CN1533467A - 汽车气门配气机构的传动装置,特别是凸轮轴调节器的传动装置 - Google Patents

汽车气门配气机构的传动装置,特别是凸轮轴调节器的传动装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽车气门配气机构的传动装置，特别是凸轮轴调节器的传动装置，它具有至少一个传动轮(2)和功能零件诸如盖板(3)、定子(6)、闭锁环(4)和密封环(28)，以及具有至少一个转子(7)。建议传动轮(2)与至少一个功能元件(3至6)由高负载能力的非金属材料制成一体。

Description

汽车气门配气机构的传动装置， 特别是凸轮轴调节器的传动装置
本发明涉及根据权利要求1前序部分的汽车气门配气机构的传动装置，特别是凸轮轴调节器的传动装置。
已知的气门配气机构的传动装置是由许多零件组成的，诸如传动轮、盖板、定子、闭锁环、密封环、转子和压紧环。这里的高负荷零件由钢、金属合金和非铁质合金制造，每个这种零件的制造及其组装都是费事和昂贵的。
本发明的任务是做出这种类型的传动装置，由于它具有较少的零件，因而能够以低廉的费用制造和组装。
这个任务通过具有按照本发明权利要求1所表征的特征的这类传动装置来解决。
本发明传动装置中的传动轮和至少一个功能零件采用高负载能力的非金属材料制成一体。由于采用高负载能力的材料，则使复杂的零件能够以低廉的费用和较低的能源消耗制造。零件数量减少，不只降低制造成本，而且还减少组装费用。
本发明的其他特征由另外的权利要求、说明和附图给出。
本发明依据附图所描述的实施方案详细说明，它们是：
图1  本发明传动装置第一实施方案的轴向剖视图；
图2  本发明传动装置第二实施方案的轴向剖视图；
图3  本发明传动装置的链轮和与其制成一体的定子的透视图；
图4  本发明传动装置另一实施方案的一个零件的轴向剖视图；
图5  图4中X的局部放大图；
图6  本发明传动装置中彼此作成一体的齿形皮带轮、盖板、闭锁环和定子的透视图；
图7  已知传动装置的齿形皮带轮、盖板、闭锁环和定子的分解图；
图8  图1传动装置的分解图；
图9  一个已知传动装置的分解图；
图10  本发明传动装置一个零件的透视图；
图11  本发明传动装置螺栓布置的透视图；
图12  图11螺栓的另一视图。
图9表示一个已知的可逆马达，它是用于汽车的凸轮轴调节装置的一个部件。这个可逆马达具有一个压紧环1、一个齿形皮带轮/链轮2、一个罩盖形的盖板3、一个扁平闭锁环4、一个密封环5、一个定子6、一个转子7、密封环8、9和一个轮盘10。这些零件以已知的方式装配，并用螺栓11连接，螺栓11分布在可逆马达的周边上，并穿过压紧环1。螺栓11拧入螺母12中，螺母贴靠在压紧环1背离盖板3的一侧。用螺栓11和螺母12将上述可逆马达的零件轴向连接起来。可逆马达的高承载零件，诸如齿形皮带轮/链轮2、定子6或盖板3由钢、金属合金或非铁质合金制成。这些零件用上述所列材料制造是耗费较大和昂贵的。大量的单独零件也使可逆马达的装配困难和昂贵。
为了能够使可逆马达零件的制造在零件数量较少的情况下费用低廉和低的能量耗费，对于可逆马达的高负荷和高应力零件采用高负载能力的非金属材料，它至少含有一种高负载能力的塑料。虽然除了塑料以外还含有其他的成分，但是为了简单，下面将其称之为高负载能力的塑料。此外由于应用这样高负载能力的材料，则允许可逆马达的零件，诸如齿形皮带轮/链轮2同定子6，齿形皮带轮/链轮2同盖板3，齿形皮带轮/链轮2同盖板3和轮盘10，齿形皮带轮/链轮2同盖板3、轮盘10和密封环5往往制成一个零件。嵌接零件，诸如螺栓11、螺母12、套管和密封件等可以压铸在高负载能力的塑料中。甚至存在着螺纹直接在塑料中切出和压铸的可能性。由于密封环可以在塑料中结合成一体，因此还能够简化可逆马达制造时的装配过程。这样密封件的数量可减至最少。由于可逆马达做成互为一体的零件，可以降低制造成本，并因此而得到较少的加工耗费。
所采用的高负载能力的塑料具有与金属，特别是与钢相同的热膨胀，因此这种可逆马达在装入汽车发动机室的情况下，不会由于那儿的温度环境而发生问题。一个较好的方案是，塑料具有与钢相同的强度性能，并且在螺纹紧固件通过塑料的部位最好具有最小的收缩性，从而使螺纹紧固件连接的零件在使用中不松脱，在可逆马达使用寿命内可靠地彼此连接。所使用的高负载能力的塑料表现出非常好的形状和尺寸精度，特别是在定子6和盖板元件之间的范围内，角度半径能够因此而做成具有较高的形状和尺寸精度。
特别是在齿形皮带轮/链轮2的范围内，高负载能力的塑料具有很高的耐磨性，因此通过轮2运转的齿形皮带、链条、齿轮和金属摩擦副的应力是很小的。此外塑料还耐机油、柴油和汽油，塑料本身也耐热，因此特别适合于马达直接使用。不容忽视的还有塑料的再生性能。
由于采用高负载能力的塑料，可使气门配气机构的可逆马达得到所要求的静力学、流体力学、动力学、摩擦学和机械方面的性能。满足这些要求材料大约含有15％～30％，最好约为20％的树脂；大约15％～30％，最好约为20％的玻璃纤维和大约45％～65％的矿物质，最好约为60％的矿物质。
