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用油的齿带传动装置

阅读:837发布:2020-05-12

专利汇可以提供用油的齿带传动装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且用油的齿带传动装置(1),包括至少一对带齿的带轮(5,6)和一个与带轮(5,6) 啮合 的齿带(10),其中,带(10)的锉齿(14)和每个带轮(5,6)的锉齿(25)有相应的具有不定 曲率 半径节线的基准轮廓,使带(10)基准轮廓的齿(20)与带轮(5,6)基准轮廓的槽(29)之间的横向间隙至少在相应侧(22,31)的中间部分是在-0.1mm到+0.15mm之间。,下面是用油的齿带传动装置专利的具体信息内容。

1.用油的齿带传动装置,包括至少一对有相应锉齿的带轮(5,6)和 一个与所述带轮啮合的齿带(10),所述带(10)包括一个由弹性材 料制造的主体(12),数个嵌在所述主体中的线状的稳定嵌入件(13), 和带有覆盖织物(15)的锉齿(14),其特征在于,所述带(14)的 所述锉齿和的述每个带轮(5,6)的锉齿(25)有相应的具有不定曲 率半径节线的基准轮廓,使所述带的所述基准轮廓的齿(20)与带轮 的所述基准轮廓的槽(29)之间的横向间隙,至少在相应侧(22,31) 从所述齿(20)高的1/5到4/5的中间部分,是在-0.1mm到+0.15mm 之间,并且所述覆盖织物(15)用包括添加有弹性材料的氟化塑料的 稳定层(18)所覆盖。
2.如权利要求1所述传送装置,其特征在于,所述间隙在-0.05mm 到+0.10mm之间。
3.如权利要求1所述的传送装置,其特征在于,所述间隙基本为零。
4.如前述权利要求之一所述的传送装置,其特征在于,在所述稳定层 (18)中,氟化塑料的量在重量上比弹性材料大。
5.如前述权利要求任意一个所述的传送装置,其特征在于,所述氟化 塑料是基于聚四氟乙烯的化合物。
6.如前述权利要求任意一个所述的传送装置,其特征在于,与所述氟 化塑料混合形成所述稳定层的所述弹性材料包括HNBR。
7.如权利要求6所述传送装置,其特征在于,所述弹性材料是用聚甲 基丙烯酸的锌盐改性的HNBR。
8.如前述权利要求任意一个所述的传送装置,其特征在于,所述带 (10)的所述稳定嵌入件(13)是由选自玻璃纤维,芳酰胺纤维,聚 酯纤维,纤维和PBO纤维的至少一种材料构成。
9.如权利要求8所述传送装置,其特征在于,所述稳定嵌入件(13) 包括玻璃纤维和碳纤维
10.如前述权利要求任意一个所述的传送装置,其特征在于,所述稳 定嵌入件(13)用包括由包含腈基的单体和由二烯形成的乳胶的RFL 处理。

说明书全文

技术领域

发明涉及供油用的齿带传动装置。更具体地,非排他地,为更 清晰,而又不失普遍性地,本发明能用于机动车辆用的内燃机的正时 系统,将在以下引用。

技术背景

在内燃机中,正时控制,即,通过主动轴的凸轮轴的同步传动, 通常由齿带或链进行。相对于链传动,齿带具有优点:花费少,较轻, 并且它们能干运行,这通常使得整个传动机构更简单、便宜。

另外,随着带的时间的延长比链低,易发生销的磨损。

最后,带传装置通常比链传动更安静。

考虑到齿带传动相对链传动具有的上述优点,使用齿带传动机构 可不仅有利于干式应用,而且还有利于受润滑油影响的环境,在存在 有油的应用中使用齿带存在一系列难以解决的技术问题。

首先,已发现通常用于干式应用的带和带轮的齿的外形,在油存 在时引起从动构件(凸轮轴)与传动构件(凸轮轴)之间正时误差的 增加。

与齿带和油一起使用相关的另一个问题涉及油对带材料的侵蚀作 用,特别是在构成带主体的弹性材料和嵌入该材料中的稳定嵌入件之 间随时间维持粘合的困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种用油的齿带传动装置,它能解决上述问 题,并且特别是在驱动装置的主动和从动件之间生成高平的正时精 度,并且增加带的使用时间。
上述目的通过权利要求1所要求的传动装置实现。
附图简述
为更好地理解本发明,以下通过非限制性的举例并参考附图来说 明优选实施方案,其中:
图1示出根据本发明的带传动装置的图;
图2是根据本发明的带传动装置的透视图和局部视图;
图3示出根据本发明的带的基准轮廓与带轮的基准轮廓之间的比。

