所公開的發(fā)明構思總體上涉及用于將車輛發(fā)動機的部件彼此附接的緊固件裝置。更具體地，所公開的發(fā)明構思涉及一種用于將塑料進氣歧管凸緣附接到塑料凸輪蓋的緊固件裝置，該緊固件裝置包括在進氣歧管凸緣的下側(cè)上的成型柔性環(huán)、具有螺紋插入件的凸輪蓋和彈簧桿壓縮限制緊固件。

背景技術：

在機動車輛群體中有用來降低發(fā)動機和動力傳動系統(tǒng)重量試圖提高燃料經(jīng)濟性的持續(xù)努力。作為該努力的關鍵部分，許多傳統(tǒng)上由相對重的材料(比如鋼和鑄鐵)制成的發(fā)動機結(jié)構部件現(xiàn)在由較輕的金屬制成。這些較輕的材料中的一個是鋁，該鋁約是由鐵制成的可比部件的重量的三分之一。其他輕質(zhì)金屬(比如鎂)也已取代較重的鋼和鑄鐵。鎂本身約是鋁重量的三分之二。

盡管這些較輕的金屬容易顯示出它們優(yōu)于鋼和鑄鐵的重量優(yōu)勢，但是這些金屬，特別是鎂，生產(chǎn)困難且昂貴。此外，這些金屬，特別是鎂，可能在附接點失效。此外，在鎂的情況下，該材料易受熱膨脹系數(shù)的不匹配的影響，這在不同材料彼此附接時存在問題。此外，許多鎂合金當在高操作溫度普遍的內(nèi)燃發(fā)動機應用中置于熱負荷下時，表現(xiàn)出不可接受水平的稱為“蠕變”的現(xiàn)象。熱蠕變的結(jié)果可以是夾緊力的減小以及在附接點處緊固件松動的增加的可能性。因此，鎂的使用比例如在制造發(fā)動機部件中使用鋁作為鋼和鑄鐵的替代物具有更大的挑戰(zhàn)。

響應于與在相關聯(lián)的發(fā)動機部件生產(chǎn)中輕質(zhì)金屬(比如鋁和鎂)使用相關的問題，一些機動車制造商已經(jīng)拋棄將金屬完全用于這些部件。作為替代，一些制造商已經(jīng)將若干聚合材料中的任何一種用于這些部件。各種材料——比如增強塑料材料(比如玻璃填充尼龍或玻璃填充或碳增強聚丙烯)——已用于發(fā)動機部件的生產(chǎn)。

盡管優(yōu)于鋼和鑄鐵提供有吸引力的重量優(yōu)點并且提供比使用鋁或鎂的部件生產(chǎn)更低的成本和更容易的制造，但是由塑料復合材料制成的發(fā)動機部件也遭受與由鎂制成的部件相關聯(lián)的蠕變問題。隨著時間的推移，用于將復合部件附接到基板的螺栓可能最終從復合材料中退出，因為螺栓周圍的區(qū)域從螺栓下方向外蠕變。這通常是內(nèi)燃發(fā)動機的固有振動的結(jié)果，并且這種情況在發(fā)動機使用時間越長時就越明顯。

若干設計的緊固件已經(jīng)用來將一個塑料發(fā)動機部件緊固到另一個試圖克服上述使用中的挑戰(zhàn)。這種緊固件必須適當?shù)卦O計為防止對相對脆性的塑料部件的損壞。這種緊固件的示例是已經(jīng)用來可將第一塑料發(fā)動機部件螺紋附接到第二塑料發(fā)動機部件的彈簧桿緊固件。然而，與所產(chǎn)生的接頭相關聯(lián)的公差導致存在在一個極端處的緊固件彈簧的過度壓縮和壓縮不足或在另一極端處的緊固件彈簧的壓縮完全不存的情況。

在車輛技術的許多領域中，總是存在與附接車輛發(fā)動機的塑料部件的裝置相關聯(lián)的改進的空間。

技術實現(xiàn)要素：

所公開的發(fā)明構思克服了將內(nèi)燃發(fā)動機的第一塑料部件附接到第二塑料部件的已知方法的問題。通常，所公開的發(fā)明構思提供一種具有在其附接側(cè)上形成的成型且經(jīng)調(diào)節(jié)的柔性環(huán)的進氣歧管凸緣。凸輪蓋具有附接插入件。用于將進氣歧管附接到凸輪蓋的壓縮限制緊固件總成包括彈簧桿壓縮限制器，該彈簧桿壓縮限制器在完全插入其附接位置時防止過度壓縮同時提供100％壓縮。

