專利名稱：用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪，例如泵葉輪和渦輪葉輪，這種葉輪包括輪轂；碗狀外殼，該碗狀外殼通過(guò)環(huán)形焊縫被連接到輪轂的外周部分上；和多個(gè)葉片，這些葉片從外殼的內(nèi)周面伸出。
背景技術(shù)：
這種用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪是已知的，例如日本專利申請(qǐng)公開JP2001-108059中就公開了這種葉輪。
在傳統(tǒng)的用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪中，廣泛采用MIG焊接和TIG焊接來(lái)把輪轂焊接到外殼上。然而，MI6焊接需要一個(gè)工序來(lái)消除在焊接操作過(guò)程中所產(chǎn)生的飛濺；并且MIG焊接和TIG焊接兩者都需要大量的熱量輸入來(lái)把輪轂的整個(gè)周邊焊接到外殼上，從而在操作中經(jīng)常產(chǎn)生熱變形，并且在這種情況中，需要一個(gè)消除變形的工序。此外，在對(duì)焊接進(jìn)行目檢以判斷焊縫是否良好時(shí)是需要技能的。
此外，在日本專利申請(qǐng)公開JP2003-214523中公開了一種制造用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪的方法，其中，在碗狀外殼的內(nèi)表面上以環(huán)形方式設(shè)置若干葉片；用于沿徑向固定這些葉片內(nèi)端的環(huán)形固定盤(retainerplate)通過(guò)焊接被臨時(shí)地固定于外殼的內(nèi)表面上；在進(jìn)行臨時(shí)固定之后，把這些葉片和固定盤釬焊到外殼的內(nèi)表面上；在釬焊之后，把一輪轂焊接到外殼的中部。
然而，在制造用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪的傳統(tǒng)方法中，通常采用點(diǎn)焊和凸焊將固定盤臨時(shí)地固定到外殼的內(nèi)表面上。在每種焊接中，外殼和固定盤都需要被強(qiáng)有力地相互擠壓，所產(chǎn)生的壓力會(huì)引起外殼和固定盤的變形。尤其在凸焊中，形成在外殼和固定盤的相對(duì)置的表面中的其中一個(gè)上的突起所產(chǎn)生的變形可能會(huì)向周圍擴(kuò)展，從而造成周圍變形。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述情況而作出本發(fā)明，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有良好質(zhì)量和生產(chǎn)率的用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪，這種葉輪能夠以相對(duì)較少的熱量輸入形成環(huán)形焊縫，并且無(wú)需任何技能就能精確地目檢出焊縫是否良好。
此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪的方法，其中，通過(guò)焊接就能容易地把固定盤臨時(shí)固定到外殼上，而不會(huì)使外殼和固定盤產(chǎn)生變形。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一特征，提供了一種用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪，這種葉輪包括輪轂；碗狀外殼，該碗狀外殼通過(guò)環(huán)形焊縫與輪轂的外周部分相連；和多個(gè)葉片，這些葉片從外殼的內(nèi)周面伸出；其中，外殼的內(nèi)周面被裝配到輪轂的外周面上，并且通過(guò)在裝配深度的整個(gè)長(zhǎng)度上進(jìn)行激光焊接而在它們之間形成焊縫。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第二特征，提供了一種用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪，它包括輪轂；碗狀外殼，該碗狀外殼通過(guò)環(huán)形焊縫與輪轂的外周部分相連；和多個(gè)葉片，這些葉片從外殼的內(nèi)周面伸出；其中，形成在外殼的內(nèi)周端的圓筒形凸臺(tái)的內(nèi)周面被裝配到輪轂的外周面上，并且通過(guò)在裝配深度的整個(gè)長(zhǎng)度上進(jìn)行激光焊接而在它們之間形成焊縫。
