用于弹性安装引擎的设备及其制造方法

文档序号:5530701阅读:174来源:国知局
专利名称:用于弹性安装引擎的设备及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种设备,用于将引擎、特别是将引擎齿轮单元弹性地安装到机动运载工具主体,并涉及一种用于制造这种引擎安装部的方法。
背景技术
为了提供一种用于引擎的耐久安装部,在设计引擎安装部时将考虑到很高的静态引擎重量载荷以及由于高频引擎工作振动及低频驱动载荷所致的动态振荡载荷。已知的弹性安装部,例如在DE 20 2008 000 685中所述,具有刚性支撑构件,机动运载工具的引擎将被附接到刚性支撑构件;和法兰,其分离于将被刚性附接到运载工具主体的支撑构件。由金属制成的法兰形成为桥形,其仅仅部分地沿横向方向环绕支撑构件。桥形或弓形的法兰沿与运载工具在引擎安装部进行组装时的驱动方向对应的纵向方向延伸。支撑构件一方面具有安装区部且另一方面具有支撑区部,安装区部特别地能够从上方访问而且机动运载工具引擎将被安置和固紧到安装区部,支撑区部由桥形法兰包围而且支撑构件经由弹性主体被支撑在支撑法兰处,弹性主体布置在支撑构件与支撑区部之间。

发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点,特别是进一步开发一种通用设备而使得至少以这种设备可采用低价、简单的制造方法,优选地开发一种更高强度的引擎安装部。这种目的通过权利要求1的特征实现。相应地,提供一种设备,用于将引擎、特别是将引擎齿轮单元弹性地安装到机动运载工具主体。所述弹性安装部具有刚性支撑构件,其具有支撑区部和安装区部,所述引擎能够附接到所述安装区部。而且,根据本发明的设备还具有法兰环,其能够附接到所述机动运载工具主体并完全包围所述支撑区部。弹簧主体被弹性地支撑在所述支撑构件的支撑区部处以及所述法兰环的内侧处,以能够实现在支撑构件与法兰环之间的弹簧类型的缓冲运动。变得显见的是,通过形成完全包围法兰环的结构、特别是由一体件制成,与已知的桥设计相比,可以显著减少净高度以及用于实现法兰环所需的材料。这样,只要引擎安装部需要大的单元数量,则可实现成本减少。特别地,由于净高度低,因而根据本发明变得可用的自由空间可在引擎内腔(compartment)的极有限的空间内用于其它部件。在本发明的进一步的优选方案中,所述法兰环形成完全封闭的环结构,该环结构特别地在内壁处形成圆形或柱形。在优选实施例中,所述法兰环特别地由纤维增强塑料件制成,尤其是通过注射成型而成。显然,通过这种措施,不仅可进一步减小净高度,而且另外还可减小法兰环的重量及体积(mass),而不会削减法兰环的强度。对照而言,变得显见的是,由于环结构和通过塑料制造的组合,可实现高强度的法兰环。优选地,所述纤维增强塑料所使用的塑料应具有更多部分的纤维,特别是玻璃纤维部分,尤其是在35%以上且最大为60%,特别是45%至55%,例如BASF公司以商标Ultramid 销售的产品。在本发明的优选实施例中,将所述弹簧主体摩擦固紧在所述法兰环处和/或所述支撑构件处是在没有金属插件的情况下实现的,也就是说,不使用金属材料。通过这种方式,不仅显著减小引擎安装部的重量,而且还减小制造成本,这是因为金属部件与弹性弹簧的组合总是必然需要高成本的制造措施。例如,使用粘接剂的硫化/硬化(vulcanising)步骤可以免除。在本发明的优选实施例中,支撑构件也可通过塑料材料制成。适合的塑料例如为由Degussa以商标Vestoran⑩销售的聚苯醚,或者由Rhodia以Technyl 销售、或由Radici以Radilon 销售、或由Lanxess以Durethan .