專利名稱：破裂連桿的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將用作發(fā)動機元件的、具有一個較大端和一個較小端的一體連桿破裂，以使其較大端斷裂成一個頂蓋和一個桿的方法和裝置。
背景技術：
此前，將活塞銷和曲柄銷互相連接的連桿被廣泛使用在車輛工程中。每個連桿具有連接于曲柄銷的一個較大端和連接于活塞銷的一個較小端。為了制造連桿，通常習慣性地生產具有一個較大端和一個較小端的一體連桿，此后將其較大端斷裂成一個頂蓋和一個桿。
將連桿斷裂的一個傳統(tǒng)的過程將在下面描述。
如附

圖17所述，一個一體連桿5包括具有一較小端2和一較大端3的一個柄1，較大端3具有與之形成一體的一個頂蓋4。連桿5被一對彼此固定的夾具6、7夾持住了較大端3，并且頂蓋4被保持在其中。包含有一個橡膠層或類似物的一個加壓軟管8插入到在較大端3中確定的一個較大端的孔3a中，并且供應加壓液體，用于為較大端的孔3a的整個內表面施加持續(xù)的靜態(tài)壓力。在所施加的壓力下，較大端3從一對在較大端的孔3a的內表面所限定的破裂槽9a、9b處斷裂。較大端3在沒有遭受不適當的應變的情況下斷裂成頂蓋4和柄1。如果多個連桿5和多套夾具6、7設置在加壓軟管8上，那么很多連桿5就能夠同時破裂。作為詳細解釋，舉例來說日本專利公開號11-245122所公開的內容可以作為參考。
因為加壓軟管8供應有加壓的液體，并且較大端3在加壓液體的壓力下分裂，所以當較大端3分裂的時候很難高度精確地控制加壓液體的壓力。因此，很難高度精確地控制通過加壓軟管8到達較大端3的載荷值以及載荷施加于較大端3的時間。
當較大端3斷裂的時候，因此，通過受壓軟管8施加到達較大端3的斷裂載荷是不穩(wěn)定的，導致將連桿5的產品質量在高度精確水平上穩(wěn)定并得到保持變得很困難，并且還導致連桿5生產率的減少。
發(fā)明簡介本發(fā)明的一個總體目的是提供一種方法和裝置，用于高度精確地控制所施加的預載和沖擊載荷以破裂連桿，同時也控制施加的預載和沖擊載荷的時間周期。
本發(fā)明的上述目的以及其它目的、特征和優(yōu)勢將通過結合了附圖的隨后的描述中變得更加清楚，本發(fā)明的優(yōu)選實施例在這些附圖中通過圖示的例子而展示。
附圖簡要說明圖1A是本發(fā)明所應用的一體連桿的透視圖；圖1B是當連桿斷裂成一個頂蓋和一個桿的時候的透視圖；圖2是根據本發(fā)明的第一實施例的破裂裝置的部分橫截面的正視圖；圖3是圖2所示的破裂裝置的部分橫截面的側視圖；圖4是破裂裝置的放大的不完整的平面圖；圖5是破裂裝置的工件夾持機構的透視圖；圖6A是破裂裝置的斷裂機構的放大的不完整的平面圖；圖6B是破裂裝置的斷裂機構的放大的不完整剖面圖；圖7是一個轉子的透視圖，該轉子具有一個與第一輥子和第二輥子嚙合的導向器；圖8是放大的部分橫截面的正視圖，展示了連桿通過破裂裝置的預載機構被施加預載的方式；圖9是放大的部分橫截面的正視圖，展示了連桿通過破裂裝置的加載機構被施加沖擊載荷的方式；圖10是在轉子的導向器的圓周方向的形狀差異的示意圖；圖11是一個圖表，展示了轉子的導向器的橫截面形狀的代表性的模式；
圖12是一個圖表，展示了軸的沖擊、轉子的角度位移以及依靠轉子的旋轉的轉子旋轉速度；圖13是一個圖表，展示了施加于連桿的載荷同載荷施加到連桿上的時間周期之間的關系；圖14是一個方塊圖，展示了對施加于連桿的載荷進行檢測并且對破裂裝置中的連桿的質量進行管理的操作程序；圖15是根據本發(fā)明的第二實施例的破裂裝置的示意性正視圖；圖16是根據本發(fā)明的第三實施例的破裂裝置的示意性正視圖；圖17是傳統(tǒng)的斷裂連桿過程的剖視圖。
優(yōu)選實施例的描述圖1A展示了本發(fā)明所應用的作為一個工件的一體連桿30的透視圖，圖1B展示了所述連桿30當斷裂成一個頂蓋32和一個桿34的時候的透視圖。
如圖1A和1B所示，連桿30具有一個較大端38和一個較小端40，較大端38包括由所述頂蓋32和所述桿34構成的一個整體結構，一個實質上的圓形連接孔36在頂蓋32和桿34之間限定出來，較小端40位于距離較大端38很遠的地方。連桿30可以通過鑄造、鍛造或者類似的方法整體制造。
較大端38具有一對螺栓孔42a、42b，通過像鉆孔機或者其類似物那樣的鉆孔機構(未示出)在其對邊限定出來。在裝配發(fā)動機的過程中，螺栓(未示出)從頂蓋32旋入各自的螺栓孔42a、42b，因此將頂蓋32緊固到桿34上。斷裂的頂蓋32因此被緊固到桿34上，并且連桿30的較大端38被連接到發(fā)動機的曲柄銷上。
在圖1A中，較大端38具有一對破裂區(qū)域44a、44b，位于頂蓋32和桿34之間的邊界區(qū)域。破裂區(qū)域44a、44b設置在較大端38的對邊上，穿越了連接孔36在直徑上布置。