采用本發(fā)明的第一特征和第二特征，通過(guò)激光焊接，能夠以較少的熱量輸入形成環(huán)形焊縫，并且輪轂?zāi)芤砸后w密封方式被牢固地連接到外殼上，同時(shí)可避免外殼產(chǎn)生熱變形。此外，激光焊接不會(huì)造成任何飛濺，從而無(wú)需采用消除飛濺的步驟。因此，本發(fā)明非常有助于改進(jìn)泵葉輪的質(zhì)量和生產(chǎn)率。
此外，由于所形成的焊縫從外殼和輪轂的安裝部分的一軸向端延伸到另一端，在安裝部分的另一端上形成環(huán)形變色部分，因此，任何人只需目檢是否具有所述變色部分就能容易且可靠地判斷出由激光焊接所產(chǎn)生的焊縫是否良好，從而有助于確保高質(zhì)量。
此外，采用本發(fā)明的第二特征，外殼的凸臺(tái)進(jìn)行延伸，以確保相對(duì)輪轂而言具有足夠的安裝深度，從而即使外殼較薄，也能確保所述焊縫深度足夠大。因此，通過(guò)由激光焊接所形成的環(huán)形焊縫，能有效地增大外殼和輪轂之間的連接強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的第三特征，提供了一種制造用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪的方法，該方法包括步驟在碗狀外殼的內(nèi)表面上以環(huán)狀方式設(shè)置多個(gè)葉片；通過(guò)焊接把一環(huán)形固定盤臨時(shí)固定到外殼的內(nèi)表面上，以便沿徑向固定住這些葉片的內(nèi)端；把這些葉片和固定盤釬焊到外殼的內(nèi)表面上；和把一輪轂焊接到外殼的中部；其中，所述焊接是這樣來(lái)執(zhí)行的，即，把固定盤疊放到外殼的內(nèi)表面上，并且從固定盤側(cè)施加一激光束，從而在固定盤和外殼之間形成一焊縫。
通過(guò)采用本發(fā)明的第三特征，當(dāng)通過(guò)激光焊接在外殼和固定盤之間形成焊縫以便把固定盤臨時(shí)地固定到外殼上時(shí)，僅僅使外殼和固定盤的平坦相對(duì)置的表面相互重疊，而無(wú)需象傳統(tǒng)的點(diǎn)焊或凸焊那樣使它們強(qiáng)有力地相互擠壓。這樣就有利于進(jìn)行焊接操作，而且還可避免外殼和固定盤發(fā)生變形，從而有助于提高葉輪的質(zhì)量和生產(chǎn)率。
除了第三特征以外，根據(jù)本發(fā)明的第四特征，焊縫是環(huán)繞著輪轂以環(huán)形方式被形成的，這些葉片和固定盤在焊縫的徑向向外的位置處被釬焊到外殼的內(nèi)表面上。
采用本發(fā)明的第四特征，當(dāng)把葉片和固定盤釬焊到外殼上時(shí)，用于臨時(shí)固定的環(huán)形焊縫能阻擋熔化的釬焊材料泄漏到外殼的內(nèi)周面上，從而在釬焊之后把外殼焊接到輪轂上時(shí)，能可靠地防止釬焊材料流出從而混合到熔化部分內(nèi)，從而能實(shí)現(xiàn)良好的焊接。
除了第三特征之外，根據(jù)本發(fā)明的第五特征，在外殼的周向內(nèi)端形成朝固定盤突出的圓筒形凸臺(tái)，通過(guò)形成為點(diǎn)狀的焊縫把該凸臺(tái)焊接到輪轂上。
采用本發(fā)明的第五特征，當(dāng)這些葉片和固定盤被釬焊到外殼上時(shí)，即使熔化的釬焊材料在環(huán)繞著所述焊縫點(diǎn)的同時(shí)通過(guò)在外殼和固定盤之間，該熔化的釬焊材料也會(huì)被外殼的凸臺(tái)的外周面所阻擋，而不會(huì)到達(dá)凸臺(tái)的內(nèi)周面。因此，呈點(diǎn)狀分布的焊縫足以對(duì)固定盤進(jìn)行臨時(shí)固定，從而能提高臨時(shí)固定的操作效率。在隨后進(jìn)行的把外殼的凸臺(tái)焊接到輪轂的過(guò)程中，在釬焊之后把外殼焊接到了輪轂上時(shí)，能可靠地防止釬焊材料流出和混入到熔化部分內(nèi)，從而能進(jìn)行優(yōu)良的焊接。
