專利名稱：帶有金屬墊圈的非對稱鏈輪裝置的制作方法
相關申請的相互參照本申請要求于2002年12月19日提交的第60/435,555號美國臨時專利申請的優(yōu)先權和利益。
背景技術：


圖1、2A和2B示出一傳統(tǒng)鏈輪裝置S，包括鏈輪本體10、分別鄰接鏈輪本體10的第一和第二軸向面14a、14b的環(huán)形金屬墊圈12a，12b。鏈輪本體10形成有環(huán)繞旋轉中心軸線L的孔B或其它凹口，且第一和第二轂16a、16b分別從第一和第二面14a、14b反向地軸向外凸。各轂16a、16b形成有以軸線L為中心且分別接收于各墊圈12a、12b內(nèi)徑內(nèi)的圓柱狀外徑。墊圈12a、12b的內(nèi)徑大于轂16a、16b的外徑以使墊圈12a、12b能在其上偏心擺動。
第一和第二輪緣18a、18b分別通過焊接或其它方式固定于第一和第二轂16a、16b上，并將第一和第二墊圈12a、12b鎖于第一和第二轂上，但仍允許墊圈12a、12b在轂外徑上偏心擺動。鏈輪本體10還包括許多形成于其中的且由齒間隔22相互隔開的齒20。每個齒20包括一“配合”或“驅動”齒面24和一“脫離”或“不工作”齒面26，且按照鏈輪旋轉方向(參見箭頭11)，驅動齒面24處于不工作齒面26的下游。這樣，齒間隔22形成在圓周連續(xù)的驅動和不工作齒面24、26之間。
在帶有金屬墊圈12a、12b的所述類型的傳統(tǒng)鏈輪裝置，如鏈輪裝置S中，鏈輪本體10的齒20和齒間隔22在結構上完全對稱。更具體來說，帶有金屬墊圈12a、12b的已知鏈輪裝置S包括完全相同的齒20，且所有這些相同的齒20由驅動和不工作齒面24、26形成，驅動和不工作齒面24、26相互對稱，也就是說，齒面26是齒面24的鏡像。例如，鏈輪本體10及其齒20通常根據(jù)本領域所公知的ISO-606標準形成。
前述的鏈輪本體10由任何合適的材料，如鋼或其它金屬形成，通常通過粉末金屬技術、鑄造或機加工一體成型，或通過焊接或其它固定在一起的方式由零部件構成。通常墊圈12a、12b由合適的金屬，如軸承鋼形成。
眾所周知，當鏈的相關部分與鏈輪S嚙合時，墊圈12a、12b緩沖或減弱相關滾軸鏈或套筒鏈的鏈環(huán)碰撞。在開始嚙合時，鏈環(huán)接觸墊圈12a、12b并搭靠于其外表面上，逐漸地墊圈12a、12b移動至鏈滾軸與鏈輪齒20完全嚙合的位置。所述鏈輪裝置S通常使用在汽車的鏈驅動系統(tǒng)，如同步和/或平衡驅動系統(tǒng)中。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，鏈輪裝置包括一鏈輪本體，該鏈輪本體包括(i)從反向的第一和第二軸向面軸向外凸的第一和第二轂；和，(ii)多個圓周成排伸出且在第一和第二轂之間徑向外凸的齒。每個齒包括一驅動齒面和一不工作齒面，且至少一些齒的驅動齒面和不工作齒面的形狀互不相同，以形成非對稱的齒輪廓。第一和第二金屬墊圈分別鎖在第一和第二轂上并在第一和第二轂上偏心擺動。
當與汽車同步系統(tǒng)中的相關鏈運轉嚙合時，根據(jù)本發(fā)明形成的鏈輪裝置顯示出改善(減小)噪音和振動的特性。
附圖簡要說明本發(fā)明包括多種組件和組件配置，其優(yōu)選實施方案示于隨后的附圖中，其中圖1是帶有金屬墊圈的傳統(tǒng)(非不對稱)鏈輪裝置的等比視圖；圖2A是圖1所示鏈輪的等比分解視圖；圖2B與圖2A類似，但示出的是鏈輪裝置的相反面；圖3是包含滾軸鏈的鏈驅動系統(tǒng)的局部前方正視圖，該滾軸鏈與根據(jù)本發(fā)明形成的帶有金屬墊圈的非對稱鏈輪裝置相嚙合；圖3A和圖3B是圖3的非對稱鏈輪裝置的反向的軸向面的等比視圖；圖4A是一前方正視圖，示出了圖3中的鏈驅動系統(tǒng)，其