具体实施方式

现参照图1,一种用于从内燃机的第一凸轮轴2传送运动到第二凸 轮轴3的同步齿带传动装置被示为一个整体,用编号1表示。第一凸轮 轴,依次,通过另一个同步装置4,优选相同类型,从主动轴(未示出) 接受其运动,在图1仅示意性地部分地示出。
传动装置1,即“凸轮-到-凸轮”,包括一个固定在凸轮轴2上的带 齿的主动带轮5,一个装在凸轮轴3上的带齿的从动带轮6,和绕在带轮 5,6上的齿带10。
齿带10(参见图2)包括由弹性材料制造的主体12,其中嵌有数条 纵向的线形加强嵌入件13。主体12有带有锉齿14的第一侧面,其由覆 盖织物15所覆盖,和有带的第二侧面或背面16。优选地,背面16也用 织物17所覆盖。
还较为优选地,覆盖在锉齿14的织物15与覆盖在背面16的织物17 相同。优选地,主体12包括作为主弹性体,即比在混合物中使用的其 它弹性体多50重量%,由包含腈基的单体和由二烯形成的共聚体。
较优选地,所用的共聚物是氢化的丙烯腈丁二烯。
优选地,所用的共聚物是从以相对于最终共聚物的33重%到49重% 之间的百分比的、包含腈基的单体获得的。
仍较优选的,所用的共聚物是从以相对于最终共聚物39重%的百分 比的、包含腈基的单体获得的,例如,它可使用由50%的THERBAN 3446 (Bayer的注册商标)和50%的THERBAN 4307(Bayer的注册商标) 组成的混合物。
有利地,弹性材料还包括纤维,优选对于弹性材料的重量百分比 在0.5%到15%之间,并且优选长度在0.1到10mm之间。
覆盖锉齿14的织物15或覆在背面16的织物17可由一层或多层构 成,并且能够,例如,通过称为2×2斜纹的织造技术获得。
织物15,17优选由聚合材料构成,优选脂肪族聚酰胺或聚芳酰胺, 还较优选高热阻和高强度的聚酰胺6.6。
织物15,17有益的类型是,其中每个纬纱线由一个作芯的弹性线 和围绕在弹性线上的至少一个复合线构成,其中,复合线包括一个高 热阻和高阻线,和至少一个绕在高热阻和高力阻线上的覆盖线。
根据本发明的一个特性,齿带10包括一个稳定层(resistant layer) 18,设置在织物15外。
稳定层18由添加有弹性材料的氟化塑料构成,氟化塑料相对于弹 性材料在重量上的量较大。
稳定层可用的一个例子在同一申请人的专利EP1157813中被举例 说明。
氟化塑料优选基于聚四氟己烯的混合物。
优选地,与氟化塑料混合以形成稳定层18的弹性材料是HNBR,还 较优选是用聚甲基丙烯酸的锌盐改性的HNBR,例如,ZEOFORTE ZSC (Nippon Zeon的注册商标)。
优选地,为保证必要的强度(resistance),抵抗层18的重量在150 到400g/m2之间,相当于0.050到1mm之间的平均厚度。
优选地,氟化塑料在重量上的量为每100个弹性材料在101到150之 间。
稳定层18还包括作为硫化剂的过化物。过氧化物通常按在重量 上对每100份弹性材料在1到15份之间的量添加。
优选地,在覆盖织物15和稳定层18之间设有粘结材料。
稳定嵌入件13是用选自由玻璃纤维,芳酰胺纤维,聚酯纤维, 纤维和PBO纤维构成的组中的一种或多种材料制造。
优选地,稳定嵌入件13是“混合”型,即,它们是由至少两种不 同材料制造的。
第一种材料优选玻璃纤维,第二种材料优选碳纤维。仍较优选的, 玻璃纤维是高模纤维。
玻璃纤维绕碳纤维缠绕,以至少部分覆盖在碳纤维外,并且优选 完全覆盖碳纤维。
稳定嵌入件13优选用称为RFL的间苯二酚-甲胶乳基合成物处 理,特别是用适于防止吸油性的RFL合成物处理。优选地,因此所用的 RFL包括由包含腈基的单体和由二烯烃形成的乳胶,例如,HNBR或氢 化丁腈橡胶。还较优选地,乳胶是从对最终共聚物,以与用于形成前 述齿带10的主体12的优选弹性材料近似的重量百分比的、包含腈基的 单体获得。
带10的锉齿14由一个接一个的齿20和槽21定义,并且有普通类型 的几何形状。图3示出带10直线形态(即,带在带轮之间的部分采用的 形态,几何上类似于齿条)中的锉齿14的轮廓。该轮廓在以下以及在 权利要求中表示为“有不定曲率半径节线的基准轮廓”或,更简单地 示为“基准轮廓”。