⑩销售、或由Lati以Latamid道>销售的聚酰胺6或6. 6。为了实现将所述弹簧主体摩擦固紧在所述法兰环处和/或所述支撑构件的支撑区部处,弹簧主体可被模制到或包覆模制到法兰环的内侧处和/或所述支撑区部的外侧处,其中,为此效果可适合地采用硫化/硬化步骤,其中优选地采用弹性体/塑料材料的组合,其中在边界表面处可产生粘接效果,而不需使用另外的粘接系统。优选地,在第一制造步骤中形成连贯(coherent)中间组件单元,其包括支撑构件和弹簧主体,其中这种中间组件单元在第二制造步骤中与法兰环牢固联接。为了实现第二制造步骤,不应使用粘接剂和/或硫化/硬化(vulcanisation),,而是使用无金属的插件,特别是由塑料制成的插件。在本发明的优选实施例中,刚性插件在面向所述法兰的侧处和/或在面向所述支撑构件的侧处附接到所述弹簧主体,用于将所述弹簧主体摩擦固紧在所述支撑构件和/或所述法兰处,以避免在此区域中硫化/硬化,至少考虑到法兰环或支撑构件。优选地,刚性插件由塑料形成。为了将插件附接到弹簧主体处并由此形成包括支撑构件、弹性主体和插件的中间组件单元,弹簧主体可在法兰环的一侧或在支撑构件的一侧被模制到刚性插件,特别地使用硫化/硬化方式。在本发明的进一步的优选方案中,所述插件在其面向所述法兰环的侧处和/或在其面向所述支撑构件的侧处被附接到所述法兰环和/或所述支撑构件,而不使用任何化学粘接剂或者硫化/硬化步骤,特别地利用机械保持接联结构。优选地,所述保持接联结构通过至少一个突出部并通过渐缩凹陷部实现,其中,所述突出部具有底切部且特别是在所述插件的面向所述法兰环和/或面向所述支撑构件的一侧具有底切部,所述渐缩凹陷部在所述法兰环中和/或在所述支撑构件中而且在形状上与相应的至少一个突出部大致互补;其中,优选地,所述凹陷部形成在所述法兰环的和/或所述支撑构件的面向所述插件的一侧。所述机械保持接联结构在所述插件与所述法兰环和/或所述支撑构件之间实现一种不可移动的摩擦联接,从而不需要通过粘接剂/硫化的联接。在本发明的进一步的优选方案中,所述至少一个突出部是腹板,通过与所述插件的一体件制成,所述腹板优选地相对于所述法兰环的环轴线沿轴向且大致直线地延伸。另夕卜,所述腹板可在其截面中具有底切部,由此与支撑构件和/或法兰环中的凹陷部实现保持接联功能。所述腹板可基本在所述插件的整个轴向宽度上延伸在本发明的优选实施例中,所述机械保持接联结构另外还具有环形突出部,所述环形突出部沿法兰环的周向方向延伸并且也可与所述插件形成为一体件。所述环形突出部在结构上使各所述腹板相互连接,从而可通过腹板和环形突出部形成连贯(coherent)结构。另外,所述环形突出部可大致设置在所述法兰环的轴向中心,且特别地垂直于所述腹板。所述环形突出部形成为不具有底切部。在本发明的进一步的实施方案中,在大致沿轴向方向延伸的各所述凹陷部之间相应形成凹部,特别是通道形状的凹部,所述凹部优选地大致平行于所述轴向方向延伸,所述凹陷部可形成在所述法兰环中以及所述支撑构件中以形成所述保持接联结构。在本发明的优选实施例中,凹部布置在所述环法兰的周界处以进一步减小引擎安装部的重量。在所述环法兰的周界处的所述凹部大致通过薄壁状的腹板而相互分离。所述壁状的腹板以及所述凹部沿轴向方向延伸。其中,所述壁状腹板的壁厚在所述凹部的内宽度上保持恒定。所述壁状腹板的壁厚优选地可以小于与该壁状腹板相邻的所述凹部的内宽度。在本发明的进一步的实施方案中,所述插件(其优选地通过塑料形成)是曲形板,特别地成形为圆形区部(section)和形成为环形区部。