專利名稱：在機動車的調(diào)節(jié)裝置的一個軸與一個驅(qū)動或從動部件之間形狀鎖合的連接及其制造方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1及權(quán)利要求7的前序部分的、在機動車的一個調(diào)節(jié)裝置的一個至少在連接區(qū)域中由一種可熱塑性變形的塑料材料組成的空心軸與一個驅(qū)動或從動部件、例如一個齒輪或一個操作桿之間形狀鎖合的連接及其制造方法，其中該軸與驅(qū)動或從動部件通過一個構(gòu)型(Profilierung)彼此無相對轉(zhuǎn)動地固定及該驅(qū)動或從動部件軸向上止擋在該軸的一個階臺上。
以下對于驅(qū)動或從動部件應(yīng)理解為這樣一個部件，該部件接收轉(zhuǎn)動或直線運動及將該運動傳遞到軸上或?qū)⒁粋€導(dǎo)入該軸的旋轉(zhuǎn)運動傳遞到相鄰的組件上，例如一個齒輪或一個杠桿上。對于一個機動車的調(diào)節(jié)裝置應(yīng)理解為任何類型的調(diào)節(jié)裝置，借助它可驅(qū)動或調(diào)節(jié)機動車的一個部件或一個組件，例如一個節(jié)氣門調(diào)節(jié)器，一個雨刷器驅(qū)動器，一個電子油門(EGAS)調(diào)節(jié)裝置或一個廢氣再循環(huán)閥的調(diào)節(jié)器。
由現(xiàn)有技術(shù)公開了機動車的調(diào)節(jié)裝置中的連接部分，其中這樣一個軸及這樣一個驅(qū)動或從動部件彼此用螺釘連接，例如是這樣的，即，軸的突出超過驅(qū)動或從動部件的端部設(shè)有一個外螺紋，在該外螺紋上可擰上一個螺母，以便使驅(qū)動或從動部件鎖緊在軸上。但螺母構(gòu)成一個附加的部件，此外在該螺母上還存在危險，即通過在機動車上具有的振動負(fù)荷將隨時間而松弛。此外在軸與驅(qū)動或從動部件之間可拆卸的力鎖合連接的情況下可通過材料的蠕變隨時間出現(xiàn)連接的松弛。此外，所述兩個部件也可通過粘接彼此相連接，但這將需要附加的材料及干燥的時間。焊接連接也具有缺點，即被局限在一定的、彼此可焊接的材料配對上。最后卡鎖連接具有大的造型成本。
本發(fā)明的優(yōu)點根據(jù)本發(fā)明的方法提出制造一個構(gòu)成用于驅(qū)動或從動部件的軸向反止擋的凸緣，其方式是，對該軸的伸出超過該驅(qū)動或從動部件的自由端部加熱及利用一個凸模對該自由端部壓。因此結(jié)果產(chǎn)生了一個徑向上至少部分地搭接該驅(qū)動或從動部件的、由軸的自由端部的塑性熱變形產(chǎn)生的凸緣。
這樣的通過塑性熱變形產(chǎn)生的連接(裝置)非常優(yōu)異地適于使用在機動車中，因為它作為塑性形狀鎖合的連接可在其工作壽命期間對振動負(fù)荷不敏感地可靠保持。此外驅(qū)動或從動部件的材料可根據(jù)需要被自由地選擇。只要溫度保持低于軸的塑料的軟化溫度-在通常的使用條件下就是這樣的情況，該連接(裝置)對溫度是不敏感的。最后它對侵蝕的介質(zhì)有抵抗作用。
通過在從屬權(quán)利要求中所述的措施可以得到獨立權(quán)利要求中給出的本發(fā)明的有利的進一步構(gòu)型及改進。
特別優(yōu)選地，利用熱氣體或熱輻射或摩擦來對軸端部進行加熱。在此，可將熱施加到凸模和/或直接地施加到軸的自由端部上。因此在第一種情況下軸的自由的待變形的端部通過被加熱的凸模的直接接觸被加熱。變換地，可在事先軸的端部被加熱后用冷的凸模加壓。最后，一種方案也可使凸模及軸的自由端部被加熱及然后進行加壓過程。
壓過程例如可由凸模在軸線方向上的直線進給、由凸模在軸線方向上的直線進給與疊加的繞軸線的旋轉(zhuǎn)運動的組合、或由凸模在軸線方向上的直線進給與疊加的繞軸線的擺動運動的組合來實現(xiàn)。
根據(jù)一個進一步的構(gòu)型，該驅(qū)動或從動部件具有一個徑向向內(nèi)的階臺，用于接收凸緣。然后，被加熱的、粘性的塑料材料通過凸模的壓力壓入到階臺中，其中該階臺確定了凸緣的大小及延伸距離。由此可保證連接部分的可重復(fù)制造的強度。