圖2和圖3展示了用于破裂根據本發(fā)明的第一實施例的連桿30的一個破裂裝置50。破裂裝置50包括一個用于夾持連桿30的工件夾持機構52，一個用于斷裂連桿30的較大端38的斷裂機構54，一個用于對斷裂機構54預加載的預加載機構56，以及一個用于通過操作一個旋轉的驅動源57將一個沖擊載荷施加到斷裂機構54上的加載機構58。
工件夾持機構52，斷裂機構54以及預加載機構56安裝在一個鑄件92中，并且支撐在鑄件92的一個上端板85a上。加載機構58安裝在一個鑄件框94中，鑄件框94位于上端板85a下方并且支撐在鑄件92的一個下端板85b上。
如圖4和圖5所示，工件夾持機構52包括一個用于支撐位于其上的連桿30的支撐座60，一個用于將連桿30設置并固定在其較小端40上的固定銷62，以及一對用于將連桿夾持在其較大端38的側部的朝向螺栓孔42a、42b的滑銷64a、64b，在圖4中箭頭X所指的方向上夾持。
滑銷64a、64b通過一個滑板66連接到一個液壓缸68a上。液壓缸68a用于將連桿30可靠地夾持在其較大端38，并且還可靠地防止頂蓋32在從較大端38斷裂的時候散亂。在第一實施例中，液壓缸68a施加了可調的載荷給連桿30，舉個例子，在大約0到490牛頓(N)范圍內可調。
如圖4所示，工件夾持機構52可以具有一對壓榨機70、72，用于在箭頭Y所指的方向上從其對邊向較大端38的破裂區(qū)域44a、44b施壓。壓榨機70、72具有位于其各自端部的具有尖銳尖點的臨邊70a、72a。壓榨機70、72相對的端部連接于在臨邊70a、72a遠處的各自液壓缸68b、68c上。
斷裂機構54具有一對設置在連接孔36的較大端38的展延器74、76，以及一個壓入展延器74、76之間用于將展延器74、76彼此分離的楔78。
如圖6A和6B所示，在平面圖中展延器74、76每個都是實質的半圓形，并且具有各自的弓形部74a、76a和直線部74b、76b。弓形部74a、76a具有實質上與連接孔36的內表面相同的一個彎曲部分，并且能夠對著連接孔36的內表面施壓。直線部74b、76b具有在其中央限定的用于接收楔78的各自的凹口74c、76c。在這些凹口74c和76c中，凹口74c具有通常是直立壁形狀的一個壁74d，并且另一個凹口76c具有一個通常是錐形壁形狀的一個壁76d，這個壁76d在向上方向上逐漸向外傾斜(見圖6B)。
楔78在其一個邊上具有一個錐形表面78b，這個錐形表面在向上方向上向著楔78的上端78a逐漸向外傾斜。楔78配合在凹口74c、76c中，使得錐形表面78b以滑動接觸的方式夾持在展延器76的錐形壁76d中。當楔78被向下驅動(牽引)的時候，錐形表面78b靠著錐形壁76d滑動，強迫展延器76移動離開另一個展延器74。
如圖2和圖3所示，預加載機構56具有一個用于產生一個預載施加給楔78的液壓缸82。液壓缸82包括一個活塞桿(負載傳送器)80和一個活塞84，活塞桿80通過像連接銷或其類似物那樣的一個連接件79連接到楔78的下端78c，活塞84具有同活塞桿80的環(huán)形階梯表面80a嚙合的一個階梯84a(見圖8和圖9)。
活塞桿80通過活塞84在中央延伸并且可以相對活塞84滑動。液壓缸82的活塞84可以同活塞桿80一致地在楔78受壓的方向上，也就是說被向下牽引的方向上位移?；钊?4也可以相對于活塞桿80在與楔78受壓的方向相反的方向上移動。除非另有說明，液壓缸82造成活塞84僅僅在活塞桿80的一個縱向方向上施加一個預載給斷裂機構54。施加到楔78上的預載是可調的，舉個例子，在大約0到49千牛(KN)范圍內可調。
預加載機構56的載荷傳送軸(載荷傳送器)81通過活塞桿80連接到楔78上。軸81在階梯表面80a處具有一個同活塞桿80一體的端部。軸81插入在鑄件92的上端板85a中限定的一個孔86a中，并且被安裝在孔86a中的一個軸襯88a可軸向位移地支持。軸81的另一端一體地連接于一個垂直連接軸90上，連接軸90的直徑比軸81的直徑大。連接軸90被安裝在孔86b中的一個軸襯88b可軸向位移地支持，孔86b在鑄件框94中限定。
第一和第二輥子96a、96b旋轉地支撐在連接軸90面對加載機構58的一邊上(見圖2和圖3)。第一和第二輥子96a、96b每個都是實質上的圓形，具有實質上垂直于軸81的軸線的各自的軸線，并且彼此沿著軸81的軸線實質上彼此平行地間隔開一段預定的距離。如圖2所示，第一和第二輥子96a、96b沿著軸81的軸線直線地排列。
加載機構58包括旋轉的驅動源57，它安裝在上端板85a的上表面上，一個旋轉軸102設置在鑄件框94中限定的一個空間116中，并且被安裝在鑄件框94中的第一和第二軸承100a、100b旋轉地支撐，以及一個轉子104，它實質上在中央一體地安裝在旋轉軸102上，用于依賴旋轉驅動源57的驅動能來圍繞其自己的軸線旋轉。
