專利名稱：用油的齒帶傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及供油用的齒帶傳動(dòng)裝置。更具體地，非排他地，為更清晰，而又不失普遍性地，本發(fā)明能用于機(jī)動(dòng)車輛用的內(nèi)燃機(jī)的正時(shí)系統(tǒng)，將在以下引用。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機(jī)中，正時(shí)控制，即，通過主動(dòng)軸的凸輪軸的同步傳動(dòng)，通常由齒帶或鏈進(jìn)行。相對(duì)于鏈傳動(dòng)，齒帶具有優(yōu)點(diǎn)花費(fèi)少，較輕，并且它們能干運(yùn)行，這通常使得整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)更簡(jiǎn)單、便宜。
另外，隨著帶的時(shí)間的延長比鏈低，易發(fā)生銷的磨損。
最后，帶傳裝置通常比鏈傳動(dòng)更安靜。
考慮到齒帶傳動(dòng)相對(duì)鏈傳動(dòng)具有的上述優(yōu)點(diǎn)，使用齒帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可不僅有利于干式應(yīng)用，而且還有利于受潤滑油影響的環(huán)境，在存在有油的應(yīng)用中使用齒帶存在一系列難以解決的技術(shù)問題。
首先，已發(fā)現(xiàn)通常用于干式應(yīng)用的帶和帶輪的齒的外形，在油存在時(shí)引起從動(dòng)構(gòu)件(凸輪軸)與傳動(dòng)構(gòu)件(凸輪軸)之間正時(shí)誤差的增加。
與齒帶和油一起使用相關(guān)的另一個(gè)問題涉及油對(duì)帶材料的侵蝕作用，特別是在構(gòu)成帶主體的彈性材料和嵌入該材料中的穩(wěn)定嵌入件之間隨時(shí)間維持粘合的困難。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用油的齒帶傳動(dòng)裝置，它能解決上述問題，并且特別是在驅(qū)動(dòng)裝置的主動(dòng)和從動(dòng)件之間生成高水平的正時(shí)精度，并且增加帶的使用時(shí)間。
上述目的通過權(quán)利要求1所要求的傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)。
附圖簡(jiǎn)述為更好地理解本發(fā)明，以下通過非限制性的舉例并參考附圖來說明優(yōu)選實(shí)施方案，其中
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的帶傳動(dòng)裝置的圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的帶傳動(dòng)裝置的透視圖和局部視圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的帶的基準(zhǔn)輪廓與帶輪的基準(zhǔn)輪廓之間的比。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)參照?qǐng)D1，一種用于從內(nèi)燃機(jī)的第一凸輪軸2傳送運(yùn)動(dòng)到第二凸輪軸3的同步齒帶傳動(dòng)裝置被示為一個(gè)整體，用編號(hào)1表示。第一凸輪軸，依次，通過另一個(gè)同步裝置4，優(yōu)選相同類型，從主動(dòng)軸(未示出)接受其運(yùn)動(dòng)，在圖1僅示意性地部分地示出。
傳動(dòng)裝置1，即“凸輪-到-凸輪”，包括一個(gè)固定在凸輪軸2上的帶齒的主動(dòng)帶輪5，一個(gè)裝在凸輪軸3上的帶齒的從動(dòng)帶輪6，和繞在帶輪5，6上的齒帶10。
齒帶10(參見圖2)包括由彈性材料制造的主體12，其中嵌有數(shù)條縱向的線形加強(qiáng)嵌入件13。主體12有帶有銼齒14的第一側(cè)面，其由覆蓋織物15所覆蓋，和有帶的第二側(cè)面或背面16。優(yōu)選地，背面16也用織物17所覆蓋。