例如,带14的齿20的轮廓可以是由申请人买卖的名为ISORAN RHP的轮廓,有抛物线侧22,通过圆弧24,各被连接在邻近的槽21 的底面23;齿20有由两个凸的突起27,例如,用描述为圆弧的轮廓, 定义的顶面26,各连接到相应侧22,并且通过凹的弧28,例如圆弧相 连。
带轮5,6配有相应的相同锉齿,各由连续的适于容纳带10的齿20 的槽29,和适于与带10的槽21咬合的齿30来定义。
还是关于带轮5,6,锉齿的轮廓被说明并且在图3中示出,借助于 带不定曲率半径节线的基准轮廓,即,相当于齿条的锉齿轮廓,或毂 的“负”轮廓,用于切带轮5,6。
使用带和带轮的等效轮廓使得能在轮廓之间进行直接比较(图3), 而不论带轮的齿数,并且,因此,不论带10在其与带轮5,6啮合部分 中的节线半径。
每个槽28的轮廓相对中心线M对称,现仅说明槽29的一个侧面31。
侧面31,在已知程度上,由连接到底线33和到顶线34的抛物线32 的凹弧定义。具体的,抛物线弧有公式:
y=kx2
在笛卡儿坐标轴x,y系统中,x是平行于底线33的坐标,y是与槽 29的高度平行的坐标,始于底线33上构成抛物线顶点和构成抛物线弧 32与底线33之间接点的点O(图3)。抛物线弧32通过半径为r和中心为 C的圆弧35连接到顶线34,自顶线34的距离相当于r。抛物线弧32和圆 弧35之间的切点用T表示。还用a示出从槽的中心线M到点C的距离,用 b示出在槽两侧上T点的高度测量的槽29的宽,槽的高,即,底线33到 顶线34之间的距离为h。
根据本发明,带的基准轮廓的齿和带轮的基准轮廓的槽之间的横 向间隙,在从齿高的1/5到4/5的相应侧的中间部分,是在-0.1mm和+0.15 mm之间;间隙的负值表示干扰情况。
优选地,该间隙在-0.05mm到-0.1mm,还优选地,该间隙等于0。
仅作为一个例子,对于有普通ISORANRHP轮廓的带来说,上 述情况的后者用下列值的槽参数获得:
k=1.49633
h=2.92mm
a=3.264mm
b=5.30mm
图3中能看出,在所述的例子中,带轮的参考轮廓和带的参考轮廓 之间是如何基本一致的,除了与齿顶部相对应的区域外。
尽管在该例中,在侧面的从齿高的1/5到4/5的整个中间部分,有基 本为零的间隙,但根据本发明,这个条件不是必要的,它是充分的, 至少在上述中间部分的一段中,对于横向间隙在上述范围,并且,优 选基本为零。
根据本发明,使用带有基于添加有弹性材料的氟化塑料的稳定层 的涂层织物,结合控制带齿和带轮槽之间很低或基本为零的间隙的锉 齿尺寸,使得在与油一起使用中大大减少了传动件与从动件之间的正 时误差,而不减少带的耐用性。
例如,使用本发明的传动装置互相连接IVECO UNIJET HPI 2.3升 “共轨”发动机的凸轮轴。进行的测试将两轴之间的最大正时误差在 3000rpm减少到0.5°;而在相同条件下,使用普通的带和带轮(RHP标 准轮廓)进行的测试是将最大误差减少到0.95°。
在其中有油的使用现有类型轮廓的应用中出现的正时误差的增加 主要是由于带/带轮的磨擦系数因在啮合区域中出现油隙而降低所引起 的。
使用基于氟化塑料的稳定层,尽管起着朝进一步降低磨擦系数的 作用,但能在带和带轮的锉齿之间产生非常精确的啮合,即,间隙被 减小或为零,而不损害带的工作时间。
因此,前述的层的使用与锉齿之间的耦合精度相结合就能令人惊 讶地解决现有技术中的问题。
另外,该层保护带免受油的渗透,并且由此限制了其侵蚀影响, 尤其限制了对弹性材料和稳定嵌入件之间粘合的负面影响。
最后,显然在不偏离权利要求所定范围的情况下,可对上述传动 装置进行改动或变化。
特别是构成带主体的材料,稳定嵌入件,覆盖织物,和锉齿的轮 廓可被加以改变。
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