用于制造所述連接的方法以及所述連接裝置的結(jié)構(gòu)結(jié)合以下的實施例說明予以清楚地描述。


在附圖中表示圖1一個軸及一個齒輪之間的連接在其完成前的橫截面圖；圖2圖1中的連接在其完成后的橫截面圖。
具體實施例方式
圖1中表示一個空心軸2與一個驅(qū)動或從動部件-這里為一個齒輪4-之間的連接1在其完成前的視圖。軸2及齒輪4是一個機動車的一個調(diào)節(jié)裝置的部件，例如內(nèi)燃機節(jié)氣門調(diào)節(jié)器、雨刷器驅(qū)動器、電子油門調(diào)節(jié)裝置或廢氣再循環(huán)閥調(diào)節(jié)器的部件，其中電子油門調(diào)節(jié)裝置用一個油門踏板量傳感器電子地測量油門踏板的位置及通過發(fā)動機控制裝置引起節(jié)氣門的一個相應(yīng)位置。也可取代齒輪4將任何其它類型的驅(qū)動或從動部件，例如將一個桿或一個凸輪通過所述連接1固定在該軸2上。
軸2優(yōu)選完全由一種熱塑性塑料組成，該塑料在熱作用下可塑性地變形。也可取代完全地由塑料組成，軸2僅在與齒輪4的連接區(qū)域6中由熱塑性的塑料材料組成。
軸2與齒輪4之間的連接1是無相對轉(zhuǎn)動及軸向固定的，其中軸2及齒輪4通過一個徑向構(gòu)型8相互無相對轉(zhuǎn)動地固定。這例如可這樣來實現(xiàn)在連接區(qū)域6中，軸2的自由端部10在其徑向外圓周面上及齒輪4在一個中心透孔12的徑向內(nèi)圓周面上具有相互配合的構(gòu)型8，其中軸2的自由端部10穿過該中心透孔伸出。根據(jù)該優(yōu)選實施形式，相互配合的構(gòu)型8同時構(gòu)成一個用于該套在軸2上的齒輪4的軸向止擋，即相互配合的凸起14及凹槽16的背離軸2的自由端部10的端面同時也構(gòu)成至少一個起連接1的軸向止擋作用的階臺17，所述凸起及凹槽實際被設(shè)置來產(chǎn)生轉(zhuǎn)動連接。
軸向的反止擋通過一個在軸2的自由端部10的端面上設(shè)有的凸緣18構(gòu)成，該凸緣由軸2的塑料材料的熱塑性變形引起。為了制造該連接1，首先將齒輪4套在軸2上直至它止擋在階臺17上為止及軸2的自由端部10由透孔12伸出一段。然后將軸2的自由端部10加熱及加壓以構(gòu)成所述凸緣18。該壓力通過一個圓柱形的凸模20來產(chǎn)生，該凸模在其初始位置時相對軸2及相對齒輪4同軸心地設(shè)置，但在軸向上還相隔開。該凸模20具有一個向著軸2的自由端部10的軸頸22，當(dāng)凸模20用其端部的環(huán)形面26軸向地壓到軸2的自由端部10的端面上時，該軸頸可伸入到空心軸2的孔24中。
軸2的自由端部10被加熱到一個溫度上，在該溫度上可達到塑性的熱變形，該加熱可用任意的方式實現(xiàn)，但優(yōu)選通過使用熱氣體或熱輻射或通過摩擦來實現(xiàn)。
優(yōu)選地，將熱量施加到軸2的自由端部10上及然后將冷的凸模20壓到軸2的被加熱的自由端部10上。變換地，可首先將熱量施加到凸模20上及然后將加熱的凸模20壓在仍然冷的軸2的自由端部10上。最后，也可將凸模20及軸2的自由端部10加熱及然后進行壓過程。
在此情況下壓過程可由凸模20在軸線28方向上的直線進給、由凸模20在軸線方向上的直線進給與疊加的繞軸線28的旋轉(zhuǎn)運動的組合或由凸模20在軸線28方向上的直線進給與疊加的繞軸線28的擺動運動的組合來實現(xiàn)。
優(yōu)選軸2的材料的熱膨脹系數(shù)與齒輪4的塑料材料的熱膨脹系數(shù)具有同一數(shù)量級，由此不會引起大的材料應(yīng)力。
齒輪4在軸2的自由端部10的區(qū)域中具有一個徑向向內(nèi)的階臺30，用于接收所述凸緣18。然后被加熱的、粘性的塑料材料通過凸模20的壓力壓入到所述階臺30中，其中該階臺確定了凸緣18的大小及延伸距離。由此可保證連接1的可重復(fù)制造的強度。最后凸緣18構(gòu)成所述反止擋地徑向地搭接齒輪4的階臺30，由此使齒輪4也在軸向上固定在凸緣18與由這些構(gòu)型8構(gòu)成的另外的軸向止擋17之間，如尤其從圖2中可看到的。
權(quán)利要求