還較為優(yōu)選地，覆蓋在銼齒14的織物15與覆蓋在背面16的織物17相同。優(yōu)選地，主體12包括作為主彈性體，即比在混合物中使用的其它彈性體多50重量％，由包含腈基的單體和由二烯烴形成的共聚體。
較優(yōu)選地，所用的共聚物是氫化的丙烯腈丁二烯。
優(yōu)選地，所用的共聚物是從以相對(duì)于最終共聚物的33重％到49重％之間的百分比的、包含腈基的單體獲得的。
仍較優(yōu)選的，所用的共聚物是從以相對(duì)于最終共聚物39重％的百分比的、包含腈基的單體獲得的，例如，它可使用由50％的THERBAN 3446(Bayer的注冊(cè)商標(biāo))和50％的THERBAN 4307(Bayer的注冊(cè)商標(biāo))組成的混合物。
有利地，彈性材料還包括纖維，優(yōu)選對(duì)于彈性材料的重量百分比在0.5％到15％之間，并且優(yōu)選長度在0.1到10mm之間。
覆蓋銼齒14的織物15或覆在背面16的織物17可由一層或多層構(gòu)成，并且能夠，例如，通過稱為2×2斜紋的織造技術(shù)獲得。
織物15，17優(yōu)選由聚合材料構(gòu)成，優(yōu)選脂肪族聚酰胺或聚芳酰胺，還較優(yōu)選高熱阻和高強(qiáng)度的聚酰胺6.6。
織物15，17有益的類型是，其中每個(gè)緯紗線由一個(gè)作芯的彈性線和圍繞在彈性線上的至少一個(gè)復(fù)合線構(gòu)成，其中，復(fù)合線包括一個(gè)高熱阻和高力阻線，和至少一個(gè)繞在高熱阻和高力阻線上的覆蓋線。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特性，齒帶10包括一個(gè)穩(wěn)定層(resistant layer)18，設(shè)置在織物15外。
穩(wěn)定層18由添加有彈性材料的氟化塑料構(gòu)成，氟化塑料相對(duì)于彈性材料在重量上的量較大。
穩(wěn)定層可用的一個(gè)例子在同一申請(qǐng)人的專利EP1157813中被舉例說明。
氟化塑料優(yōu)選基于聚四氟己烯的混合物。
優(yōu)選地，與氟化塑料混合以形成穩(wěn)定層18的彈性材料是HNBR，還較優(yōu)選是用聚甲基丙烯酸的鋅鹽改性的HNBR，例如，ZEOFORTE ZSC(Nippon Zeon的注冊(cè)商標(biāo))。
優(yōu)選地，為保證必要的強(qiáng)度(resistance)，抵抗層18的重量在150到400g/m2之間，相當(dāng)于0.050到1mm之間的平均厚度。
優(yōu)選地，氟化塑料在重量上的量為每100個(gè)彈性材料在101到150之間。
穩(wěn)定層18還包括作為硫化劑的過氧化物。過氧化物通常按在重量上對(duì)每100份彈性材料在1到15份之間的量添加。
優(yōu)選地，在覆蓋織物15和穩(wěn)定層18之間設(shè)有粘結(jié)材料。
穩(wěn)定嵌入件13是用選自由玻璃纖維，芳酰胺纖維，聚酯纖維，碳纖維和PBO纖維構(gòu)成的組中的一種或多種材料制造。
優(yōu)選地，穩(wěn)定嵌入件13是“混合”型，即，它們是由至少兩種不同材料制造的。
第一種材料優(yōu)選玻璃纖維，第二種材料優(yōu)選碳纖維。仍較優(yōu)選的，玻璃纖維是高模纖維。
玻璃纖維繞碳纖維纏繞，以至少部分覆蓋在碳纖維外，并且優(yōu)選完全覆蓋碳纖維。
穩(wěn)定嵌入件13優(yōu)選用稱為RFL的間苯二酚-甲醛膠乳基合成物處理，特別是用適于防止吸油性的RFL合成物處理。優(yōu)選地，因此所用的RFL包括由包含腈基的單體和由二烯烴形成的乳膠，例如，HNBR或氫化丁腈橡膠。還較優(yōu)選地，乳膠是從對(duì)最終共聚物，以與用于形成前述齒帶10的主體12的優(yōu)選彈性材料近似的重量百分比的、包含腈基的單體獲得。
帶10的銼齒14由一個(gè)接一個(gè)的齒20和槽21定義，并且有普通類型的幾何形狀。圖3示出帶10直線形態(tài)(即，帶在帶輪之間的部分采用的形態(tài)，幾何上類似于齒條)中的銼齒14的輪廓。該輪廓在以下以及在權(quán)利要求中表示為“有不定曲率半徑節(jié)線的基準(zhǔn)輪廓”或，更簡(jiǎn)單地示為“基準(zhǔn)輪廓”。