中鏈輪裝置被去掉了一部分；圖4B是一后方正視圖，示出了圖3中的鏈驅動系統(tǒng)，其中鏈輪裝置被去掉了一部分；圖5是圖3的鏈驅動系統(tǒng)的另一視圖，為顯示墊圈112a的動作，整個輪緣118a和某些鏈連接片(通常會被鏈遮蓋的鏈輪本體部分以實線示出，以幫助理解本發(fā)明的實施)被去除；圖6是對應圖5中區(qū)域6的局部特別放大圖；圖7是根據(jù)一替代性實施方案形成的帶有金屬墊圈的非對稱鏈輪裝置鏈輪本體的局部視圖；和，圖8是根據(jù)一替代性實施方案形成的、用作非對稱鏈輪裝置一部分的鏈輪本體的局部視圖。
發(fā)明詳述圖3-7示出根據(jù)本發(fā)明形成的、作為鏈驅動系統(tǒng)CDS如汽車同步或平衡驅動系統(tǒng)等一部分的鏈輪裝置AS。該鏈驅動系統(tǒng)CDS包括鏈輪裝置AS和在此作為滾軸鏈示出但也可是套筒鏈的鏈C。眾所周知，鏈C包括銷子CP、由銷子CP支撐的滾軸CR(參照去除某些連接物、示出滾軸的圖5和圖6)、滾軸連接片RLP和銷子連接片PLP。鏈輪裝置AS可以是驅動鏈輪也可以是被動鏈輪，并且，除非另外示出和/或描述，與以上公開的參照圖1、2A和2B所示的鏈輪裝置相同。
鏈輪裝置AS包括鏈輪本體110，且第一和第二金屬墊圈112a、112b分別鄰接鏈輪本體110的第一和第二軸向面114a、114b(也可參見圖4A)。鏈輪本體110包括環(huán)繞旋轉中心軸線L的孔B或凹口來接收驅動軸或被動軸(未示出)。鏈輪本體110由任何合適的金屬，如鋼等形成。本體110可通過粉末金屬壓縮技術、鑄造、鍛造和/或機加工一體形成，或由零部件通過焊接或其它固定在一起的方式構成。墊圈112a、112b優(yōu)選地由合適的金屬如軸承鋼形成。
特別參照圖4A和4B，示出了鏈輪裝置AS的反向的軸向面，可以看到第一和第二轂116a、116b分別從相反的第一和第二鏈輪本體面114a、114b上，反向沿軸L軸向外凸。該轂116a、116b分別形成以軸線L為中心且分別接收于墊圈112a、112b的圓柱狀內(nèi)徑IDa、Idb中的圓柱狀外徑ODa、ODb(下面將進一步描述的輪緣118a、118b和墊圈112a、112b被部分去除以顯示鏈輪本體110)。墊圈112a、112b的內(nèi)徑IDa、IDb大于轂116a、116b的外徑ODa、ODb，以使墊圈112a、112b軸向鎖于分別在輪緣118a、118b和鏈輪面114a、114b之間形成的凹口中時，墊圈112a、112b能分別在第一和第二轂116a、116b上偏心擺動。
第一和第二輪緣118a、118b相對于轂116a、116b徑向增大且分別通過焊接或其它方式固定在轂116a、116b上或與其一體成型，并且將第一和第二墊圈112a、112b鎖在第一和第二轂116a、116b上，但仍允許墊圈112a、112b在各自的轂116a、116b的外徑ODa、ODb上偏心擺動。換句話說，環(huán)形槽119a、119b分別形成在輪緣118a、118b和面114a、114b之間，且墊圈112a、112b分別置于這些槽中。
如圖4A和4B所最佳顯示，鏈輪本體110另外包含或形成有許多環(huán)繞本體110成排地沿圓周伸出且軸向的介于轂116a、116b之間的徑向外凸的齒120。齒間隔122形成在圓周連續(xù)的齒120之間。每個齒包括一“配合”或“驅動”齒面124和一“脫離”或“不工作”齒面126，并且按照箭頭11所示的鏈輪裝置AS的轉動方向，驅動齒面124相對不工作齒面126處在下游(前面)。這樣，齒間隔122置于圓周連續(xù)的驅動和不工作齒面124，126之間。
