤 滑的軸承。擋油環1例如適用于在變速器、發動機或者機器中使用,這些機器具有利用油潤 滑的機軸軸承。
[0040] 擋油環1具有周面2和平面3,12,其通過切削加工構建。在朝向軸承蓋的側面上 的第一平面3組成了同心地繞著擋油環1的旋轉軸線6延伸的、具有內環直徑Cl i和外環直 徑dm的開了槽的環。在此,內環直徑Cli對應于擋油環1的圓形的環開口部分7的直徑。環 開口部分7用于讓軸穿過。因此,在擋油環1和通過擋油環1的軸之間設計環形的氣隙,內 環直徑Cl i比軸的外直徑略大。將擋油環1以其外直徑4放置在變速器殼體的軸承孔中,同 時將擋油環1以外環直徑4放置在變速器殼體的軸承蓋中。
[0041] 在朝向軸承蓋的側面上的第二平面12將軸承力傳遞到軸承蓋上,該側面設計在 擋油環1的外環直徑d m和外直徑da之間。通過連接第一和第二平面3,12的周面2,在裝 配到變速器殼體中時使得擋油環1的定中心變得容易。
[0042] 擋油環能夠通過其周面2經由軸承孔造成軸承蓋和因此的接收襯套和外部迷宮 式環的定中心。此外,擋油環能夠通過朝向軸承蓋的第二平面12和在朝向變速器內部的側 面上的平面3將軸承的軸向的定位和軸向的軸承力的導出傳遞到軸承蓋上。
[0043] 此外,擋油環1具有設置用于引導油的凹槽41,42,43,44,其保持在未加工的狀態 中,該狀態通過擋油環1的毛坯件5的成型來生成。
[0044] 擋油環1具有一個用于在加壓潤滑時排油的凹槽41、兩個用于在無壓潤滑時排油 的凹槽42、兩個用于排油的凹槽43和一個用于緊急溢出的凹槽44。成雙存在的凹槽42,43 對稱地布置,以便能夠實現各種變速器技術要求。這能夠實現從同樣的毛坯件中制造各種 成品。
[0045] 如此選擇水平的凹槽43的擋油邊15的位置,即能夠為兩個或更多所要求的油液 應用擋油環1,可能的話通過各種機軸軸承限制油液。這減少了部件多樣性和進而的軸承保 持成本。
[0046] 圖1和3所示的毛坯件5具有通過澆鑄生成的表面,其因此對應于BNIF分類 Nr. 359-01的類別S1。在毛坯件5中,由圖2和4所示的成品1給出的周面2和平面3和 12上的表面超尺寸地成型,因為其還要通過接下來的切削加工步驟后續加工成最終尺寸。 毛坯件5已經具有了由圖2和4所示的成品1給出的凹槽41,42,43,44。在毛坯件5上執 行的、并且引起對圖2和4所示的成品的切削加工步驟中,僅從毛坯件5中加工出周面2和 平面3和12,而凹槽41,42,43,44保持在通過澆鑄生成的毛坯狀態中、即未加工的。
[0047] 圖8示出了在變速器殼體的殼壁13中的擋油環1處于安裝位置中的視圖。為了 示出擋油環1和供油和排油的共同作用,擋油環1的視圖和軸承蓋10的輪廓重疊,其在安 裝到殼體壁13上時蓋住擋油環1。通過擋油環1的軸穿通件引導軸8,借助于迷宮式密封 將其相對變速器環境密封。軸8周圍的擋油環1位于安裝在變速器殼體的殼壁13中的軸 承孔中。殼體壁13具有孔91,在無壓潤滑時將油從變速器殼體內部通過該孔導到入流凹槽 11中,該入流凹槽鑄造在軸承蓋10的內側上。在重力的影響下,油從那里流到擋油環1的 為無壓潤滑設置的凹槽42,并且從那里經由凹槽42流到用于潤滑機軸軸承的軸承孔。
[0048] 軸承孔中剩余的油從軸承孔中經由油溢出口 43流到流出凹槽11中,其鑄造在軸 承蓋10的內側上。油從那里通過凹槽11導到殼體壁13中的另一個孔93中,油通過該孔 流回到變速器殼體的內部。油從那里經由旋轉的嚙合的部件的浸漬潤滑到達油收集容器, 油從那里到達入流凹槽11中。以這種方式保障了機軸軸承的封閉的油循環和可靠的潤滑。
[0049] 殼體壁具有另一個孔92,經由該孔在加壓潤滑時,油能夠經由凹槽11到達用于擋 油環1的加壓潤滑的凹槽41。此外,在凹槽44的下面為擋油環1的緊急溢出設置排出孔 94。
[0050] 平行于設計在擋油環1中的軸穿通件的軸線地觀察,凹槽41到44在擋油環1中 與用于殼體的軸承蓋10的供油和排油的對應一致的凹槽11重疊,該軸承蓋朝向殼體外部 空間地蓋住擋油環。在此,軸線6與擋油環1的環軸線一致。
[0051] 圖9示出了沿著擋油環1的環軸線6的截面IX,其位于變速器殼體13的軸承孔 中,并且由軸承蓋10覆蓋。通過變速器殼體13引導的軸8通過迷宮式密封件來密封,該迷 宮式密封件嵌入在固定在軸承10中的接收襯套14中。
[0052] 變速器殼體13具有孔92,94,以用于為機軸軸承16供應和排出油,其中支撐有軸 1。從殼體內部經由孔92供應到用于加壓潤滑的入油口的油在設計在軸承蓋10中的用于 加壓潤滑的凹槽Ila中流向軸承孔。在那里通過擋油環1將油收集到擋油邊15。