特別地，壓縮限制緊固件總成包括進氣歧管、凸輪蓋、壓縮限制螺栓緊固件和彈簧桿壓縮限制器。進氣歧管凸緣具有緊固件通過孔、下側(cè)和從下側(cè)延伸的柔性環(huán)。柔性環(huán)與孔同心。

螺紋凸輪蓋包括具有接收螺栓的內(nèi)螺紋孔的外部滾花插入件。螺紋插入件可以是任何形狀，但是優(yōu)選是錐形形狀。螺紋插入件包括設置在其上端處的軸承套環(huán)，該軸承套環(huán)起彈簧桿壓縮限制器的軸承面的作用。

彈簧桿壓縮限制器包括具有上端和下端的管狀主體。彈簧桿凸緣附接到管狀主體的上端，而深度限制凸緣附接到下端。

在初始安裝壓縮限制螺栓緊固件時，彈簧桿凸緣就寬松地裝配在螺栓頭和塑料進氣歧管的上表面之間。隨著增加量的扭矩被施加到壓縮限制螺栓緊固件，彈簧桿凸緣向外張開抵靠塑料進氣歧管的上側(cè)。螺栓繼續(xù)螺紋插入凸輪蓋插入件中直到壓縮限制器的深度限制凸緣與螺紋插入件的軸承套環(huán)完全接觸。在這點上，彈簧桿凸緣張開到其最大程度，并且塑料進氣歧管凸緣固定地附接到凸輪蓋。

壓縮限制螺栓緊固件完全螺紋插入到凸輪蓋插入件中被實現(xiàn)，而不會損壞塑料進氣歧管或塑料凸輪蓋，并且即使在極端發(fā)動機振動的情況下也不會有螺栓松動的可能性。柔性環(huán)——與壓縮限制螺栓緊固件和彈簧桿壓縮限制器結(jié)合——提供接頭堅固性而不使用附加部件，從而減少材料成本和裝配時間。

結(jié)合附圖，從下面優(yōu)選實施例的具體實施方式，上述優(yōu)點和其他優(yōu)點和特征將顯而易見。

附圖說明

為了更完整地理解本發(fā)明，現(xiàn)在應參照附圖中更詳細地示出的且下面通過本發(fā)明的示例描述的實施例，附圖中：

圖1是在壓縮限制緊固件初始附接時本發(fā)明的壓縮限制緊固件總成的剖視圖；

圖2是沿圖1的線2-2截取的剖視圖，示出了柔性環(huán)相對于緊固螺栓的同心設置；

圖3是通過本發(fā)明的壓縮限制緊固件附接到凸輪蓋的進氣歧管凸緣的剖視透視圖；

圖4是通過本發(fā)明的壓縮限制緊固件附接到凸輪蓋的進氣歧管凸緣的另一剖視圖；以及

圖5是與圖1相似的視圖，但示出了已經(jīng)螺紋插入到其完全插入位置的壓縮限制緊固件。

具體實施方式

在下面的附圖中，相同的附圖標記將用來指代相同的部件。在下面的描述中，各種操作參數(shù)和部件被描述用于不同構造的實施例。這些具體參數(shù)和部件作為示例包括在內(nèi)并且不意味著限制。

參照圖1至4，根據(jù)所公開的發(fā)明構思提供總體上示為10的壓縮限制緊固件總成。該緊固件總成10包括壓縮限制螺栓緊固件12，該壓縮限制螺栓緊固件12用來將塑料進氣歧管凸緣14附接到塑料凸輪蓋16。應當理解的是，盡管如圖所示且所討論的公開的發(fā)明構思旨在用來將塑料進氣歧管凸緣14附接到如圖所示的塑料凸輪蓋16，但是所公開的發(fā)明構思的壓縮限制螺栓緊固件12也可以使用以將幾乎任何塑料部件附接到另一塑料部件。