所述流體傳動(dòng)裝置相當(dāng)于下面將要描述的本發(fā)明實(shí)施例中的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器T，且所述葉輪相當(dāng)于泵葉輪2和渦輪葉輪3。
從下面參照附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，可以清楚地理解本發(fā)明的上述目的以及其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器的上半部分的側(cè)向縱剖圖。
圖2是沿圖1中的線2-2剖取的剖視圖。
圖3是沿圖2中的線3-3剖取的剖視圖。
圖4表示泵葉輪的制造過(guò)程。
圖5是沿圖1中的線5-5剖取的剖視圖。
圖6是沿圖5中的線6-6剖取的剖視圖。
圖7表示渦輪葉輪的制造過(guò)程。
圖8表示與圖3相應(yīng)的泵葉輪的變型。
圖9表示與圖6相應(yīng)的渦輪葉輪的變型。
具體實(shí)施例方式
下面將基于附圖來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
首先，參照?qǐng)D1，作為流體傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器T包括泵葉輪2；渦輪葉輪3，其被設(shè)置成面對(duì)著泵葉輪2；和定子葉輪4，其插在泵葉輪2和渦輪葉輪3的內(nèi)周部分之間。在這三個(gè)葉輪2，3，4之間限定一循環(huán)回路6，該循環(huán)回路6通過(guò)工作油來(lái)傳遞動(dòng)力。
傳動(dòng)罩5通過(guò)焊接被整體地連接到泵葉輪2的外周部分上，以便罩住渦輪葉輪3的外側(cè)。啟動(dòng)齒圈7被焊接到傳動(dòng)罩5的外周面上。驅(qū)動(dòng)盤8被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)上的曲軸1上，該驅(qū)動(dòng)盤8通過(guò)螺栓9被固定到齒圈7上。止推滾針軸承17被插在渦輪葉輪3的輪轂3h與傳動(dòng)罩5之間。
輸出軸10與曲軸1同軸布置，該輸出軸10被設(shè)置在轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器T的中部。輸出軸10利用花鍵被裝配到渦輪葉輪3的輪轂3h上，并且被可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在傳動(dòng)罩5的輪轂5h的內(nèi)周面上，且在它們之間插入軸承襯套16。輸出軸10是圖中未示出的多級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主軸。
圓筒形定子軸12被設(shè)置在輸出軸10的外周邊周圍，并且支撐著定子葉輪4的輪轂4h，并且在它們之間插設(shè)有飛輪11。軸承襯套15插設(shè)在輸出軸10和定子軸12之間，以便允許軸10和12產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。定子軸12的外端不可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在傳動(dòng)箱14上。
止推滾針軸承18和18′插設(shè)在定子葉輪4的輪轂4h、泵葉輪2的輪轂2h以及渦輪葉輪3的輪轂3h之間。