與前述圖1、2A和2B中所描述的傳統(tǒng)鏈輪裝置S不同，鏈輪AS的至少多個且優(yōu)選地全部的齒120和齒間隔122非對稱，以降低與鏈滾軸CR和鏈輪齒120嚙合碰撞相關的噪音和振動。更具體來說，至少多個齒120由相互不對稱的驅動和不工作齒面124和126形成，也就是說，對于至少一個并優(yōu)選地全部的齒120，齒面126與齒面124的形狀不同(即非鏡像)。此外，所有的齒120可相互一樣，或者，可選擇地，一些齒120可與其它的齒不相同且以規(guī)則或不規(guī)則或隨機模式布置在鏈輪本體110上，以調(diào)整鏈滾軸CR和鏈輪齒120之間的碰撞頻率。
齒120和齒間隔122可形成為任意合適的產(chǎn)生不對稱(即形狀不同)齒面124、126的形狀，并且如圖示優(yōu)選地配合齒面124比不工作齒面126更陡，以在處于相應的齒間隔122中之前嚙合開始時，鏈滾軸CR與配合齒面124發(fā)生切向碰撞。齒面124、126由圓弧部分或漸開線形成且任選包括平面或其它降低噪音和振動的特征。非對稱齒120和齒間隔122的合適的優(yōu)選輪廓實例可以從下面的美國專利文件中找到，所有相同的公開在此特意引入作為參考(I)6,371,875；(II)6,325,734；(III)6,179,741；(IV)6.090,003；(V)5,997,424；(VI)5,993,344；(VII)5,976,045；(VIII)5,921,879；(IX)5,921,878；和(X)5,876,295。
圖8示出了鏈輪本體210，其可用作替代鏈輪本體110形成鏈輪裝置AS。除了包含有按規(guī)則或不規(guī)則、隨機模式環(huán)繞鏈輪排列的不同的合適的非對稱齒120a、120b的組合外，鏈輪本體210與鏈輪本體110相同。前述專利文件中，至少5,921,879；5,976,045；6,090,003；5,997,424；6,179,741公開了不對稱鏈輪，帶有以規(guī)則或不規(guī)則、隨機模式的方式排列在單個鏈輪上的不同的非對稱齒，適合用作鏈輪本體110的齒120，從而形成鏈輪本體210。當鏈C和鏈輪本體110嚙合時，這種不同形狀的非對稱齒120a、120b的排列用作調(diào)整鏈C的滾軸CR和鏈輪本體110的齒120之間的初始碰撞頻率，以降低噪音和振動。
圖5和6示出了鏈輪裝置AS的動作(在兩個實例中，均去除了鏈環(huán)且以實線示出了通常被遮隱的特征，便于理解發(fā)明)?？梢钥吹剑挥诎铅戎械逆淐的某些滾軸CR分別完全置于齒間隔120中，同時，未被包覆的其它滾軸CR部分位于齒間隔120中或相對于鏈輪AS完全不嚙合。鏈驅動系統(tǒng)CDS的總的幾何形狀決定了鏈包角θ的大小。如圖6所示，當位于片RLP之間的滾軸CR移動與齒120配合時(在背景技術中，僅示出了連接片RLP)，成對配合的滾軸連接片RLP在齒120的相反軸側與墊圈112a、112b配合。連接銷子連接片PLP和滾軸連接片RLP與墊圈112a、112b的外表面接觸且從開始接觸至相應的滾軸CR完全置入，墊圈112a、112b被徑向移動一距離D。如前所述，墊圈112a、112b減弱了滾軸CR和鏈輪本體110的齒120之間的碰撞，從而降低了噪音。當包角θ增大時，各墊圈112a、112b的外徑減小，來控制徑向移動距離D，否則，距離D會隨包角θ的增大而增大。
鏈輪裝置AS可任選用圖7示出的替代性鏈輪本體110′構成。除示出和/或描述以外，鏈輪本體110′和鏈輪本體110相同，并且因此相同的組件由包含(′)后綴的相同的標記表示。與鏈輪110不同的是，在鏈輪本體110′的連續(xù)的齒120′之間形成的齒間隔122′形成有根部突出，也就是說，當滾軸CR分別位于配合齒面124′和脫離齒面126′的位置S1、S2上時，滾軸CR完全位于齒間隔122′中并橫跨根部表面122r，位于配合齒面124′和脫離齒面126′之間的根部表面122r被凹陷設置，以在根部表面122r和滾軸CR之間形成間隔RR。