图1表示出组装状态下的一个可逆马达，它只由较少的零件组成，具有与罩盖形盖板3和定子6作成一体的齿形皮带轮2。定子6如图6示例，已知具有径向指向内部方向的凸翼13，它在定子6的内周边上均匀分布。在定子6的凸翼13之间以已知的方式嵌接转子7的凸翼14(图8)，凸翼14从环形基体15径向向外伸出。如图8所示，凸翼14沿基体15的周边均匀分布。凸翼14可以从两面以已知的方式供给压力介质，因此可使定子6的相邻凸翼13之间的凸翼14旋转。转子7由金属材料制成，并安装在闭锁环4上。闭锁环4与定子6作成一体，因而也与盖板3和皮带轮2作成一体。在相对的另一端，轮盘10靠在转子14上。轮盘10中央具有一个轴向凸起的套筒形凸缘16。轮盘10也安装在盖板3和定子6上，并且在轴向上低于齿形皮带轮2，而齿形皮带轮2在轴向上从凸缘16伸出。
定子3具有沿其周边分布的凸台17，凸台嵌接在邻近轮盘10外缘的相应孔18中。此外轮盘10还具有穿螺栓11用的通孔19，螺栓11通过轴向孔20在盖板3内伸出，并拧入螺母12中。一个较好的实施方案是螺母埋入塑料中。螺栓11的头部深入在齿形皮带轮2中。
由于这种可逆马达的齿形皮带轮2、盖板3、定子6和闭锁环4由塑料制成一体，因此不仅节约制造成本，而且也在很大程度上减轻可逆马达的重量和组装耗费。同样可由高负载能力的塑料制成的轮盘10在径向外面部位具有供螺栓11穿过的孔20。
按照图2的实施方案，齿形皮带轮2和罩盖形盖板3由高负载能力的塑料制成一体，定子6和转子7作为分开的零件装入盖板3中，并由常用的材料制成。当然，定子6和/或转子7也可由高负载能力的塑料制成。
在盖板3的底板22上装有闭锁环4，其上装有定子6和转子7。按照前述实施方案，轮盘10以另一端安装在定子6和转子7上。它们按照前述实施例所描述的方式用螺栓11固定。
定子6靠在盖板3的圆柱形内壁23上，以此来保证定子6相对于盖板3可靠的径向定位。
转子7的基体15(图8)有一个位于圆柱套上的圆柱面，凸翼14从此圆柱面上向外径向伸出。定子6的凸翼13的端面24(图3)位于一个假想的圆柱套上，转子7的基体15靠在此端面24上。
另外，图2中的可逆马达作成与图1中的实施例相同。
图3表示出定子6，它与链轮2由高负载能力的塑料制成一体。定子6作成与前述实施例相同，并具有径向向内部凸出的凸翼13，该凸翼具有一个置于假想圆柱套上的端面24。如图1和图2所示，定子6连同链轮2装入罩盖形盖板3中，并借助盖盘10、螺栓11和螺母12固定。转子7位于定子6中，它的凸翼14伸至相邻的定子6的凸翼13之间的部位。转子7的凸翼14的端面25(图8)位于一个假想的圆柱面上，它的直径相应于定子6的内径，因此转子7的凸翼14以其端面25贴靠在定子6的圆柱内壁26上，凸翼13由此径向向内部伸出。
图4和图5表示的实施方案是齿形皮带轮2、罩盖形盖板3、闭锁环4和定子6也用高负载能力的塑料作成一体。此外，可逆马达组装时轮盘10贴靠其上的端面27与合适的密封材料制成的密封环28结合成一体。这个密封环28在制造时按照图4将其放在制造零件的压铸模中，从而密封环28无需事后安放，因此节省了一个组装步骤。此外密封环28最好是被保持在塑料中，以避免它与定子6偶然松脱的危险。密封环28的凸出超出定子6的端面27，因此在轮盘10组装和用螺栓11固定时，密封环28有足够的弹性变形，从而保证可靠的密封。转子7装在定子6中，如图1和图2所示。此外，此实施方案相应于图1的
实施例。
图6表示按照图4具有齿形皮带轮2、闭锁环4、定子6和罩盖形盖板3组成的零件。由于这些可逆马达的功能元件组成一个零件，从而保证可逆马达的组装简单，特别是节省费用。
图7表示传统的结构形式，对于图6的功能元件它需要四个零件，即齿形皮带轮2、盖板3、闭锁环4和定子5。因此这种已知的可逆马达具有四个零件，它们分别单独制造，彼此连接，因此一个由这些零件组成的可逆马达，其制造和组装是需要较大耗费和巨大费用的。与图6的比较表明，将齿形皮带轮2、盖板3、定子6和闭锁环4组成一体则特别简便。
图8表示出具有轮盘10、密封环5、转子7和由齿形皮带轮2、盖板3、定子6和闭锁环4制成一体零件的整个可逆马达。因此这种可逆马达总共只需要四个零件，而传统的可逆马达如图9所示，则需要11个零件。显然，这种已知的可逆马达的制造和组装是极其耗费和昂贵的。按照图8的可逆马达则只有四个零件彼此相连，因此制造和组装是非常简单和费用低廉的。
由于应用高负载能力的塑料，可逆马达零件的制造可以具有较高的形状和尺寸精度，这由图10作为例证表明，角度半径R1可以以简单的方式制成具有较高的形状和尺寸精度。图10给出的角度半径只作为例子，适用于这些零件的其他角度半径具有较宽广的范围，而且这些一体化零件的其他尺寸和/或形状都可以制成具有较高的形状和尺寸精度。
图11表示出压铸在盖板3中的螺母12。但是此时螺栓11必须拧到已经位于盖板3的螺母12中去，这就保证了在将各个零件组装到可逆马达上时螺母总是存在的。
也可以代替压铸的螺母12，在盖板3中开有孔20作为螺纹孔，不再需要螺栓11的螺母12，这种螺纹可以在塑料零件压铸过程中直接做成，但是也能够事后在盖板3中做出螺纹孔20。