輔助機(jī)械驅(qū)動(dòng)軸20與泵葉輪2的輪轂2h相連接，該輔助機(jī)械驅(qū)動(dòng)軸20以可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式設(shè)置在定子軸12的外周邊周圍，以便驅(qū)動(dòng)油泵21，該油泵用于把工作油提供給轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器T。
在渦輪葉輪3和傳動(dòng)罩5之間形成離合器腔室22，用于容納鎖定離合器L，該鎖定離合器L能夠使渦輪葉輪3和傳動(dòng)罩5相互直接連接。離合器活塞25是該鎖定離合器L的主要元件，該離合器活塞25被設(shè)置在離合器腔室22內(nèi)，從而把離合器腔室22分成位于渦輪葉輪3側(cè)的內(nèi)腔室22a和位于傳動(dòng)罩5側(cè)的外腔室22b。離合器活塞25在其外周部分的側(cè)壁上具有環(huán)形摩擦襯里25a，該環(huán)形摩擦襯里面對(duì)著傳動(dòng)罩5的內(nèi)表面。離合器活塞25被可滑動(dòng)地支撐在渦輪葉輪3的輪轂3h的外周面上，以便沿軸向在連接位置和斷開位置之間運(yùn)動(dòng)，在所述連接位置處，摩擦襯里25a被擠壓在傳動(dòng)罩5的內(nèi)表面上，而在所述斷開位置處，摩擦襯里25a與內(nèi)壁間隔開。
轉(zhuǎn)矩阻尼器D也設(shè)置在離合器腔室22內(nèi)，用于把離合器活塞25和渦輪葉輪3以緩沖方式連接在一起。
在輸出軸10的中部設(shè)置有第一油路30，以便通過(guò)側(cè)孔26和止推滾針軸承17與離合器腔室22的外腔室22b相連通。此外，在輔助機(jī)械驅(qū)動(dòng)軸20和定子軸12之間設(shè)置第二油路31，以便通過(guò)止推滾針軸承18，18′和飛輪11與循環(huán)回路6的內(nèi)周部分相連通。第一油路30和第二油路31通過(guò)鎖定控制閥32交替地與油泵21的排放側(cè)和油箱33連接。
因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)或極低的操作狀態(tài)下，鎖定控制閥32由電子控制單元(圖中未示)控制，以便把第一油路30與油泵21的排出口相連，另一方面，把第二油路31與油箱33相連。因此，從發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸1輸出的轉(zhuǎn)矩通過(guò)驅(qū)動(dòng)盤8和傳動(dòng)罩5被傳遞給泵葉輪2，從而使泵葉輪2轉(zhuǎn)動(dòng)，且當(dāng)油泵21也被驅(qū)動(dòng)時(shí)，由油泵21排出的工作油從鎖定控制閥32依次經(jīng)第一油路30、橫向孔26、止推滾針軸承17和離合器腔室22的外腔室22b和內(nèi)腔室22a流入到循環(huán)回路6內(nèi)，從而充滿該回路6，然后，經(jīng)止推滾針軸承18和18′流入到第二油路31內(nèi)，然后通過(guò)鎖定控制閥32流回到油箱33。
另一方面，在離合器腔室22內(nèi)，外腔室22b中的壓力高于內(nèi)腔室22a中的壓力，這是由于上述工作油的流動(dòng)造成的，在外腔室22b和內(nèi)腔室22a之間的壓力差的作用下，離合器活塞25縮回，從而離開傳動(dòng)罩5的內(nèi)壁。這樣，鎖定離合器L就處于關(guān)閉狀態(tài)，以便允許泵葉輪2和渦輪葉輪3產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，當(dāng)泵葉輪2由曲軸1轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)時(shí)，充填在循環(huán)回路6中的工作油就在循環(huán)回路6內(nèi)按箭頭所示方向循環(huán)流動(dòng)，把泵葉輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞給渦輪葉輪3，從而驅(qū)動(dòng)輸出軸10。
如果在這個(gè)時(shí)候，泵葉輪2和渦輪葉輪3之間發(fā)生轉(zhuǎn)矩增大作用，那么隨之產(chǎn)生的反作用力施加到定子葉輪4上，從而通過(guò)飛輪11的鎖定作用把定子葉輪4固定住。