根據(jù)優(yōu)選實施方案對本發(fā)明進行了描述。本領域普通技術人員可以對其作出修飾和改動，應當注意，本發(fā)明應解釋為包含所有這些修飾和改動。
權利要求
1.一種鏈輪裝置，包括鏈輪本體，包括(i)從反向的第一和第二軸向面軸向外凸的第一和第二轂；和，(ii)多個圓周成排伸出且在第一和第二轂之間徑向外凸的齒，其中每個所述齒包括一驅動齒面和一不工作齒面，且其中至少一些所述齒的所述驅動齒面和所述不工作齒面的形狀互不相同，以形成非對稱的齒輪廓；第一和第二金屬墊圈，分別鎖在所述第一和第二轂上并在所述第一和第二轂上偏心擺動。
2.如權利要求1所述的鏈輪裝置，其中所述第一和第二轂包含圓柱狀外徑，其中所述第一和第二金屬墊圈形成有圓柱狀內(nèi)徑，其中(i)所述第一金屬墊圈的所述內(nèi)徑大于所述第一轂的外徑；和，(ii)所述第二墊圈的所述內(nèi)徑大于所述第二轂的外徑。
3.如權利要求1所述的鏈輪裝置，其中所述鏈輪本體還包括分別從所述第一和第二轂外凸的第一和第二輪緣，其中所述第一輪緣將所述第一墊圈軸向鎖在所述第一轂上且所述第二輪緣將所述第二墊圈軸向鎖在所述第二轂上。
4.如權利要求3所述的鏈輪裝置，其中第一和第二環(huán)形槽分別形成在所述第一和第二輪緣與所述第一和第二軸向面之間，其中所述第一和第二墊圈位于所述第一和第二環(huán)形槽中。
5.如權利要求4所述的鏈輪裝置，其中所述第一和第二輪緣通過焊接與所述第一和第二轂連接。
6.如權利要求5所述的鏈輪裝置，其中所述鏈輪本體一體形成。
7.如權利要求6所述的鏈輪裝置，其中所述鏈輪本體由粉末金屬壓縮形成。
8.如權利要求3所述的鏈輪裝置，其中所述鏈輪本體還包括一適于接收相關軸的孔或凹口。
9.如權利要求1所述的鏈輪裝置，其中所述多個齒全部彼此相同。
10.如權利要求1所述的鏈輪裝置，其中所述齒至少包括具有第一非對稱齒輪廓的第一類齒和具有第二非對稱齒輪廓的第二類齒，所述第二非對稱齒輪廓與所述第一非對稱齒輪廓不同。
11.如權利要求10所述的鏈輪裝置，其中所述第一和第二類齒以不規(guī)則的模式排列。
12.如權利要求1所述的鏈輪裝置，其中所述非對稱齒輪廓的所述驅動齒面比所述非對稱齒輪廓的所述不工作齒面更陡。
13.如權利要求12所述的鏈輪裝置，其中所述鏈輪本體包括位于各連續(xù)對的所述多個齒之間的根部表面，其中所述根部表面凹陷，以使當相關滾軸接觸所述齒對的一個齒的驅動齒面和所述齒對的另一個齒的不工作齒面時，在所述根部表面和相關滾軸之間形成一間隔。
14.如權利要求1所述的鏈輪裝置，還包含一與其驅動配合的滾軸鏈。
全文摘要
一種鏈輪裝置(AS)，包括一鏈輪本體(110)，該鏈輪本體(110)包括(i)從反向的第一和第二軸向面(114a，114b)軸向外凸的第一和第二轂(116a，116b)；和，(ii)多個圓周成排伸出且在第一和第二轂之間徑向外凸的齒(120)。每個齒包括一驅動齒面(124)和一不工作齒面(126)。至少一些齒的驅動齒面和不工作齒面的形狀互不相同，以形成非對稱的齒輪廓。第一和第二金屬墊圈(112a，112b)分別鎖在第一和第二轂上并在其上偏心擺動。齒相同，或在單個鏈輪本體上使用多種非對稱齒輪廓且以規(guī)則或不規(guī)則模式布置。位于各連續(xù)齒之間的根部表面可凹陷，以使在根部表面和橫跨根部的滾軸之間形成一間隔。
文檔編號F16H57/00GK1726363SQ200380106310
公開日2006年1月25日 申請日期2003年12月19日 優(yōu)先權日2002年12月19日
發(fā)明者詹姆斯·D·楊 申請人:克勞伊斯傳動裝置產(chǎn)品有限公司