旋轉驅動源57，舉例來說可以是一個步進馬達，如圖3所示，具有一個向下延伸的驅動軸106。當旋轉驅動源57被一個電源(未示出)賦予能量的時候，驅動軸106圍繞其自己的軸線旋轉。驅動軸106通過在上端板85a和鑄件框94中限定的一個插入孔108延伸進入鑄件框94內。在其外圓周表面具有多個齒的一個小齒輪(齒輪)110安裝在驅動軸106的下端。
鑄件框94具有限定在其上壁的一個第一安裝孔112a和限定在其下壁的一個第二安裝孔112b。第一安裝孔112a和第二安裝孔112b穿過鑄件框94的空間116垂直地彼此對準。設置得實質平行于鑄件92的垂直軸線的旋轉軸102具有被各自的第一和第二軸承100a、100b旋轉支撐的上端和下端，第一和第二軸承100a、100b各自安裝在第一安裝孔112a和第二安裝孔112b中。旋轉軸102實質平行于驅動軸106地被第一和第二軸承100a、100b支撐。
旋轉軸102具有一個實質上在其中央限定的環(huán)形凹口(未示出)，并且轉子104一體地安裝在旋轉軸102的凹口中，轉子104實質上是圓形的并且安裝在鑄件框94的空間116中。轉子104被安裝并且緊固以使得其不相對于旋轉軸102旋轉，這是通過在旋轉軸102中限定的一個花鍵槽或槽口(未示出)以及插入槽口內部的一個鍵來實現的，這樣就使得轉子104可以同旋轉軸102一致地旋轉。
一個環(huán)形齒輪118配合在轉子104上部的上方并且在其外圓周表面具有多個齒。環(huán)形齒輪118的齒同安裝在驅動軸106上的小齒輪110的齒保持嚙合。當小齒輪110通過驅動軸106依賴旋轉驅動源57的驅動能來旋轉的時候，同小齒輪110保持嚙合的環(huán)形齒輪118將轉子104以及旋轉軸102圍繞其自己的軸線旋轉。
一個環(huán)形導向器120設置在轉子104的外圓周表面上并且從這里徑向向外突出一段預定的長度。導向器120具有在其上表面和下表面之間的一個厚度T(見圖8和圖9)，這個厚度實質上在導向器120的圓周方向是統(tǒng)一的。
導向器120位于安裝在連接軸90上的第一和第二輥子96a、96b之間的水平空間中。導向器120的上表面被第一輥子96a在上邊抵靠地夾持，導向器120的下表面被第二輥子96b在下邊抵靠地夾持。
因為第一和第二輥子96a、96b將導向器120夾在中間旋轉地同其接觸，所以當轉子104通過旋轉驅動源57旋轉的時候，第一和第二輥子96a、96b與導向器120的上表面和下表面緊靠者旋轉。導向器120在第一和第二輥子96a、96b之間在同其滾動嚙合時保持垂直，并且在第一和第二輥子96a、96b安裝于其上的連接軸90的軸向方向上不能垂直位移。
導向器120的上表面和下表面包括如下面所述的平的表面和凹/凸表面。當導向器120旋轉的時候，同導向器120滾動嚙合的第一和第二輥子96a、96b通過導向器120發(fā)生垂直位移，造成連接軸90將軸81在其軸向方向上垂直位移。
如圖7和圖8所示，導向器120的形狀使得它具有沿著其圓周方向上變化的在轉子104的軸線方向上的垂直位置。
舉個例子，假定如圖10所示，用作在轉子104上的導向器120(見圖7)的外圓周表面上的參考的一個基礎點用點A表示。導向器120的圓周形狀在順時針方向(箭頭J的方向)從點A開始將在下面詳細描述。
導向器120具有一個從點A到點B延伸一個角度范圍α(見圖10)的平面部122(見圖11)，平面部122在轉子104的軸向方向上具有實質上相同的高度或者垂直位置H，并且實質上水平地設置。
如圖11所示，導向器120從點B到點C逐漸向下傾斜，并且具有從點C到點D延伸一個角度范圍β(見圖10)的第一階梯部124。第一階梯部124平置在比點A的垂直位置H低了預定高度H1的一個垂直位置處。
導向器120具有從點D到點E逐漸向下傾斜的第一傾斜部126，并且具有從點E到點F延伸一個角度范圍γ的第二階梯部128。第二級階梯部128緊鄰第一傾斜部126，并且平置在比點A的垂直位置H低了預定高度H2(H1＜H2)的一個垂直位置處。
導向器120具有從點F到點G逐漸向下傾斜的第二傾斜部130。第二傾斜部130在點G連接到平面部122上，點G的垂直位置實質上與點A的垂直位置H相同。平面部122、第一階梯部124以及第二階梯部128通過第一傾斜部126和第二傾斜部130被連續(xù)地連接在一起。
平面部122、第一階梯部124以及第二階梯部128在圖7中的箭頭J所指的方向上連續(xù)形成，箭頭J是轉子104的旋轉方向。
如圖2和圖3所示，破裂裝置50的不同元件安裝在鑄件92中。軸81被安裝在上端板85a的孔86a上的軸襯88b軸向可滑動地支撐并且限制了徑向移動。