當(dāng)轉(zhuǎn)矩增大作用結(jié)束時(shí)，由于定子葉輪4接收到的轉(zhuǎn)矩的反向轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致定子葉輪4與泵葉輪2和渦輪葉輪3沿相同的方向一起轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)飛輪11空轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器T處于這樣一種連接狀態(tài)時(shí)，由電子控制單元來(lái)改變鎖定控制閥32的操作。于是，與前面的情況相反，從油泵21排出的工作油通過(guò)第二油路31從鎖定控制閥32流入循環(huán)回路6內(nèi)，從而充滿該回路6，然后，流到離合器腔室22的內(nèi)腔室22a，從而也充滿內(nèi)腔室22a。另一方面，由于離合器腔室22的外腔室22b通過(guò)第一油路31和鎖定控制閥32通向油箱33，因此，該離合器腔室22的內(nèi)腔室22a中的壓力要高于外腔室22b中的壓力。這些壓力之間的壓力差把離合器活塞25壓到傳動(dòng)罩5側(cè)，并且把摩擦襯里25a壓到傳動(dòng)罩5的內(nèi)壁上，從而使鎖定離合器L進(jìn)入連接狀態(tài)。然后，從曲軸1傳遞到泵葉輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩以機(jī)械方式從傳動(dòng)罩5經(jīng)離合器活塞25、多個(gè)第一動(dòng)力傳遞爪33、阻尼彈簧32和多個(gè)第二動(dòng)力傳遞爪34被傳遞到渦輪葉輪3，從而使泵葉輪2和渦輪葉輪3進(jìn)入直接連接狀態(tài)，于是，就能將曲軸1的輸出轉(zhuǎn)矩有效地傳遞到輸出軸10，以減小油耗。
下面將參照?qǐng)D2至圖4來(lái)描述泵葉輪2的結(jié)構(gòu)及其制造方法。
泵葉輪2包括碗狀的環(huán)形外殼2s；大量的葉片2b，被釬焊在外殼2s內(nèi)表面上的適當(dāng)位置處；環(huán)形固定盤2r，被釬焊到外殼2s的內(nèi)表面上，用于沿徑向固定葉片2b的內(nèi)端；芯部2c，該芯部把全部葉片2b的中部相互連接起來(lái)；和輪轂2h，該輪轂被裝配在外殼2s和固定盤2r的內(nèi)周面上，并且該輪轂通過(guò)由激光焊接所形成的環(huán)形焊縫40連接到所述內(nèi)周面上。
在外殼2s上，設(shè)置有大量的沿周邊布置的定位槽41，每條定位槽41與徑向設(shè)置在每個(gè)葉片2b內(nèi)端上的定位突起42相接合。
另一方面，固定盤2r被設(shè)置成能把全部葉片2b的每個(gè)定位突起42壓向在其外周邊處的定位槽41。固定盤2r也設(shè)置有定位槽43，各葉片2b與這些定位槽43相接合。
在每個(gè)葉片2b上，在與芯部2c相對(duì)的邊緣上形成有定位突起44，在芯部2c上穿有定位孔45，所述定位突起44與定位孔45相接合。
為了把葉片2b和固定盤2r釬焊到外殼2s上，首先，如圖4A所示，在外殼2s上，把葉片2b和固定盤2r固定入位。然后，在外殼2s和固定盤2r圍繞它們的軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，從激光焊炬W1將激光束B1施加到固定盤2r內(nèi)周端附近的外表面上，以形成環(huán)形焊縫46，使得該焊縫熔化并從固定盤2r的外表面延伸到外殼2s的壁內(nèi)，以環(huán)繞著所述輪轂2h。固定盤2r通過(guò)該焊縫46被臨時(shí)地固定到外殼2s上。
在這種臨時(shí)固定之后，如圖4B所示，在環(huán)形焊縫46的外周側(cè)上，熔化的釬焊材料47滲入到外殼2s和葉片2b以及固定盤2r之間，從而執(zhí)行釬焊。這樣，葉片2b沿著固定盤2r被牢固地連接到外殼2s上。在這個(gè)時(shí)候，利用環(huán)形焊縫46就能可靠地阻擋熔化的釬焊材料47泄漏到外殼2s和固定盤2r的內(nèi)周端上。