所述环区部的形状具有的周向延伸长度在180°以下,优选地在90°以上。由于所述插件可由塑料形成,因而所述插件可通过由塑料制成的所述法兰环和/或由塑料制成的所述支撑构件包覆模制而成。优选地,所述插件以及所述法兰环和/或所述支撑构件利用两部件注射成型方法制成。在本发明的优选实施例中,所述弹簧主体通过至少两个弹簧臂的结构形成,所述弹簧臂、特别是处于所述设备的安装完毕状态下的所述弹簧臂从所述支撑构件向所述法兰环的内侧针对一竖直轴线大致对称地按V结构延伸。所述竖直轴线优选地可穿过由所述法兰环的大致圆形内侧限定的圆周的中心。在本发明的优选实施例中,所述弹簧主体的结构另外还具有至少一个弹簧拱垛。至少一个弹簧拱垛可设置在两个所述弹簧臂之间处于所述V结构的锐角空间和/或优角(reflex angle)空间中。在本发明的优选实施例中,所述弹簧主体的结构通过弹性体的一体件(onepiece)制成,特别是通过注射成型而成。在本发明的进一步的优选方案中,所述至少两个弹簧臂分别远离所述支撑构件的支撑区部的大致平坦的支撑表面而大致垂直地延伸。两个所述支撑表面可分别被设置为相对于所述竖直轴线具有相等的倾斜角度。优选地,所述至少两个弹簧臂形成主径向延伸方向,特别地所述主径向延伸方向的虚拟交叉部(imaginary intersection)设置在一圆周的中心的区域中、尤其是与该中心重合,所述圆周可由所述法兰环的大致圆形内侧限定。另外,本发明还涉及一种设备制造方法,用于将引擎、特别是将引擎齿轮单元弹性地安装到机动运载工具主体,特别地所述设备是根据本发明的设备。根据本发明,所述支撑构件和所述法兰环由塑料材料制成,在所述支撑构件和/或所述法兰环以及所述弹簧主体之间不设置金属中间层。


通过以下结合附图对本发明优选实施例的描述,本发明的进一步的优点、品质和特征将变得清楚,其中图1是根据本发明的设备的立体图。图2是根据本发明的根据图1的设备的局部分解立体图。
具体实施例方式在图1和2中,根据本发明的引擎安装部在整体上提供附图标记I。引擎安装部I基本上具有四个主要部件,即支撑构件3,其仅部分地显示;法兰环5,其至少一部分完全包围支撑构件;弹簧主体结构7,其包括采取V结构的至少两个弹簧臂;和插件11,其为环区部的形状,并将被装配在法兰环5的内侧13与弹性主体结构7的面向法兰环的联接侧之间,在图1中可见。支撑构件3包括支撑区部15,支撑区部15具有大致三角形截面并且利用中空构形而形成接纳空间17。接纳空间17的内宽度沿轴向方向Y大致恒定,使得接纳空间17可接纳支撑构件3的安装区部21,安装区部21当从上方(沿Z方向)看时为T形。支撑构件3的安装区部21的纵向腿(未具体示出)被压入到在形状上互补的接纳空间17中,从而对于支撑构件3形成刚性结构。应注意,安装区部和支撑区部也可通过一体件制成。如图1中可见,在T形安装区部的短腿的区域中,提供多个通孔23,以固紧机动运载工具的引擎单元(未示出)。通常,引擎安装部I布置和固定在运载工具中,使得形成法兰环5中心轴线和/或形成支撑构件3纵向轴线的轴线Z垂直于驱动方向设置。根据引擎的扭矩输出方向,也可提供其它安装位置。支撑构件3在尺度上使得支撑区部15完全被法兰环5包围,其中,安装区部沿Y方向延伸到法兰环之外而使得安装引擎所必要的区域完全位于法兰环5之外。支撑构件3可由塑料制成,特别是注射成型而成。法兰5限定了环空间25,环空间25通过大致圆形(circular)的内壁27沿周向方向被界定以及沿X和Z方向界定。