由上端板85a、下端板85b和鑄件框94構成的鑄件92支撐了一個側面板上，其中有一個用于允許操作者操作破裂裝置50并且輸入預期數據的控制/顯示控制臺132，該控制臺也用于顯示輸入的數據連同破裂裝置50的操作狀態(tài)?？刂?顯示控制臺132連接到一個控制板134上，該控制板將破裂裝置50作為一個整體來控制。
根據第一實施例的破裂裝置50基本上如上面所描述的那樣構造。破裂裝置50的操作及其優(yōu)勢將在下面描述。
首先，一體連桿30被設置在工件夾持機構52的支撐座60上(見圖5)。這時，連桿30通過固定銷62被安置在較小端40，而展延器74、76配合進入到在較大端38上的連接孔36中。在轉子104上的導向器120的平面部122在第一和第二輥子96a、96b之間嚙合。
然后，液壓機液體在壓力下從一個液壓機液體源供應到液壓缸82，液壓缸82精確地向下移動活塞84，造成同階梯84a嚙合的階梯表面80a向下移動活塞桿80(見圖8)。
同時，一個電源(未示出)通過控制板134為旋轉驅動源57提供一個電流，旋轉驅動源57被賦予了能量來旋轉連接到驅動軸106上的小齒輪110。同小齒輪110保持嚙合的環(huán)形齒輪118旋轉了轉子104。當轉子104旋轉的時候，在第一和第二輥子96a、96b之間嚙合的導向器120在箭頭J所指的方向上順時針旋轉。當導向器120如此旋轉的時候，平面部122以及隨后的點B、C連續(xù)地移動，與第一和第二輥子96a、96b脫離嚙合，并且第一階梯部124移入，開始與第一和第二輥子96a、96b嚙合，造成連接軸90向下移動了高度H1。
活塞桿80的由液壓缸82引起的軸向向下位移與轉子104上的平面部122和第一階梯部124之間的高度H1實質上相同。因此，當軸81和連接軸90通過液壓缸82的活塞桿80向下位移的時候，安裝在連接軸90上的第一和第二輥子96a、96b允許跟隨著連接軸90的向下位移而從平面部122到第一階梯部124移動，同時與導向器120滾動嚙合。
除非另有說明，由液壓缸82產生以對楔78預加載的軸81的位移同轉子104的旋轉可操作地聯(lián)系起來，這是由旋轉驅動源57造成的，用于使平面部122移動，與第一和第二輥子96a、96b脫離嚙合，并且使第一階梯部124移動，開始與第一和第二輥子96a、96b嚙合。
當活塞桿80通過液壓缸82向下移動的時候，連接到活塞桿80上的楔78被向下驅策并且因此被施加預載。楔78現在被壓入展延器74、76的凹口74c、76c內部。展延器76隨著壁76d抵靠著楔78的錐形表面78b滑動而向下移動遠離展延器74。展延器74。76壓靠著在較大端38上的連接孔36的內表面。
施加于楔78的預載在上面的范圍內(從大約0到49千牛)可以調整到某種程度，即，即使展延器74、76壓靠著連接孔36的內表面，較大端38還是不斷裂，也就是說，較大端38僅僅彈性變形。較大端38和展延器74、76不能做搖擺運動，并且連桿30通過展延器74、76可靠地保持在適當位置。
當楔78被施加預載的時候，第一和第二輥子96a、96b同轉子104上的導向器120的第一階梯部124保持滾動嚙合。
在實質上相同的時刻，液壓缸68a被致動，以將滑銷64a、64b插入各自的螺栓孔42a、42b內部，用以在圖4中箭頭X所指的方向上將連桿30從較大端38的側面?zhèn)认驃A持。此時，壓榨機70、72被致動，以對較大端38從其對邊在破裂區(qū)域44a、44b處在圖4中箭頭Y所指的方向上進行施壓。
依賴轉子104的連續(xù)旋轉，第一階梯部124、點D、第一傾斜部126、以及導向器120的點E連續(xù)移動，與第一和第二輥子96a、96b脫離嚙合，并且第二階梯部128移動，開始與第一和第二輥子96a、96b嚙合。第二階梯部128距離與第一和第二輥子96a、96b相嚙合的第一階梯部124在軸向上向下有一段距離。因此，當第一和第二輥子96a、96b位移，與第一階梯部124脫離滾動嚙合而與第二階梯部128開始滾動嚙合的時候，第一和第二輥子96a、96b安裝于其上的連接軸90和連接到軸90上的軸81被迫向下發(fā)生位移。
當軸81向下位移的時候，它通過活塞桿80施加了一個沖擊載荷給楔78。
此時，如圖12所示，旋轉驅動源57的旋轉速度增加，而第一和第二輥子96a、96b保持同導向器120嚙合并且移動通過第二階梯部128從點D到達點G，因此增加了轉子104的旋轉速度。因此，連接軸90和軸81在一個增加的速度下位移，因此增加了通過活塞桿80施加到楔78上的沖擊載荷。在第一和第二輥子96a、96b同導向器120從點D到點G保持嚙合時轉子104增加的旋轉速度在本質上是恒定的。
在液壓缸82的液壓作用下活塞84和活塞桿80的向下位移(敲擊)同轉子104的轉速和轉數操作性地相互關聯(lián)，轉子104是在旋轉驅動源57的旋轉驅動力下進行旋轉的。