1.在機動車的調(diào)節(jié)裝置的一個至少在連接區(qū)域(6)中由一種可熱塑性變形的塑料材料組成的空心軸(2)與一個驅(qū)動或從動部件、例如一個齒輪(4)之間制造形狀鎖合的連接(1)的方法，其中該軸(2)及該驅(qū)動或從動部件(4)通過一個構(gòu)型(8)相互無相對轉(zhuǎn)動地固定并且該驅(qū)動或從動部件(4)軸向地止擋在該軸(2)的一個階臺(17)上，其特征在于制造一個構(gòu)成用于該驅(qū)動或從動部件(4)的軸向反止擋的凸緣(18)，其方式是，對該軸(2)的伸出超過該驅(qū)動或從動部件(4)的自由端部(10)加熱及利用一個由一個凸模(20)施加的壓力壓該自由端部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于利用熱氣體或熱輻射或摩擦來進行加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于將熱施加到凸模(20)上及將被加熱的凸模(20)壓在軸(2)的自由端部(10)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于將熱施加到軸(2)的自由端部(10)上及然后將凸模(20)壓在軸(2)的自由端部(10)上。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中至少一項的方法，其特征在于壓過程可由凸模(20)在軸線(28)方向上的直線進給、由凸模(20)在軸線(28)方向上的直線進給與疊加的繞軸線(28)的旋轉(zhuǎn)運動的組合或由凸模(20)在軸線(28)方向上的直線進給與疊加的繞軸線(28)的擺動運動的組合來實現(xiàn)。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中至少一項的方法，其特征在于軸(2)的材料的熱膨脹系數(shù)與該驅(qū)動或從動部件(4)的材料的熱膨脹系數(shù)具有同一數(shù)量級。
7.在機動車的調(diào)節(jié)裝置的一個至少在連接區(qū)域(6)中由一種可熱塑性變形塑料材料組成的空心軸(2)與一個驅(qū)動或從動部件、例如一個齒輪(4)之間的形狀鎖合的連接(1)，其中軸(2)及該驅(qū)動或從動部件(4)通過一個構(gòu)型(8)相互無相對轉(zhuǎn)動地固定并且該驅(qū)動或從動部件(4)軸向上止擋在該軸(2)的一個階臺(17)上，其特征在于為了構(gòu)成用于該驅(qū)動或從動部件(4)的軸向反止擋，在軸(2)的自由端部(10)上設(shè)有一個徑向上至少部分地搭接該驅(qū)動或從動部件(4)的、由軸(2)的自由端部(10)的塑性熱變形產(chǎn)生的凸緣(18)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的連接，其特征在于該驅(qū)動或從動部件(4)具有一個徑向向內(nèi)的階臺(30)，用于接收所述凸緣(18)。
全文摘要
本發(fā)明涉及在機動車的調(diào)節(jié)裝置的一個至少在連接區(qū)域(6)中由一種可熱塑性變形的塑料材料組成的空心軸(2)與一個驅(qū)動或從動部件、例如一個齒輪(4)之間的形狀鎖合的連接(1)，其中該軸(2)及該驅(qū)動或從動部件(4)通過一個構(gòu)型(8)相互無相對轉(zhuǎn)動地固定并且該驅(qū)動或從動部件(4)軸向地止擋在軸(2)的一個階臺(17)上。本發(fā)明提出為了構(gòu)成用于該驅(qū)動或從動部件(4)的軸向反止擋，在軸(2)的自由端部(10)上設(shè)有一個徑向上至少部分地搭接該驅(qū)動或從動部件(4)的、由軸(2)的自由端部(10)的塑性熱變形產(chǎn)生的凸緣(18)。
文檔編號F16D1/072GK101027501SQ200580031928
公開日2007年8月29日 申請日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月25日
發(fā)明者格羅爾德·格林, 克里斯蒂安·洛倫茨, 羅伯特·托爾諾 申請人:羅伯特·博世有限公司