壓縮限制螺栓緊固件12包括螺栓頭18和螺栓桿20。根據(jù)具體應用，螺栓桿20具有可以是螺紋的或無螺紋的上部22。螺栓桿20還包括螺紋的下部24。

錐形的外部滾花螺紋插入件26設置在壓縮限制螺栓緊固件12被螺紋附接到其中的部件中。在這種情況下，錐形的螺紋插入件26被螺紋裝配到在塑料凸輪蓋16中形成的錐形孔27中。軸承套環(huán)28裝配到錐形的螺紋插入件26的外端。

軸承套環(huán)28比錐形的螺紋插入件26的上端更寬，從而限制錐形的螺紋插入件26在裝配時可以被螺紋插入到錐形孔27中的深度。應當理解的是，盡管插入件26被示出為是錐形的，但是針對該目的，其它形狀的插入件26可以同樣適用。

提供彈簧桿壓縮限制器30以在將塑料進氣歧管凸緣14固定到塑料凸輪蓋16時，在將壓縮限制螺栓緊固件12插入到錐形的螺紋插入件26中時提供一致的且有保證的扭矩量。彈簧桿壓縮限制器30通過結(jié)合偏置元件以及深度限制元件來實現(xiàn)該措施。

特別地，彈簧桿壓縮限制器30包括在管狀主體34的上端處的彈簧桿凸緣32和在管狀主體34的相對端或下端處的深度限制凸緣36。彈簧桿壓縮限制器30可以由任何各種材料制成，盡管材料(比如彈簧鋼)可能最適合于該應用。

如圖所示，孔38在塑料進氣歧管凸緣14中形成。此外，在塑料進氣歧管凸緣14的下側(cè)設置有從凸緣14的下側(cè)延伸的成型且經(jīng)調(diào)節(jié)的柔性環(huán)(moldedandtunedcompliantring)40。如圖2所示——圖2是沿圖1的線2-2截取的且在圖2中示出了塑料進氣歧管凸緣14的下側(cè)，成型且經(jīng)調(diào)節(jié)的柔性環(huán)40優(yōu)選地與孔38同心。應當注意的是，成型且經(jīng)調(diào)節(jié)的柔性環(huán)40的厚度和寬度可以根據(jù)特定應用的需要進行調(diào)節(jié)，從而提供實際上無限的可調(diào)節(jié)性。

在初始裝配時，并且如圖1、2和4所示，壓縮限制螺栓緊固件12松動地裝配到孔38中。在該位置，彈簧桿凸緣32處于其未張緊狀態(tài)，并且深度限制凸緣36與錐形的螺紋插入件26的軸承套環(huán)28間隔開。在深度限制凸緣36和錐形的螺紋插入件26的軸承套環(huán)28之間的該裝配狀態(tài)下存在預插入間隙42。

當壓縮限制螺栓緊固件12的螺紋下部24被螺紋地附接到錐形的螺紋插入件26時，彈簧桿凸緣32處于增加的負載的下方，使彈簧桿凸緣32向外張開抵靠塑料進氣歧管凸緣14的上側(cè)。壓縮限制螺栓緊固件12的螺紋下部24被螺紋地插入到錐形的螺紋插入件26中，直到深度限制凸緣36與錐形的螺紋插入件26的軸承套環(huán)28完全接觸，如圖5所示。如該圖所示，軸承套環(huán)28起到彈簧桿壓縮限制器30的深度限制凸緣36的軸承面的作用。在這點上，彈簧桿凸緣32張開到其最大程度，并且塑料進氣歧管凸緣14固定地附接到凸輪蓋16，而不損壞塑料進氣歧管14或凸輪蓋16，并且即使在極端發(fā)動機振動的情況下沒有壓縮限制螺栓緊固件12變松的可能性。

因此，上述所公開的發(fā)明克服了通過已知方法在內(nèi)燃發(fā)動機中將一個塑料部件附接到另一塑料部件所面臨的挑戰(zhàn)。然而，從這樣的討論并且從附圖和權利要求，本領域技術人員將容易地認識到的是，在不脫離由所附權利要求限定的本發(fā)明的真實精神和合理范圍的情況下，可以在其中進行各種改變、修改和變化。