此時，因為液壓缸82的活塞84相對于軸81是可以分離的，在與楔78受壓的方向相反的一個方向上，也就是在與沖擊載荷施加于楔78的方向相反的一個方向上，一個預定的沖擊載荷被可靠地施加到楔78上，而沒有被液壓缸82緩沖。
楔78因此被進一步壓入展延器74、76中的凹口74c、76c內部。隨著壁76d抵靠著楔78的錐形表面78b滑動，展延器76進一步向外位移遠離展延器74。較大端38現在承受比在其中的可彈性變形的界限更大的壓力，并且因此在破裂區(qū)域44a、44b斷裂成頂蓋32和桿34，壓力通過壓榨機70、72被集中在破裂區(qū)域44a、44b上(見圖1B)。此時，斷裂的頂蓋32因為被液壓缸68a所驅策的滑銷64a、64b保持，所以能防止散亂(見圖4)。
為了使破裂裝置50將連桿30破裂成頂蓋32和桿34，如圖13所示，連桿30通過預加載機構56被施加了一定時間周期的預載(見圖13中的K)。此后，加載機構58施加了一個沖擊載荷給連桿30以斷裂破裂區(qū)域44a(見圖13中的L)，并且在一小段時間滯后Δt以后然后施加沖擊載荷給另一個破裂區(qū)域44b(見圖13中的M)。當連桿30破裂的時候，施加在其上的載荷如圖13所示隨著時間而改變。
如圖14所示，用于給破裂裝置50的旋轉驅動源57提供電流的控制板134連接到一個A/D轉換器136上，A/D轉換器136連接于個人計算機(處理器)138。當預載和沖擊載荷通過液壓缸82和旋轉驅動源57施加于連桿30上時，一個基于旋轉驅動源57的驅動扭矩及其旋轉速度的模擬信號通過A/D轉換器136被轉換成數字信號，這個數字信號被輸入個人計算機138中。個人計算機138然后實現基于數字信號的處理操作和修正操作，并且在其顯示屏上顯示一個基于旋轉驅動源57的驅動扭矩及其旋轉速度的載荷對時間的曲線，如圖13所示。
特別地，預先設置的預載和沖擊載荷的大小以及預載和沖擊載荷施加的時間提前輸入個人計算機138中。當連桿30破裂的時候，一個基于旋轉驅動源57的驅動扭矩及其旋轉速度而產生的輸出信號同來自個人計算機138的處理和修整后的信號進行比較，以確定是否連桿30已經被適當地破裂了。因此，質量和生產控制的管理在連桿30破裂時能夠使用個人計算機138來有效地實現。
而且，質量和生產控制的管理也可以通過比較破裂區(qū)域44a被斷裂的時間和破裂區(qū)域44b被斷裂的時間之間的斷裂時間差Δt的大小來實現。尤其是，如果時間差Δt過分地大，那么連桿的質量就可能是無法接受的低。然而，可以執(zhí)行一個反饋控制過程來輸出一個電信號給旋轉驅動源57，使得被個人計算機138檢測出來的斷裂時間差Δt將與預先設定的最佳時間差Δt相等。通過這種方式，檢測出來的斷裂時間差Δt能夠被優(yōu)化，以穩(wěn)定并增加連桿30的質量。
在第一實施例中，預加載機構56使用了一個液壓缸82。然而，預加載機構56可以使用像彈簧那樣的負重元件或彈性元件來產生預載。
在第一實施例中，如上面所述，當連桿30通過破裂裝置50被破裂的時候，旋轉驅動源57的驅動扭矩及其旋轉速度通過A/D轉換器136被檢測并提供給個人計算機138，并且隨后通過個人計算機被處理和修正。通過這種方式，隨著它們隨時間而改變，通過加載機構58的轉子104施加到楔78上的預載和沖擊載荷的值就能夠通過個人計算機138不斷地作為載荷對時間曲線(見圖13)被顯示或輸出。
結果，施加到連桿30上的載荷在連桿被破裂的時候就能夠容易地被確認在個人計算機138的顯示屏上，或者通過一些其它輸出形式，用于在連桿30的較大端38斷裂的時候方便其質量控制。
施加到連桿30上的載荷的值的典型輸出數據隨著它們隨時間變化可以被存儲或儲存。儲存的輸出數據可以用于把現在制造的連桿30破裂時所施加的載荷值、載荷施加時間以及類似的數據同以前制造的連桿30破裂時所施加的載荷值、載荷施加時間以及類似的數據進行比較。也可以對一批制造的連桿30的每一個個體實現質量控制。
為了破裂連桿30，通常的實踐是制造屬于在單獨一批中的每個連桿類型的多個連桿30。通過控制施加載荷的負載和時間，同時在同一批次里破裂每個連桿30，在同一批次中的連桿30的質量能夠穩(wěn)定下來，以方便生產管理。
因為施加載荷的負載和時間也能夠在不同的制造批次之間比較，檢測的載荷和預先設置的最佳載荷能夠在不同制造批次之間比較，以控制并提供電流給旋轉驅動源57，用來獲得最佳載荷。通過這種方式，來自不同批次的連桿30的質量就能夠進一步穩(wěn)定下來，使生產管理效率更好。
為了破裂連桿30的較大端38，加載機構58的轉子104通過旋轉驅動源57旋轉，以使軸81位移，用于因此施加沖擊載荷。加載機構58在施加沖擊載荷的時候能有效地減少所產生的噪音，因此改善了制造連桿30的制造環(huán)境。
