专利名称：内燃机的曲轴轴承装置的制作方法
技术领域：
本/>开涉及一种内燃才几的曲轴轴承装置，并且尤其涉及一种手 持式电机驱动工具的内燃机的曲轴轴承装置。
背景技术：
在用于电4几驱动工具(诸如《连锯、初于篱^f奮剪才几、除草4几等)的 内燃机的研发中，已使用轴承套来消除在轴承座制造完成以后对曲 轴轴承的轴承座进行后处理的需要。
在US4974973和W097/45649中，已经记载了曲轴轴^c装置就 是釆用这种轴承套。在例如US4974973的轴承装置中，轴承可以设 置在轴承套中，该轴承套形成为外周涂覆有橡胶的锡杯(tin cup )。 布置该涂有棉』交的外周以补偿7>差(例如，在例如轴7 义座的生产中 的尺寸变化)并且密封汽缸和曲轴箱。同样，该装置的内周设有密 封环以密佳t曲轴。
即使这种装置具有许多优点，但也可能出现一些个问题
-由于在这种装置中存在相当大的公差，则存在如下的风险轴 岸义太过;^动地布置在座套中，乂人而导致轴岸义可能在轴7K套中寿争动或 者轴承将包含着轴承套在轴承座中转动；或者轴承将过紧地压在轴 承套中，从而带来轴承倾斜的风险；或者轴承和成轴承套挤压入轴 承座中，从而使轴承和/或轴承套最终破裂。-即使获得了实现轴承和轴承套的适当挤压的尺寸，也可能难以 密封这种装置。结果，在操作期间可能必需在轴承座和轴承套之间 具有非常多的硅有机树脂胶才能形成密封。
同样，由于必须将一种昂贵的橡胶用于涂覆橡胶的外周，因而 这种解决方案在生产上是相当昂贵的。
发明内容
本发明的目的在于4是供一种解决上述问题的改进的曲轴轴岸义装置。
通过才艮据权利要求1所述的曲轴轴7fC装置来实现这一目的。
根据权利要求1中限定的本发明的第一方面，将曲轴轴承装置
布置成4吏得轴7 义座的至少 一个部分具有布置在该轴寿义座中的加强 件，而且，轴岸义座的该至少一个部分的表面(该表面顶靠轴岸义)由 塑料材料制成。该轴承装置还具有用于密封曲轴和轴承座的密封装置。
由于具有这种加强件，将可能将塑料材料用于轴承座的上述表 面而没有塑并+材并牛的压缩形变的风险。与将锡杯用作轴岸义套的现有 技术的方案相比，本发明的另 一优点在于本解决方案中能够省略这 种轴承套，从而使得轴承座与轴承之间的公差(即制造尺寸变化) 更小。而依然存在的构造公差可以被塑料材料的固有性质接受。而 且，与例如金属材料相比，塑料材料可以在无须进行后处理的情况 下生产成具有较小的公差。因而，利用根据本发明的装置，轴承在 太过松动地保持在轴承座中从而使轴承可能会转动或者轴承保持 地太紧以及以任何其他方式倾斜或损坏的风险较低。由于很好地限 定了轴 K的位置，因而确^呆了包括活塞杆的曲轴组件的适当功能以
5及曲轴组件和汽缸的良好配合，这将导致良好的发动机性能和较低 的4非》文。
该装置的另一优点在于，由于没有轴承套，因而轴承装置的直 径可以减小，这就产生了更具成本效益的装置。同样，当不存在轴 承套时，该装置将更轻且更具有成本效益。
通过如在权利要求2中所限定的那样将塑料材料的表面布置为 轴承与加强件之间的层，该装置将对载荷更具有抵抗力，即其可以 经受很高的载荷而没有塑料材料压缩形变的风险。这在塑料材料是 如权利要求4中所限定的纤维加强的塑料材料的情况下尤为确切。
通过根据权利要求7所述的那样布置密封装置，可以使用具有 成本效益的密封装置，其可以由普通的橡胶材料制造并且仍能实现 对轴承座和曲轴的令人满意的密封。同样，该密封装置可以在相同 的制造场合中作为一个单元来生产。
根据权利要求8,通过将密封装置布置成使得其具有可与轴承 推进接合的至少 一个突出部，则曲轴的轴向公差可由该突出部才妻受。