法兰环5具有组装增强部31、33,组装增强部31、33具有安装孔35并沿X方向沿侧向突出,通过组装增强部31、33,法兰环5以及引擎安装部I可以附接到运载工具的主体部分(未不出)。如图1和2中可见,法兰环5的结构被实施为具有大量凹部的架体结构,所有凹部沿轴向方向Y延伸。所述凹部通过薄壁腹板而相互分离,其中,腹板的厚度显著小于凹部的内宽度。如图2中可见,大量的直线凹陷部37设置在法兰环5的大致圆形的内壁27处,凹陷部大致在法兰环的整个的、大致恒定的宽度(沿Y方向)上延伸。所有凹陷部37在内壁27的轴向边界区域41、43处被界定和封闭。所述凹陷部朝向空间25开放。每个凹陷部37被实现为具有渐缩部(未详细示出),即,凹陷部37的内宽度从内壁27的侧沿径向朝外增大。大致在内壁的轴向宽度(沿Y方向)的中间,在凹陷部37结构的区域中,提供了部分地沿周向延伸的连接通道45以使各凹陷部相互连接。连接通道被实现为具有恒定宽度,即,没有渐缩。当沿Y方向观看引擎安装部1、特别是法兰环5处时,可注意到,凹陷部37结构从约4点钟位置朝向8点钟位置延伸。凹陷部37被布置为相互等间距。凹陷部37的尺度被设置为对于每个凹陷部都是相同的。如图2中可见,凹部47沿轴向方向(Y方向)延伸并在两个凹陷部之间具有大致相同的尺寸,凹部47设置在两个相邻凹陷部的中间壁区域中。在第一个处理步骤中,弹簧主体结构7附接到支撑构件3,特别是附接到支撑区部15,而不使用硫化/硬化(vulcanisation)方法,特别是不用混合粘接剂。将弹簧主体结构7固紧到支撑构件3,可利用包覆模制实现。其中,整个弹性弹簧结构通过一体件(one piece)制成。弹簧主体结构7包括两个弹簧臂51、53,两个弹簧臂51、53布置为相互成角度,并作为主要部件远离于支撑区部15的两个支撑臂55而基本垂直延伸。支撑臂55被布置为相互呈Y形,其中增强基底57使各支撑臂相互连接。在各支撑臂之间形成的角度大于90°。各支撑臂55以及各弹簧臂51、53针对沿Z方向延伸的对称轴线或者对称平面而轴对称。弹簧臂51、53与支撑构件3的支撑区部15直接接触并与插件11的内侧61直接接触。弹簧臂51、53用于以下目的将作用在支撑构件3上的动态或静态载荷弹性地传递到法兰环,或者相反地传递。如图2中可见,弹簧臂51、53的宽度和深度(沿X方向)大致恒定。仅在连接端处提供弹簧臂51、53的轻微增强部,以良好地引入载荷。另外,弹簧主体结构7包括多个拱垛(abutment)。第一 Z拱垛65界定沿Z方向向下运动的幅度,设置在通过两个弹簧臂51、53界定的小空间63中,而且处于支撑臂55的Y形的基底腿处。进一步的Z拱垛设置在支撑区部15的相反区域处并被给定以附图标记67。在对称位置处(相对于Z平面对称),提供两个进一步的侧向拱垛71、73,以限定沿X方向运动的幅度的极限。如前所述,应注意,所有弹簧元件,例如弹簧臂51、53以及拱垛71、73,通过一种相同的材料在一个制造步骤中注射成型而成。插件11类似于凹陷部37的结构从4点钟位置到8点钟位置圆形地延伸,具有曲形板结构,所述曲形板结构具有恒定的沿Y方向的宽度。在插件11的径向外侧75处,设置多个突出部77,突出部77沿轴向方向(Z方向)直线地延伸并具有沿Y方向的恒定的截面。突出部77的截面由其在两端处的截面限定。突出部具有对称结构。突出部77的数量针对凹陷部37的数量而调节。突出部77的外尺度在形状上互补于凹陷部37的内尺度,从而使突出部77在凹陷部37中接合而使得插件11与法兰环形成钩型接合。为了实现这种钩型接合机构,法兰环可包围由支撑构件3、弹性弹簧结构7、插件11构成的单元进行模制而成,所述单元在其制成之后安置在注射成型模具中。