例如，帶14的齒20的輪廓可以是由申請(qǐng)人買賣的名為ISORANRHP的輪廓，有拋物線側(cè)22，通過圓弧24，各被連接在鄰近的槽21的底面23；齒20有由兩個(gè)凸的突起27，例如，用描述為圓弧的輪廓，定義的頂面26，各連接到相應(yīng)側(cè)22，并且通過凹的弧28，例如圓弧相連。
帶輪5，6配有相應(yīng)的相同銼齒，各由連續(xù)的適于容納帶10的齒20的槽29，和適于與帶10的槽21咬合的齒30來定義。
還是關(guān)于帶輪5，6，銼齒的輪廓被說明并且在圖3中示出，借助于帶不定曲率半徑節(jié)線的基準(zhǔn)輪廓，即，相當(dāng)于齒條的銼齒輪廓，或轂的“負(fù)”輪廓，用于切帶輪5，6。
使用帶和帶輪的等效輪廓使得能在輪廓之間進(jìn)行直接比較(圖3)，而不論帶輪的齒數(shù)，并且，因此，不論帶10在其與帶輪5，6嚙合部分中的節(jié)線半徑。
每個(gè)槽28的輪廓相對(duì)中心線M對(duì)稱，現(xiàn)僅說明槽29的一個(gè)側(cè)面31。
側(cè)面31，在已知程度上，由連接到底線33和到頂線34的拋物線32的凹弧定義。具體的，拋物線弧有公式y(tǒng)＝kx2在笛卡兒坐標(biāo)軸x，y系統(tǒng)中，x是平行于底線33的坐標(biāo)，y是與槽29的高度平行的坐標(biāo)，始于底線33上構(gòu)成拋物線頂點(diǎn)和構(gòu)成拋物線弧32與底線33之間接點(diǎn)的點(diǎn)O(圖3)。拋物線弧32通過半徑為r和中心為C的圓弧35連接到頂線34，自頂線34的距離相當(dāng)于r。拋物線弧32和圓弧35之間的切點(diǎn)用T表示。還用a示出從槽的中心線M到點(diǎn)C的距離，用b示出在槽兩側(cè)上T點(diǎn)的高度測(cè)量的槽29的寬，槽的高，即，底線33到頂線34之間的距離為h。
根據(jù)本發(fā)明，帶的基準(zhǔn)輪廓的齒和帶輪的基準(zhǔn)輪廓的槽之間的橫向間隙，在從齒高的1/5到4/5的相應(yīng)側(cè)的中間部分，是在-0.1mm和+0.15mm之間；間隙的負(fù)值表示干擾情況。
優(yōu)選地，該間隙在-0.05mm到-0.1mm，還優(yōu)選地，該間隙等于0。
僅作為一個(gè)例子，對(duì)于有普通ISORANRHP輪廓的帶來說，上述情況的后者用下列值的槽參數(shù)獲得k＝1.49633h＝2.92mma＝3.264mmb＝5.30mm圖3中能看出，在所述的例子中，帶輪的參考輪廓和帶的參考輪廓之間是如何基本一致的，除了與齒頂部相對(duì)應(yīng)的區(qū)域外。
盡管在該例中，在側(cè)面的從齒高的1/5到4/5的整個(gè)中間部分，有基本為零的間隙，但根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)條件不是必要的，它是充分的，至少在上述中間部分的一段中，對(duì)于橫向間隙在上述范圍，并且，優(yōu)選基本為零。
根據(jù)本發(fā)明，使用帶有基于添加有彈性材料的氟化塑料的穩(wěn)定層的涂層織物，結(jié)合控制帶齒和帶輪槽之間很低或基本為零的間隙的銼齒尺寸，使得在與油一起使用中大大減少了傳動(dòng)件與從動(dòng)件之間的正時(shí)誤差，而不減少帶的耐用性。
例如，使用本發(fā)明的傳動(dòng)裝置互相連接IVECO UNIJET HPI 2.3升“共軌”發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸。進(jìn)行的測(cè)試將兩軸之間的最大正時(shí)誤差在3000rpm減少到0.5°；而在相同條件下，使用普通的帶和帶輪(RHP標(biāo)準(zhǔn)輪廓)進(jìn)行的測(cè)試是將最大誤差減少到0.95°。
在其中有油的使用現(xiàn)有類型輪廓的應(yīng)用中出現(xiàn)的正時(shí)誤差的增加主要是由于帶/帶輪的磨擦系數(shù)因在嚙合區(qū)域中出現(xiàn)油隙而降低所引起的。