根据权利要求9，通过将密封装置的至少一个突出部布置成使 其顶靠轴7 义的外圈，可以实J见轴7lc的外圏与内圈之间的^f立移。从而， 当轴承为^求轴承时，确保3求轴承的5求将会与该轴岸义的内圈和外圈都 接触。由于该措施，该轴承的使用寿命会很长。
根据权利要求10,通过布置形成了顶靠轴承外圈的非连续环的 多个突出部，密去于装置3寻有助于^f吏轴7 c沿曲轴的轴向方向定心。
根据权利要求11，通过将至少一个突出部布置成具有逐渐变细 的形状，将实现与来自轴承的压力成比例的压缩。从而，因制造公差而产生的沿轴向方向的尺寸变4t可以独立于该尺寸变^b的大小 而很好地一皮接受。
根据本发明的第二方面，提供了一种内燃机，其包括曲轴和至 少 一个才艮据该文件中描述的任何实施例的装置。
根据本发明的第三方面，提供了一种手持式电机驱动工具，包 括具有曲轴和至少 一 个根据在该文件中描述的任何实施例的装置 的内纟然才几。
以下将参照附图更详细地对本发明进行描述，其中
图1示出了本发明的曲轴轴承装置的实施例在曲轴的轴向平面 中的垂直4黄截面浮见图，其中轴岸义装置布置在曲轴上；
图2示出了本发明的曲轴轴7K装置的实施例在图1的截面I-I 中的垂直一黄截面浮见图3示出了图1的局部的放大视图，该视图描述了根据本发明 的实施例的密封装置的一部分；
图4图示说明了根据本发明的实施例的、密封装置的面向轴承 的一侧的示意性主浮见图。
务沐实施方式
此后将参照附图对本发明进4亍更充分的描述，在附图中示出了 本发明的优选实施例。然而，本发明可以以多种不同的形式来体现， 并且不应当解释为限于在此陈述的实施例；更确切地说，提供这些 实施例，从而使本公开将更彻底和完整，并且将本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。在附图中，相同的附图标号标示相同 的部件。
在附图所描述的本发明的实施例中示出了曲轴16，其支撑 (journal)在两个5求轴承形式的轴岸义10内。尽管如此，还可以采用 其4也类型的轴岸义。位于两个轴岸义10之间并且安装在曲轴上的是具 有活塞斥干和平纟軒块的曲轴组件14。轴 K 10插i殳于轴7K座中，在此 实施例中，轴7 义座包4舌上半部分15和下半部分11,上半部分是内 燃才几的汽缸的下部，下半部分是其中安装有本装置的工具的曲轴箱 的一部分。每个轴岸义均由轴岸(座的两个半部分、以轴 K座容纳轴7 义 的方式支撑。
根据本发明，轴岸义座的下半部分11具有加强件12,该加强件 布置成轴承座内的金属层，以用于接受来自每个轴承的压力。加强 件由塑料材料涂覆，该塑料材料形成了轴承座下半部分的表面，且 该表面直接顶靠轴承。从而，塑料材料的表面13布置为轴承10与 加固层12之间的层。表面13是纤维加强的塑料材料制成的，其能 够承受可能出现在手持式电4几驱动工具(诸如《连锯)中的高负荷和 温度。在制造过程中将该表面制造得尽可能薄。典型地，当使用注 塑(injection cast)工艺时，塑泮牛表面一务为l-1.5mm。典型i也，例如 依据发动机的尺寸，加固层12的厚度近似为2-6mm。顶靠轴承的 塑料材料表面可以由与曲轴箱的其余部分相同的塑料材料制成。从 而，加强件将嵌入曲轴箱的塑料材料中，并且塑料材料表面将布置 为轴承与加强件之间的层。在附图所描绘的实施例中，轴承座的下 半部分11具有两个加强件，每个加强件均作为轴岸义座内的金属层
而靠近每个轴7 义10布置。