在轉子104的外圓周表面的導向器120的形狀，也就是說平面部122、第一階梯部124、第二階梯部128的形狀可以按希望的改變，并且液壓缸82可以被控制，以根據導向器120的形狀來位移活塞桿80，這樣就使得為了斷裂連桿30的較大端38而施加于楔78上的預載和沖擊載荷的大小以及預載和沖擊載荷施加于楔78上的時間能夠自由調整。
圖15展示了根據本發(fā)明的第二實施例的用于破裂連桿30的一個破裂裝置150。破裂裝置150的與破裂裝置50相同的那些部件用相同的參考特征表示，并且將不在下面詳細描述。
根據第二實施例的用于破裂連桿30的破裂裝置150包括一個旋轉驅動源152，其具有一個實質上垂至于垂直軸154的軸線延伸的軸線，垂直軸154穿過上端板85a延伸。旋轉驅動源152具有一個驅動軸106，通過一個連接件158與一個外螺紋滾珠螺桿156一體地連接在一起。外螺紋滾珠螺桿156通過一個內螺紋矩形位移元件160咬合，位移元件160的上表面合下表面連接到一個連接機構162上。
特別地，連接機構162包括一個安裝在位移件160上的第一連接支撐166，以及一個第一臂168，第一臂168的一端通過樞裝在其上的一個連接銷164可移動角度地支撐在第一連接支撐166上。第一臂168的另一段通過樞裝在其上的一個連接銷164可移動角度地支撐在第二連接支撐170上。第二連接支撐170安裝在具有實質上L形橫截面的一個連接臂172的下端。連接臂172可軸向位移地被一個導向機構(未示出)支撐，并且具有一個實質上水平延伸的上部，且有一個限定在其中的插入孔174。垂直軸154可軸向位移地穿過插入孔174插入。具有一個放大直徑的凸緣176安裝在垂直軸154的下端。
連接機構162還包括一個第三連接支撐178，安裝在位移件160的下表面，以及一個第二臂180，其一端通過樞裝在其上的一個連接銷164可移動角度地支撐在第三連接支撐178上。第二臂180的另一段通過樞裝在其上的一個連接銷164可移動角度地支撐在第四連接支撐182上。第四連接支撐182在內部連接到鑄件框94上。
當旋轉驅動源152通電時，滾珠螺桿156圍繞著自己的軸線通過驅動軸106旋轉，因此使位移件160遠離旋轉驅動源152地位移。第一臂168使連接臂172向下位移，推動軸154上的凸緣176向下。因此，軸154被向下施壓以施加一個沖擊載荷給連接到軸154上的楔78(見圖2和圖3)。
根據第二實施例，旋轉驅動源152的旋轉驅動力通過連接機構162被轉移到連接臂172上。滾珠螺桿156的螺距這樣選擇，即，隨著位移件160在滾子螺桿156上被位移了一段較大的距離，位移件160的位移速度增加。因為連接臂172隨著其位移了較大的距離，它可以以較高的速度軸向位移，從連接臂172施加到凸緣176上以向下推動凸緣176的力隨著連接臂172位移了一段較大的距離而增加，并且一個更大的沖擊載荷被施加到楔78上。
圖16展示了根據本發(fā)明的第三實施例的用于破裂連桿30的一個破裂裝置200。破裂裝置200的與根據第一實施例的破裂裝置50相同的那些部件用相同的參考特征表示，并且將不在下面詳細描述。
破裂裝置200具有一個旋轉驅動源202，其具有一個實質上垂至于垂直軸214的軸線延伸的軸線，垂直軸214穿過上端板85a延伸。一個垂直延伸的齒條(嚙合件)204安裝在鑄件框94上，并且旋轉驅動源202具有一體地連接到一個小齒輪110上的一個驅動軸(未標號)，小齒輪110與齒條204嚙合。齒條204實質上平行于軸214延伸并且通過安裝在鑄件框94的內表面上的一個導向器206被軸向引導位移。
一個實質上垂至于齒條204的軸線延伸的壓榨機208安裝在齒條204的上端，且具有在其中限定的一個插入孔210。垂直軸214可軸向位移地穿過插入孔210插入。具有一個放大直徑的凸緣212安裝在垂直軸214的下端。
當旋轉驅動源202通電時，小齒輪110整體地旋轉，使得同小齒輪110保持嚙合的齒條204軸向向下位移。齒條204將壓榨機208一致地向下位移，推動軸214上的凸緣212向下。軸214被向下施壓以施加一個沖擊載荷給連接到軸214上的楔78。
根據第三實施例，同齒條204保持嚙合的小齒輪110的外直徑可以選擇以改變齒條204位移的速度。因此施加于楔78(見圖2和圖3)的沖擊載荷的大小能夠容易地改變。
盡管本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例已經被展示并詳細描述，應該理解在沒有脫離所附權利要求的范圍的情況下可以對此做出多種變化和修改。
權利要求