通过这种方式,可实现凹陷部37处的渐缩部以及突出部77处的底切部(undercut)。通过所述包覆模制,提供法兰环与插件11的无缝隙的连接。由此,可以避免如已知安装部中发生的在相互装配的各安装部分之间由于制造容差所导致的不希望出现的引擎安装部的声响。通过根据本发明的引擎安装部,可以实现具有高负载能力的安装部,其中可以完全免除任何类型的连接系统,例如硫化/硬化(vulcanisation)和粘接剂的使用。由于针对这样的化学结合没有专门处理措施,因而需要考虑因引物/底漆(primer)所致的清洁度、时间规定和材料组合。优选地,纤维增强塑料用于法兰环,其中对应的塑料用于插件11。对于弹性弹簧主体,当然也可采用天然橡胶或其它类型的橡胶。由于事实上根据本发明的引擎安装部基本上没有金属部件,因而可实现轻得多的类型的安装部。被认为是本发明的特别的优点是,能够使用两组分注射成型的制造方法。在以上描述中公开的特征、附图和权利要求可与本发明在其独立的或按照任意组合方式形成的不同实施例中的实施相关联。附图标记清单I引擎安装部3支撑构件5法兰环7弹簧主体结构11 插件13 内侧15支撑区部17接纳空间21安装区部23 孔25环空间27圆形内壁31,33组装增强部35安装孔37凹陷部41,43轴向边界区域45连接通道47 凹部51,53 弹簧臂55支撑臂57 基底61 内侧63小空间65,67 Z 拱垛71,73侧向拱垛75径向外侧77突出部Y轴向方向Z 轴线
权利要求
1.一种设备,用于将引擎、特别是将引擎齿轮单元弹性地安装到机动运载工具主体,包括刚性支撑构件(3),其具有支撑区部(15)和安装区部(21),所述引擎能够附接到所述安装区部(21);刚性法兰环(5),其能够附接到所述机动运载工具主体,并完全包围所述支撑区部(15);和弹簧主体(7),其被弹性地支撑在所述支撑构件(3)的支撑区部(15)处和所述法兰环(5)的内侧处。
2.根据权利要求1所述的设备,其中,所述法兰环(5)形成完全封闭的环结构;和/或所述法兰环(5)特别地由纤维增强塑料件制成,尤其通过注射成型而成。
3.根据权利要求1或2所述的设备,其中,将所述弹簧主体(7 )摩擦固紧在所述法兰环(5 )处和/或所述支撑构件(3 )处,是在没有中间金属插件的情况下实现的。
4.根据前述权利要求中的一项所述的设备,其中,所述弹簧主体(7)在硫化情况下直接模制到所述法兰环(5)的内侧和/或模制到所述支撑区部(15)的外侧;或者,所述刚性插件(11)在面向所述法兰环的侧处和/或在面向所述支撑构件的侧处被附接到、特别是在硫化情况下被模制到所述弹簧主体(7),以将所述弹簧主体(7)摩擦固紧于所述法兰环(5)和/或所述支撑区部(15)处;其中特别地,所述插件(11)在不使用粘接剂的情况下和/或利用保持接联结构在其面向所述法兰环的侧处和/或在其面向所述支撑构件的侧处被附接到所述法兰环(5)和/或附接到所述支撑构件(3);其中,特别地,所述保持接联结构通过至少一个突出部(77)并通过至少一个渐缩凹陷部(37)实现,其中,所述突出部(77)在所述法兰环的一侧和/或在所述支撑构件的一侧具有底切部,所述至少一个渐缩凹陷部(37)与相应的所述至少一个突出部(77)在形状上大致互补;其中,所述至少一个突出部(77)钩状地接合在所述至少一个凹陷部(37)中。
5.根据权利要求4所述的设备,其中,所述至少一个突出部(77 )是腹板,通过与所述插件(11)的一体件制成,相对于所述法兰环(5)的环轴线沿轴向且大致直线地延伸、和/或在其截面中具有底切部、和/或基本在所述插件(11)的整个轴向宽度上延伸;和/或所述保持接联结构另外还具有环形突出部,所述环形突出部使各所述腹板相互连接和/或大致设置在所述法兰环(5)的轴向中心,且特别地垂直于所述腹板和/或形成为不具有底切部和/或通过与所述插件(11)的一体件制成。