在附图所描绘的实施例中(参见图2),汽缸15安置在曲轴箱 的上部11的上面。出于这个原因，曲轴箱具有包4舌了四个金属区 域17的上表面，其中每个轴岸义处各具有两个金属区域，汽缸得以支撑于该上表面上，该上表面纟皮称作汽缸的底座平面(footplane)。 通过将塑料表面层布置为使其延伸成还覆盖这四个金属区域周围 的区域，则在汽缸底部平面不存在泄漏的风险。
附图中所描绘的实施例还示出了两个独立的密封装置20，每个 密封装置均布置成抵靠着每个轴承10的、面向远离曲轴组件14的 方向的一个侧面，这两个密封装置都围绕曲轴16而布置。每个密 封装置20均布置为用以密封曲轴16和轴承座11、 15的一个单元。
在附图中所描绘的实施例中示出的密封装置20设置为直径基 本上等于轴岸义10的直径的密封环。
图4示出了密封环的一个侧面，当密封环安装在曲轴上时该侧 面面向轴承IO。如从图3和4中可以看到的，密封环具有许多突出 部21,这些突出部布置在该环的一定的半径处，以使得这些突出部 21顶靠轴承10的外圈。由于该措施，突出部21有助于沿着曲轴 16的轴向方向并朝向曲轴组件14来推动轴寿义10的夕卜圈，从而将轴 岸义16推入适当的位置，乂人而4吏得轴岸义、曲轴组件和汽釭具有^艮长 的使用寿命。优选地，这些突出部21形成顶靠轴承10的外圏的非 连续的环。才艮据其他实施例，突出部还可能具有其他形式，诸如连 续的环。
优选地，突出部21具有沿朝向轴承外圈的方向逐渐变细的形 状。尽管如此，突出部21可能具有其4也形状，-渚如正方形。
在以上所描述的实施例中，汽缸由金属制成，这意味着其具有 顶靠轴承10的金属表面。在已在例如压4寿(die casting)工艺中制 造出汽釭之后，必须对该表面进4亍后处理，以获得顶靠轴7 义的7>差 较小且精细的表面。但是，关于汽缸的其他部分，无论如何必须对 内燃4几的汽釭进4亍后处理，而且对至少进4亍了后处理的部分再进一
9有成本效益。
在所描述的实施例中，只有轴岸义座的下半部分具有顶靠轴寿义的 塑并牛材一牛表面以及布置在轴岸义座内且靠近该表面的加强件。尽管如 此，这种布置还可以用于轴承座的上部，或者应用在轴岸义座的上部 或下部的部件。
在所描述的实施例中，轴7K座包4舌汽缸的上半部分和曲轴箱的 下半部分，这两个部分在水平截面处连接。在可替代的实施例中， 将本发明更改为适于这样的曲轴装置其中轴 K座作为容纳了 一个 轴岸义的一个整体型部件同轴地布置在曲轴上。在这种装置中，内燃 才几包4舌两个轴7K座，一个第一轴7fC座优选;也容纳第一轴7fC, —个第 二轴岸义座优选地容纳第二轴岸义，如此布置乂人而4吏每个轴7 义座支撑一 个相应的轴承。此外，在该可替代的实施例中，第一轴岸义座结合到 第一曲轴箱半部中，第二轴承座结合到第二曲轴箱半部中，其中， 这两个曲轴箱半部在垂直截面处连结以形成该曲轴箱。对于这种装 置，轴承座表面的整体或部分可以涂覆有塑料材料，并且相应地， 轴承座的整体或部分可以具有布置在轴承座内的加强件。如果力口强 ^f牛布置在整个轴7fC座内，则该加强^f牛可以布置为例如金属的环，并 靠近塑料材料表面而布置。这种环形加强件将易于制造，并且没有 必要对顶靠轴承的表面进行任何后处理。
轴承座的顶靠轴承的塑料材料表面优选为任何类型的加强塑 料材料，诸如碳纤维加强材料、玻璃纤维加强材料或纳米复合材料。 该表面可以由具有高的热变形温度的任何种类的塑料材料制成。材料 的热变形温度越高并且塑冲+材料层越薄，则塑料材料的变形就越小。
在附图和说明书中，已/>开了本发明的优选实施例和实例，尽 管采用特定的术语，它们只用于一4殳的和描述性的意义，而不用于 限制的目的，本发明的范围在权利要求书中阐明。