使用基于氟化塑料的穩(wěn)定層，盡管起著朝進(jìn)一步降低磨擦系數(shù)的作用，但能在帶和帶輪的銼齒之間產(chǎn)生非常精確的嚙合，即，間隙被減小或?yàn)榱悖粨p害帶的工作時(shí)間。
因此，前述的層的使用與銼齒之間的耦合精度相結(jié)合就能令人驚訝地解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
另外，該層保護(hù)帶免受油的滲透，并且由此限制了其侵蝕影響，尤其限制了對(duì)彈性材料和穩(wěn)定嵌入件之間粘合的負(fù)面影響。
最后，顯然在不偏離權(quán)利要求所定范圍的情況下，可對(duì)上述傳動(dòng)裝置進(jìn)行改動(dòng)或變化。
特別是構(gòu)成帶主體的材料，穩(wěn)定嵌入件，覆蓋織物，和銼齒的輪廓可被加以改變。
權(quán)利要求
1.用油的齒帶傳動(dòng)裝置，包括至少一對(duì)有相應(yīng)銼齒的帶輪(5，6)和一個(gè)與所述帶輪嚙合的齒帶(10)，所述帶(10)包括一個(gè)由彈性材料制造的主體(12)，數(shù)個(gè)嵌在所述主體中的線狀的穩(wěn)定嵌入件(13)，和帶有覆蓋織物(15)的銼齒(14)，其特征在于，所述帶(14)的所述銼齒和的述每個(gè)帶輪(5，6)的銼齒(25)有相應(yīng)的具有不定曲率半徑節(jié)線的基準(zhǔn)輪廓，使所述帶的所述基準(zhǔn)輪廓的齒(20)與帶輪的所述基準(zhǔn)輪廓的槽(29)之間的橫向間隙，至少在相應(yīng)側(cè)(22，31)從所述齒(20)高的1/5到4/5的中間部分，是在-0.1mm到+0.15mm之間，并且所述覆蓋織物(15)用包括添加有彈性材料的氟化塑料的穩(wěn)定層(18)所覆蓋。
2.如權(quán)利要求1所述傳送裝置，其特征在于，所述間隙在-0.05mm到+0.10mm之間。
3.如權(quán)利要求1所述的傳送裝置，其特征在于，所述間隙基本為零。
4.如前述權(quán)利要求之一所述的傳送裝置，其特征在于，在所述穩(wěn)定層(18)中，氟化塑料的量在重量上比彈性材料大。
5.如前述權(quán)利要求任意一個(gè)所述的傳送裝置，其特征在于，所述氟化塑料是基于聚四氟乙烯的化合物。
6.如前述權(quán)利要求任意一個(gè)所述的傳送裝置，其特征在于，與所述氟化塑料混合形成所述穩(wěn)定層的所述彈性材料包括HNBR。
7.如權(quán)利要求6所述傳送裝置，其特征在于，所述彈性材料是用聚甲基丙烯酸的鋅鹽改性的HNBR。
8.如前述權(quán)利要求任意一個(gè)所述的傳送裝置，其特征在于，所述帶(10)的所述穩(wěn)定嵌入件(13)是由選自玻璃纖維，芳酰胺纖維，聚酯纖維，碳纖維和PBO纖維的至少一種材料構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求8所述傳送裝置，其特征在于，所述穩(wěn)定嵌入件(13)包括玻璃纖維和碳纖維。
10.如前述權(quán)利要求任意一個(gè)所述的傳送裝置，其特征在于，所述穩(wěn)定嵌入件(13)用包括由包含腈基的單體和由二烯烴形成的乳膠的RFL處理。
全文摘要
用油的齒帶傳動(dòng)裝置(1)，包括至少一對(duì)帶齒的帶輪(5，6)和一個(gè)與帶輪(5，6)嚙合的齒帶(10)，其中，帶(10)的銼齒(14)和每個(gè)帶輪(5，6)的銼齒(25)有相應(yīng)的具有不定曲率半徑節(jié)線的基準(zhǔn)輪廓，使帶(10)基準(zhǔn)輪廓的齒(20)與帶輪(5，6)基準(zhǔn)輪廓的槽(29)之間的橫向間隙至少在相應(yīng)側(cè)(22，31)的中間部分是在－0.1mm到+0.15mm之間。
文檔編號(hào)F16G1/28GK101052828SQ200480044110
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月29日
發(fā)明者M·迪梅科, M·德利羅喬利, C·菲奧爾達(dá)利索 申請(qǐng)人:戴科歐洲科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室