6.根据权利要求4或5所述的设备,其中,大致沿轴向方向延伸的凹部(47)相应地形成在大致沿轴向方向延伸的各所述凹陷部(37)之间;和/或凹部(47)布置在所述环法兰的整个周界处并通过大致薄壁状的腹板而相互分离,所述大致薄壁状的腹板沿轴向方向延伸并具有均匀壁厚,其中,壁状腹板的壁厚小于与该壁状腹板相邻的凹部(47)的内宽度。
7.根据权利要求4至6中的一项所述的设备,其中,所述插件(11)特别地形成圆环区部,所述圆环区部具有的周向延伸长度在180°以下,优选地在90°以上;和/或所述插件(11)通过塑料形成;和/或所述插件(11)通过由塑料制成的所述法兰环(5)包覆模制而成,和/或通过所述支撑构件(3)包覆模制而成;和/或所述插件(11)以及所述法兰环(5)通过两部件注射成型方法制成。
8.根据前述权利要求中的一项所述的设备,其中,所述弹簧主体(7)通过至少两个弹簧臂(51,53)的结构形成,所述弹簧臂(51,53)、特别是处于所述设备的安装完毕状态下的所述弹簧臂(51,53)从所述支撑构件(3)向所述法兰环(5)的内侧针对一竖直轴线大致轴对称地按V结构延伸,所述竖直轴线优选地穿过由所述法兰环(5)的大致圆形内侧限定的圆周的中心;其中特别地,所述弹簧主体(7)的结构另外还具有至少一个弹簧拱垛;其中优选地,至少一个弹簧拱垛被设置在两个所述弹簧臂(51,53)之间处于锐角空间和/或优角空间中;和/或所述弹簧主体(7)的结构通过弹性体的一体件制成。
9.根据权利要求8所述的设备,其中,所述至少两个弹簧臂(51,53)分别远离所述支撑区部(15)的大致平坦的支撑表面而大致垂直地延伸;其中特别地,两个所述支撑表面分别被设置为相对于所述竖直轴线具有相等的倾斜角度;和/或所述至少两个弹簧臂(51,53)形成主径向延伸方向,特别地所述主径向延伸方向的虚拟交叉部设置在由所述法兰环(5)的大致圆形内侧限定的圆周的中心的区域中、尤其是与该中心重合。
10.一种设备制造方法,用于将引擎、特别是将引擎齿轮单元弹性地安装到机动运载工具主体,特别地所述设备是根据前述权利要求中的一项所述形成的设备,其中,所述设备包括支撑构件(3),所述引擎能够附接到所述支撑构件(3);刚性法兰环(5),其能够附接到所述机动运载工具主体;和弹簧主体(7),其被弹性地支撑在所述支撑构件(3)处和所述法兰环(5)的内侧处;其中,所述支撑构件(3 )和所述法兰环(5 )由塑料材料制成,且在所述支撑构件(3 )和/或所述法兰环(5)以及所述弹簧主体(7)之间不设置金属中间层。
全文摘要
一种设备用于将引擎、特别是将引擎齿轮单元弹性地安装到机动运载工具主体上,包括刚性支撑构件(3),其具有支撑区部(15)和安装区部(21),所述引擎能够被紧固到所述安装区部(21);刚性法兰环(5),其能够被紧固到所述机动运载工具主体,并包围所述支撑区部的整个周界;和弹簧主体(7),其被弹性地支撑在所述支撑部的支撑区部上和所述法兰环的内侧上。
文档编号F16F1/38GK103038536SQ201180030678
公开日2013年4月10日 申请日期2011年6月21日 优先权日2010年6月24日
发明者海科·皮切尔 申请人:安维斯德国有限责任公司
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