1.一種用于將具有一個較大端(38)和一個較小端(40)的一體的連桿(30)進行破裂的裝置，所述破裂是通過將限定在所述較大端(38)中的一個連接孔(36)設置在一對展延器(74、76)上，并且將一個楔(78)壓入所述展延器(74、76)之間，以使展延器(74、76)彼此遠離地移動，因此將所述較大端斷裂成一個頂蓋(32)和一個桿(34)，包括一預加載機構(56)，用于在所述楔(78)受壓的方向上對所述楔(78)施加一個預載，以將所述展延器(74、76)抵靠著位于所述較大端(38)中的所述連接孔(36)的內表面施壓；以及一加載機構(58)，用于在所述楔(78)受壓的方向上對所述楔(78)施加一個沖擊載荷，以斷裂所述較大端(38)；所述加載機構(58)包括一旋轉驅動源(57)；一轉子(104)，通過所述旋轉驅動源(57)可以旋轉；一環(huán)形導向器(120)，安裝在所述轉子(104)上；以及一載荷傳送器，連接于所述楔(78)并且同所述導向器(120)嚙合，以便同所述楔(78)一致地垂直位移。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述導向器(120)從所述轉子(104)的外圓周表面向外徑向突出，而且一個表面同所述載荷傳送器保持嚙合并且在所述楔(78)受壓的方向上不斷改變。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于所述導向器(120)包括一實質上水平延伸的平面部(122)；一第一階梯部(124)，同所述平面部(122)連接并延伸，并且實質上平行于所述平面部(122)而遠離所述楔(78)一段距離；一第二階梯部(128)，同所述第一階梯部(124)連接并延伸，并且實質上平行于所述第一階梯部(124)而遠離所述楔(78)一段距離；所述平面部(122)、所述第一階梯部(124)以及所述第二階梯部(128)在所述轉子(104)旋轉的方向上接續(xù)地設置，并且所述平面部(122)、所述第一階梯部(124)以及所述第二階梯部(128)通過傾斜部被連接在一起。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于所述平面部(122)具有一個用作在所述轉子(104)的軸向方向上的基準的高度，所述第一階梯部(124)與所述平面部(122)間隔開一段預定的距離，并且所述第二階梯部(128)與所述平面部(122)間隔開的距離比所述第一階梯部(124)與所述平面部(122)之間的距離大。
5.如權利要求2所述的裝置，其特征在于同所述平面部(122)保持嚙合的所述載荷傳送器當轉換到開始同所述第一階梯部(124)嚙合的時候，通過所述楔(78)施加了預載給所述連桿(30)，并且當轉換到同所述第一階梯部(124)脫離嚙合而開始同所述第二階梯部(128)嚙合的時候，通過楔(78)施加了沖擊載荷給所述連桿(30)。
6.如權利要求2所述的裝置，其特征在于所述導向器(120)具有在所述轉子(104)的軸向方向上的實質上恒定的厚度(T)。
7.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述載荷傳送器包括一個軸(81)，所述軸(81)可以依靠所述轉子(104)的旋轉而通過與所述導向器(120)嚙合的輥子(96a、96b)來軸向位移，用于將所述沖擊載荷施加于所述楔(78)，所述預加載機構(56)包括具有個活塞桿(80)的一個缸(82)，所述軸(81)與所述活塞桿(80)一體形成。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于所述軸(81)連接于所述楔(78)。
9.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述預加載機構(56)包括產生預載的一個缸(82)，所述缸(82)包括一個活塞桿(80)和一個活塞(84)，活塞桿(80)用于將預載傳遞給所述楔(78)，活塞(84)在所述楔(78)受壓的方向上可以同所述活塞桿(80)一致地位移，所述活塞(84)在與所述楔(78)受壓的方向相反的方向上可以移動。
10.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述轉子(104)支撐了一個環(huán)形齒輪(118)的外圓周表面，該外圓周表面具有多個齒，所述旋轉驅動源(57)具有一個驅動軸(106)，所述驅動軸(106)支撐了在其上的一個齒輪(110)，所述環(huán)形齒輪(118)同所述齒輪(110)保持嚙合。
11.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述連桿(30)具有一對破裂區(qū)域(44a、44b)，作為所述較大端(38)的所述頂蓋(32)和所述桿(34)之間的邊界區(qū)域而設置在所述連接孔(36)附近。
12.如權利要求11所述的裝置，其特征在于進一步包括一工件夾持機構(52)，用于夾持所述連桿(30)；所述工件夾持機構(52)包括一對壓榨機(70、72)，用于在面對所述破裂區(qū)域(44a、44b)的位置分別對所述連桿(30)的對邊施壓。