Claims (24)

1.汽车气门配气机构的传动装置，特别是凸轮轴调节器的传动装置，具有至少一个传动轮和功能元件诸如盖板、定子、闭锁环和密封环，以及具有至少一个转子，其特征是，传动轮(2)和至少一个功能元件(3至6)由高负载能力的非金属材料制成一体。
2.根据权利要求1的传动装置，其特征是，传动轮(2)和定子(6)彼此做成一体。
3.根据权利要求1的传动装置，其特征是，传动轮(2)和盖板(3)彼此做成一体。
4.根据权利要求1至3之一的传动装置，其特征是，传动轮(2)、盖板(3)和定子(6)彼此做成一体。
5.根据权利要求1至4之一的传动装置，其特征是，传动轮(2)、盖板(3)、定子(6)和闭锁环(4)彼此做成一体。
6.根据权利要求1至5之一的传动装置，其特征是，密封环(28)与盖板(3)结合成一体。
7.根据权利要求6的传动装置，其特征是，密封环(28)被盖板(3)的材料局部压裹。
8.根据权利要求1至7之一的传动装置，其特征是，转子(7)的位置锁定在闭锁环(4)和盖盘(10)之间。
9.根据权利要求8的传动装置，其特征是，盖盘(10)被螺栓(11)固定。
10.根据权利要求9的传动装置，其特征是，螺栓(1)对应螺母(12)，该螺母被压铸到盖板(3)中。
11.根据权利要求9的传动装置，其特征是，螺栓(11)拧入盖板(3)的螺纹孔(20)中。
12.根据权利要求1至11之一的传动装置，其特征是，传动轮(2)是一个皮带轮，特别是一个齿形皮带轮。
13.根据权利要求1至11之一的传动装置，其特征是，传动轮(2)是一个链轮。
14.根据权利要求1至13之一的传动装置，其特征是，转子(7)由金属材料制成。
15.根据权利要求1至13之一的传动装置，其特征是，转子(7)由高负载能力的非金属材料制成。
16.根据权利要求1至15之一的传动装置，其特征是，转子(7)由与传动轮(2)相同的材料制成。
17.根据权利要求8至16之一的传动装置，其特征是，盖盘(10)由金属材料制成。
18.根据权利要求8至16之一的传动装置，其特征是，盖盘(10)由高负载能力的非金属材料制成。
19.根据权利要求1至18之一的传动装置，其特征是，盖盘(10)由与传动轮(2)相同的非金属材料制成。
20.根据权利要求1至19之一的传动装置，其特征是，高负载能力的非金属材料含有热固塑料。
21.根据权利要求20的传动装置，其特征是，热固塑料是一种树脂。
22.根据权利要求20或21的传动装置，其特征是，在非金属材料中含有大约15％到30％，最好约为20％的热固塑料，最好是树脂。
23.根据权利要求1至22之一的传动装置，其特征是，高负载能力的材料含有大约15％到30％，最好20％的填充材料，最好是玻璃纤维。
24.根据权利要求1至23之一的传动装置，其特征是，高负载能力的非金属材料含有大约45％到65％，最好是60％的矿物质。
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