[0053] 在該截面中,同樣可以看出擋油環1的用于緊急溢出的凹槽44,油從該凹槽中經 由設計在軸承蓋10中的用于緊急溢出的凹槽Ilb流向變速器殼體中的孔94。經由該孔94, 油再次回到殼體內部。孔94具有另一種功能:在正常的浸漬潤滑中,當軸承在軸承蓋方向 上需要油的時候,其用于壓力補償和/或油循環。浸漬潤滑意味著,在變速器殼體中的油位 的高度為,至少一個軸承、優選所有的軸承和至少一個嚙合的部分、優選所有的嚙合的部分 浸入在油中,并且軸周面與放置著油的軸密封環接觸。
[0054] 盡管通過優選的實施例詳細地闡述并描述了本發明,但本發明并不局限于所公開 的實例,并且其他的變體可以由專業人員推導出,這并不脫離本發明的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種用于制造擋油環(1)的方法,具有以下步驟: -使毛坯件(5)成型,所述毛坯件具有設置作為排油口的凹槽(43),所述凹槽具有設計 在所述凹槽(43)中的擋油邊(15); -在至少一個周面(2)和/或至少一個平面(3,12)上切削加工所述毛坯件(5),以用 于構建具有預設的直徑(屯,dm,da)或者平面(3,12)的成品(1);并且 -在所述成品(1)上使設置作為排油口的所述凹槽(43)保持在通過所述成型獲得的狀 態中。
2. 根據權利要求1所述的方法,其中,通過將金屬熔液澆鑄進澆鑄模型中實現所述成 型。
3. 根據權利要求1和2中的任一項所述的方法,其中,通過車削和/或銑磨實現所述切 削加工。
4. 一種擋油環(1),具有 -至少一個周面(2)和/或平面(3,12),所述周面和/或平面具有Ra < 3. 2的表面特 性,和 -設置作為排油口的凹槽(43),所述凹槽的表面對應于BNIF分類Nr. 359-01的類別S1,并且所述凹槽具有設計在所述凹槽(43)中的擋油邊(15)。
5. 根據權利要求4所述的擋油環(1),包括至少兩個凹槽(41,42,43,44),所述至少兩 個凹槽的表面對應于BNIF分類Nr. 359-01的類別S1,其中所述至少兩個凹槽(41,42,43, 44)包括一個或多個以下凹槽:用于在加壓潤滑時排油的凹槽(41);用于在無壓潤滑時排 油的凹槽(42);用于緊急溢出的凹槽(44)。
6. 根據權利要求4和5中的任一項所述的擋油環(1),包括至少兩個凹槽(41,42,43, 44),所述至少兩個凹槽的表面對應于BNIF分類Nr. 359-01的類別S1,并且所述至少兩個凹 槽關于所述環(1)的對稱平面對稱地布置。
7. 根據權利要求6所述的擋油環(1),其中,所述至少兩個對稱的凹槽(41,42,43,44) 中的兩個凹槽分別具有設計在所述凹槽(43)中的擋油邊(15),并且所述兩個凹槽沿著橫 向于環軸線(6)延伸的直線延伸。
8. 根據權利要求4至7中任一項所述的擋油環(1),包括一個或多個凹槽(41,42,43, 44),所述一個或多個凹槽的表面對應于BNIF分類Nr. 359-01的類別S1,并且所述表面設計 為,當所述擋油環位于在殼體中配置的位置中時,唯有經由殼體的軸承蓋(10)才能夠實現 進油和/或排油,所述軸承蓋朝向殼體外部空間地蓋住所述擋油環。
9. 根據權利要求4至8中任一項所述的擋油環(1),其中,所述擋油環(1)是一體的。
10. -種機械元件,特別是變速器,具有:殼體(13);穿過所述殼體(13)的殼壁支撐在 軸承中的軸(8),所述軸利用非接觸的軸密封件(14)相對所述殼體壁(13)進行密封;和根 據權利要求4至9中的任一項所述的擋油環(1),其中,所述擋油環布置在所述機械元件的 軸承孔中,并且在所述機械元件的位置和取向中相對于所述殼體壁(13)是不變化的。
11. 根據權利要求10所述的機械元件,其中,所述擋油環(1)與所述機械元件的旋轉的 部件(8)間隔開地布置。
12. 根據權利要求10和11中的任一項所述的機械元件,其中,所述擋油環(1)包括用 于在無壓潤滑時排油的凹槽(42)和/或具有擋油邊(15)用于排油的凹槽(43),其中,一個 或者多個所述凹槽(42,43)平行于所述環軸線(6)地觀察用于所述殼體的軸承蓋(10)的 進油或排油的對應一致的凹槽(11)重疊,所述軸承蓋朝向殼體外部空間地蓋住所述擋油 環⑴。
13. -種毛坯件(5),用于制造根據權利要求4至9中任一項所述的擋油環(1),其中, 所述毛坯件(5)通過成型、優選澆鑄來構建,并且所述毛坯件具有至少一個設置用于引導 油的凹槽(41,42,43,44),所述凹槽通過上述的所述成型來構建。
【文檔編號】F16H57/04GK104379973SQ201380031276
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年6月13日 優先權日:2012年6月15日
【發明者】羅科·菲舍爾, 托馬斯·施托伊貝勒 申請人:西門子公司