13.如權利要求12所述的裝置，其特征在于所述工件夾持機構(52)具有一對一對滑銷(64a、64b)，可以分別插入在所述連桿(30)的所述較大端(38)中限定的一對螺栓孔(42a、42b)內部。
14.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述展延器(74、76)具有實質的半圓形的外圓周表面，并且具有與所述連接孔(36)的內徑實質相同的各自的外徑。
15.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述楔(78)具有面對所述展延器之一(76)的內表面的一個錐形表面(78b)，并且在與所述楔(78)受壓的方向相反的方向上逐漸擴展，所述展延器之一(76)具有一個同所述錐形表面(78b)保持抵靠的錐形壁(76d)。
16.如權利要求1所述的裝置，其特征在于進一步包括一個控制板(134)，一個轉換器(136)通過所述控制板(134)連接到所述旋轉驅動源(57)上，用于將來自所述旋轉驅動源(57)的一個模擬信號輸出轉換成數字信號，并且一個處理器(138)連接到所述轉換器(136)上，用于處理來自所述轉換器(136)的所述數字信號，以檢測并處理所述旋轉驅動源(57)的旋轉輸出。
17.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述加載機構包括一滾珠螺桿(156)，連接于所述旋轉驅動源(57)的一個驅動軸(106)，所述滾珠螺桿(156)在外部有螺紋；一位移件(160)，咬合在所述滾珠螺桿(156)上，用于依靠所述滾珠螺桿(156)的旋轉來軸向位移；一連接臂(172)，通過一個連接機構(162)連接到所述位移件(160)上；以及一軸(154)，通過所述連接臂(172)延伸并且連接到所述楔(78)上；藉此，當所述滾珠螺桿(156)旋轉的時候，所述位移件(160)軸向位移，以造成所述連接機構(162)軸向移動所述連接臂(172)，用以通過所述軸(154)在所述楔(78)受壓的方向上施加沖擊載荷給所述楔(78)。
18.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述加載機構包括一齒輪(110)，安裝在所述旋轉驅動源(57)的一個驅動軸上，所述齒輪(110)具有多個齒；一嚙合元件(204)，同所述齒輪(110)嚙合并用于軸向位移的導向；以及一軸(214)，通過所述嚙合元件(204)延伸并且連接到所述楔(78)上；藉此，當所述旋轉驅動源(57)通電的時候，所述嚙合元件(204)通過所述齒輪(110)被軸向位移，用以通過所述軸(214)在所述楔(78)受壓的方向上施加沖擊載荷給所述楔(78)。
19.一種用于將具有一個較大端(38)和一個較小端(40)的一體的連桿(30)進行破裂的方法，所述破裂是通過將限定在所述較大端(38)中的一個連接孔(36)設置在一對展延器(74、76)上，并且將一個楔(78)施壓到所述展延器(74、76)之間，以使展延器(74、76)彼此遠離地移動，因此將所述較大端斷裂成一個頂蓋(32)和一個桿(34)，包括步驟在所述楔(78)受壓的方向上對所述楔(78)施加一個預載，以將所述展延器(74、76)抵靠著在所述較大端(38)中的所述連接孔(36)的內表面施壓；以及借助一旋轉驅動源(57)轉動一個轉子(104)，以使一個同安裝在所述轉子(104)的外圓周表面上的一個導向器(120)相嚙合的載荷傳送器軸向位移，從而在所述楔(78)受壓的方向上對所述楔(78)施加一個沖擊載荷，以斷裂所述較大端(38)。
20.如權利要求19所述的方法，其特征在于一個處理器(138)連接于所述旋轉驅動源(57)，用于檢測并處理所述旋轉驅動源(57)的一個旋轉輸出，并且顯示基于所述旋轉驅動源(57)的旋轉輸出的處理過的數據。
全文摘要
一種破裂裝置，包括設置在由一個連桿(30)的較大端(38)所限定出的一個連接孔(36)上的一對展延器(74、76)，施壓到所述展延器(74、76)之間的一個楔(78)，一用于在所述楔(78)受壓的方向上對所述楔(78)施加一個預載的預加載機構(56)，以及用于在所述楔(78)受壓的方向上對所述楔(78)施加一個沖擊載荷的一個加載機構(58)，通過給一個旋轉驅動源(57)通電并將來自旋轉驅動源(57)的旋轉驅動力通過連接于所述楔(78)的一個軸(81)傳遞，在預載通過預載機構(56)被施加到所述楔(78)以后。
文檔編號F16C9/00GK1590011SQ200410057990
公開日2005年3月9日 申請日期2004年8月27日 優(yōu)先權日2003年8月28日
發(fā)明者百瀬保雄 申請人:本田技研工業(yè)株式會社