在通過(guò)激光焊接形成焊縫46過(guò)程中，外殼2s和固定盤2r的平坦對(duì)置表面僅被重疊，而且不會(huì)象傳統(tǒng)的點(diǎn)焊或凸焊那樣將它們強(qiáng)有力地相互擠壓。于是，這可以有利于進(jìn)行焊接操作，并且還可以避免外殼和固定盤發(fā)生變形。此外，由于每條焊縫46是起始于固定盤3r，并終止于外殼3的壁內(nèi)，因此，在外殼3s的外表面上不會(huì)顯現(xiàn)出焊接痕跡，從而具有美觀的外表。
在釬焊之后，固定盤2r和外殼2s的內(nèi)周面被同時(shí)鉆眼，以便形成裝配孔48，該裝配孔裝配到輪轂2h的外周面上。輪轂2h的外周面被裝配到裝配孔48，并且在外殼2s、固定盤2r和輪轂2h圍繞它們的軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用激光焊炬W2將激光束B2從外殼2s外側(cè)朝著外殼2s和固定盤2r的裝配部分施加到輪轂2h上，從而形成環(huán)形焊縫40，使得該焊縫40熔化并從裝配部分的軸向端部延伸到另一端，如圖4C所示。因此，在裝配部分中，在裝配深度的整個(gè)長(zhǎng)度上形成環(huán)形焊縫40，于是就以液體密封的方式牢固地把外殼2s和固定盤2r連接到輪轂2h上。
如上所述，因?yàn)橥ㄟ^(guò)用于臨時(shí)固定的環(huán)形焊縫46可以防止用于把葉片2b和固定盤2r連接到外殼2s上的釬焊材料47泄漏到裝配孔48側(cè)，因此，在裝配部分被激光焊接時(shí)，能可靠地防止釬焊材料47流出、混入到熔化部分內(nèi)而發(fā)生混合。因此，可以形成良好的焊縫40，以提高外殼2s/固定盤2r和輪轂2h之間的連接強(qiáng)度。
通過(guò)采用激光焊接，能以較少的熱量輸入形成所述環(huán)形焊縫40，46，從而避免了外殼2s發(fā)生熱變形，并且由于不會(huì)產(chǎn)生飛濺現(xiàn)象，因此無(wú)需采用消除飛濺的工序。因此，本發(fā)明能大大改善泵葉輪2的質(zhì)量和生產(chǎn)率。
此外，由于環(huán)形焊縫40是這樣形成的，即，利用激光束B2使焊縫40熔化，并且使焊縫40從外殼2s和固定盤2r的裝配部分的一軸向端部延伸到另一端，并到達(dá)輪轂2h，因此，在裝配部分的另一端，即固定盤2r的外表面形成環(huán)形的變色部分。這樣，任何人只需通過(guò)目檢是否具有所述變色部分，就能容易且可靠地判斷激光焊接是否良好，因此有助于確保高質(zhì)量。
為了把外殼2s和輪轂2h連接在一起，可以通過(guò)TIG或MIG焊接來(lái)形成環(huán)形焊縫140，如圖8所示。
下面將參照?qǐng)D5至圖7來(lái)描述渦輪葉輪3的結(jié)構(gòu)及其制造方法。
渦輪葉輪3在結(jié)構(gòu)上類似于泵葉輪2，該渦輪葉輪3包括碗狀環(huán)形外殼3s；多個(gè)葉片3b，被釬焊在外殼3s內(nèi)表面上的合適位置處；固定盤3r，被釬焊到外殼3s的內(nèi)表面上，用于沿徑向固定葉片3b的內(nèi)端；芯部3c，該芯部把全部葉片3b的中部相互連接起來(lái)；輪轂3h，該輪轂被裝配在外殼3s的內(nèi)周面上，并通過(guò)由激光焊接所形成的環(huán)形焊縫40連接到所述內(nèi)周面上。然而，由于外殼3s是薄的，它不象泵葉輪2的外殼2s一樣，因此事先模制沿著渦輪葉輪3的軸向向內(nèi)突出的圓筒形凸臺(tái)49，以便在內(nèi)周端處彎曲，從而確保相對(duì)于輪轂3h具有足夠的裝配深度。
由于渦輪葉輪3的外殼3s、葉片3b和固定盤3r的定位結(jié)構(gòu)與泵葉輪2的定位結(jié)構(gòu)相同，因此，在附圖中，與泵葉輪2相對(duì)應(yīng)的部分由相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示，在此對(duì)這些部分將不再描述。