权利要求
1.一种用于内燃机的曲轴轴承装置，所述轴承装置包括轴承(10)，布置在内燃机的曲轴(16)上；轴承座(11、15)，用于容纳所述轴承(10)；密封装置(20)，用于密封所述曲轴(16)和所述轴承座(11、15)；其特征在于，所述轴承座(11)的至少一个部分具有布置在该轴承座中的加强件(12)，其特征还在于，所述轴承座(11)的所述至少一个部分的表面(13)由塑料材料制成，所述表面(13)支承所述轴承(10)。
2. 根据权利要求1所述的曲轴轴承装置，其中，塑料材料的所述表面(13 )作为所述轴承(10)与所述加强件(12)之间的层布置。
3. 根据权利要求1或2所述的曲轴轴承装置，其中，所述加强件(12)由金属制成。
4. 根据权利要求l-3中的任一项所述的曲轴轴承装置，其中，所述轴7fc座(11、 15 )的所述至少一个部分的所述表面(13 )的塑料材料是能够承受诸如链锯的手持式电机驱动工具的内燃机中出现的负荷和温度的纤维加强塑料材料。
5. 根据权利要求1-4中的任一项所述的曲轴轴承装置，其中，所述轴承座(11、 15)包括下半部分(11 )和上半部分(15),其中，所述加强件(12)布置在所述下半部分(11)中。
6. 根据权利要求1-4中的任一项所述的曲轴轴承装置，其中，所 述轴7K座(11、 15 )布置成作为一个整体式部件而容纳所述轴 承(10),并且其中，所述加强件(12)布置在整个所述轴承 座(11、 15)内。
7. 根据权利要求1-6中的任一项所述的曲轴轴承装置，其中，所 述密封装置(20)围绕所述曲轴(16)布置并且4氐靠着所述轴 承(IO)的远离曲轴组件(14)的一个侧面，所述密封装置(20) 布置成与所述曲轴(16)和所述轴承座(11、 15)密封接合。
8. 根据权利要求7所述的曲轴轴承装置，其中，所述密封装置(20 )具有布置成与所述轴7 c ( 10 )推进接合的至少一个突出 部(21),用于沿所述曲轴(16)的轴向方向4#动所述轴7 义。
9. 才艮据4又利要求8所述的曲轴轴岸义装置，其中，所述至少一个突 出部(21 )布置在所述密封装置(20)上，以使所述密封装置 支岸义所述轴岸义(10)的外圏。
10. 4艮据冲又利要求9所述的曲轴轴7"R装置，其中，所述至少一个突 出部(21 )包括形成为支承所述轴承(10)外圏的一个非连续 环的多个突出部。
11. 根据权利要求9或IO所述的曲轴轴承装置，其中，所述至少 一个突出部(21 )具有沿朝向所述轴 fc ( 10)外圈的方向逐渐 变细的形状。
12. —种内燃机，包括曲轴(16)和至少一个根据权利要求1-11 中的4壬一项所述的曲轴轴岸义装置。
13. —种手持式电才几驱动工具，包4舌具有曲轴(16 )和至少一个才艮 据权利要求1-11中的任一项所述的曲轴轴承装置的内燃机。
全文摘要
本发明涉及一种用于内燃机的曲轴轴承装置。该轴承装置包括设置在内燃机的曲轴(16)处的轴承(10)；用于容纳轴承(10)的轴承座(11、15)；以及用于密封曲轴(16)和轴承座(11、15)的密封装置(20)。轴承座(11)的至少一个部分具有设置在轴承座内的加强件(12)，并且，轴承座的该至少一个部分(11)的顶靠轴承(10)的表面(13)由塑料材料制成。
文档编号F16C9/02GK101563546SQ200680056546
公开日2009年10月21日 申请日期2006年12月6日 优先权日2006年12月6日
发明者彼得·比约克曼, 马茨·格兰斯泰特 申请人:胡斯华纳有限公司