為了把葉片3b和固定盤3r釬焊到外殼3s上，首先，如圖7A所示，在外殼3s上，把葉片3b和固定盤3r設(shè)置在適當(dāng)?shù)奈恢?。然后，在外?s和固定盤3r圍繞它們的軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，由激光焊炬W1將激光束B1施加到固定盤3r內(nèi)周端附近的外表面上，以形成多個(gè)焊縫點(diǎn)46′，使得該焊縫點(diǎn)46′熔化并從固定盤3r的外表面延伸到外殼3s的壁內(nèi)。固定盤3r通過(guò)這些焊縫點(diǎn)46′被臨時(shí)地固定到外殼3s上。
在進(jìn)行這種臨時(shí)固定之后，如圖7B所示，熔化的釬焊材料47滲入到外殼3s和葉片3b以及固定盤3r之間，從而執(zhí)行釬焊。這樣，葉片3b就與固定盤3r一起被牢固地連接到外殼3s上。
在進(jìn)行釬焊過(guò)程中，熔化的釬焊材料47繞著焊縫點(diǎn)46′，從而到達(dá)固定盤3r在外殼3s和固定盤3r之間的內(nèi)周端，于是就把固定盤3r釬焊到該內(nèi)周端上，這樣就增大了釬焊強(qiáng)度。因此，可以減小固定盤3r的厚度，從而也就可減小它的重量。此外，繞著所述焊縫點(diǎn)46′從而到達(dá)凸臺(tái)49之外周面的熔化釬焊材料47不能升到凸臺(tái)49的外周面，從而不能到達(dá)凸臺(tái)49的內(nèi)周面。因此，焊縫點(diǎn)46′足以臨時(shí)性地對(duì)固定盤3r進(jìn)行固定，從而提高了臨時(shí)固定操作的效率。
此外，在這種情況中，在通過(guò)激光焊接形成焊縫點(diǎn)46′的過(guò)程中，僅僅將外殼3s和固定盤3r的平坦對(duì)置表面僅重疊，這可以有助于進(jìn)行焊接操作，并且還可以避免外殼和固定盤發(fā)生變形，從而有助于提高葉輪的質(zhì)量和生產(chǎn)率。此外，由于每個(gè)焊縫點(diǎn)46′起始于固定盤3r，并終止于外殼3s的壁內(nèi)，因此在外殼3s的外表面上不會(huì)顯現(xiàn)出焊接痕跡，從而具有美觀的外表。
在釬焊之后，外殼3s的凸臺(tái)49被裝配到輪轂3h的外周面上，然后，在外殼3s、固定盤3r和輪轂3h圍繞它們的軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用激光焊炬W2從外殼3s外側(cè)朝著凸臺(tái)49和輪轂3h的裝配部分施加激光束B2，從而形成環(huán)形焊縫40，使得該焊縫40熔化并從裝配部分的一軸向端部延伸到另一端，即如圖7C所示在裝配部分上的裝配深度的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。利用該環(huán)形焊縫40，把外殼3s和輪轂3h以液體密封方式牢固地連接到輪轂2h上。
如上所述，由于用于把固定盤3r連接到外殼3s上的釬焊材料47被外殼3s的凸臺(tái)49的外周面所阻擋而不能到達(dá)凸臺(tái)49的內(nèi)周面，從而在裝配部分被激光焊接時(shí)，能可靠地防止釬焊材料47流出、混入到熔化部分內(nèi)。因此，在這種情況中，也可以形成良好的焊縫40，以便提高外殼3s的凸臺(tái)49和輪轂3h之間的連接強(qiáng)度。
此外，由于外殼3s的凸臺(tái)49延伸以確保相對(duì)于輪轂3h而言具有足夠的軸向裝配深度，因此，盡管外殼3s較薄，但焊縫40的深度足夠大，可增強(qiáng)外殼3s和輪轂3h之間的連接。
當(dāng)然，在這種渦輪葉輪3中，通過(guò)激光焊接，需要較少的熱量輸入來(lái)形成所述焊縫點(diǎn)46′和環(huán)形焊縫40，從而避免了外殼3s發(fā)生熱變形，并且由于不會(huì)產(chǎn)生飛濺現(xiàn)象，因此無(wú)需采用消除飛濺的工序。因此，本發(fā)明非常有助于改善渦輪葉輪3的質(zhì)量和生產(chǎn)率。
此外，環(huán)形焊縫40這樣形成，即，利用激光束B2使焊縫40熔化，并且使焊縫40從外殼3s的凸臺(tái)的裝配部分的一軸向端部延伸到另一端并到達(dá)輪轂3h，并且在這種情況中，在裝配部分的另一端上，即固定盤3r的外表面形成一環(huán)形的變色部分。因此，任何人只需通過(guò)目檢是否具有所述變色部分，就能容易且可靠地判斷激光焊接是否良好，從而有助于確保高質(zhì)量。
為了把外殼3s連接到輪轂3h上，可以通過(guò)TIG或MIG焊接來(lái)形成環(huán)形焊縫140，如圖9所示。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明主題的情況下可以在設(shè)計(jì)方面作出各種改變。上述實(shí)施例中的泵葉輪2的結(jié)構(gòu)可適用于渦輪葉輪，并且上述實(shí)施例中的渦輪葉輪3的結(jié)構(gòu)也可適用于泵葉輪。本發(fā)明也可應(yīng)用到用于流體接合的泵葉輪和渦輪葉輪。
權(quán)利要求
1.一種用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪，包括輪轂；碗狀外殼，該碗狀外殼通過(guò)環(huán)形焊縫與所述輪轂的外周部分相連；和多個(gè)葉片，這些葉片從所述外殼的內(nèi)周面伸出；其中，所述外殼的內(nèi)周面裝配到所述輪轂的外周面上，并且通過(guò)在裝配深度的整個(gè)長(zhǎng)度上進(jìn)行激光焊接而在它們之間形成焊縫。
2.一種用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪，包括輪轂；碗狀外殼，該碗狀外殼通過(guò)環(huán)形焊縫與所述輪轂的外周部分相連；和多個(gè)葉片，這些葉片從所述外殼的內(nèi)周面伸出；其中，形成在所述外殼的內(nèi)周端的圓筒形凸臺(tái)的內(nèi)周面裝配到所述輪轂的外周面上，并且通過(guò)在裝配深度的整個(gè)長(zhǎng)度上進(jìn)行激光焊接而在它們之間形成焊縫。
3.一種制造用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪的方法，包括步驟在一碗狀外殼的內(nèi)表面上以環(huán)狀方式設(shè)置多個(gè)葉片；通過(guò)焊接把一環(huán)形固定盤臨時(shí)固定到所述外殼的內(nèi)表面上，以便沿徑向固定這些葉片的內(nèi)端；把這些葉片和固定盤釬焊到所述外殼的內(nèi)表面上；和把一輪轂焊接到所述外殼的中部；其中，所述焊接是這樣來(lái)執(zhí)行的，即，把固定盤疊放到外殼的內(nèi)表面上，并且從固定盤側(cè)施加激光束，從而在固定盤和外殼之間形成焊縫。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪的方法，其特征在于，所述焊縫以環(huán)形方式形成以環(huán)繞著輪轂，并且在焊縫的徑向向外的位置把這些葉片和固定盤釬焊到外殼的內(nèi)表面上。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪的方法，其特征在于，在所述外殼的周向內(nèi)端處形成一朝著固定盤突出的圓筒形凸臺(tái)，并且通過(guò)形成為點(diǎn)狀的焊縫把該凸臺(tái)焊接到輪轂上。
全文摘要
一種用于流體傳動(dòng)裝置的葉輪，包括輪轂和碗狀外殼，碗狀外殼通過(guò)一環(huán)形焊縫被連接到輪轂的外周部分上。外殼的內(nèi)周面被裝配到輪轂的外周面上，并且通過(guò)在裝配深度的整個(gè)長(zhǎng)度上進(jìn)行激光焊接從而在它們之間形成焊縫。從而可以以較少的熱量輸入在輪轂和外殼之間形成環(huán)形焊縫，并且無(wú)需任何技能就能精確地目檢出所述焊縫是否良好。
文檔編號(hào)F16H41/26GK1727729SQ20051008555
公開日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2005年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月26日
發(fā)明者佐藤直人, 土屋智彥, 桐山敏英, 高野昭治, 青島功能, 高木直巳 申請(qǐng)人:株式會(huì)社豊技研