專利名稱：具有優(yōu)化齒板的齒鏈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種齒鏈(或有齒鏈)，該齒鏈包括彼此交替相繼的內(nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)， 該外鏈節(jié)包括至少兩個(gè)外板、至少一個(gè)中板以及兩個(gè)銷，該內(nèi)鏈節(jié)包括形成為齒板的至少兩個(gè)內(nèi)板，該至少一個(gè)中板位于內(nèi)板之間。
背景技術(shù)：
這種齒鏈例如用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制組件。齒鏈充當(dāng)凸輪軸的傳動(dòng)裝置并且提供從曲軸到凸輪軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳遞。此外，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的附屬單元也可通過(guò)齒鏈方式被驅(qū)動(dòng)。這可以例如是交流發(fā)電機(jī)、用于伺服轉(zhuǎn)向裝置的泵、或者空調(diào)壓縮機(jī)?，F(xiàn)代內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的齒鏈?zhǔn)侵刎?fù)荷部件，其暴露于發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間的巨大的力。 例如在改變溫度而且在頻繁速度變化的情況下，必須在所有時(shí)候都保證完美的操作。而且， 在現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)中，越來(lái)越注重重量減少以及平穩(wěn)運(yùn)行，從而人們始終致力于在其功能、運(yùn)行特性以及使用壽命上對(duì)齒鏈進(jìn)行優(yōu)化。從文獻(xiàn)US 49062M可知一種普通的齒鏈。該齒鏈由外鏈節(jié)和內(nèi)鏈節(jié)交替地建立起來(lái)。外鏈節(jié)由兩個(gè)導(dǎo)板、中板和兩個(gè)銷形成。兩個(gè)齒板充當(dāng)內(nèi)鏈節(jié)。中板被壓入銷中。齒板的厚度是導(dǎo)板或中板厚度的兩倍。此處，齒板在橫向于齒鏈延伸范圍的方向上的寬度被稱為厚度。從DE 20304437U1中可知齒鏈的一種進(jìn)一步可能的構(gòu)造。該齒鏈的外鏈節(jié)由兩個(gè)外板形成，該兩個(gè)外板被兩個(gè)各自的銷相互連接。單一的內(nèi)板充當(dāng)內(nèi)鏈節(jié)，但是與外板相比，其被制造成比所述外板寬得多。為了更加具體，內(nèi)板比兩個(gè)外板放在一起還要寬。套鏈也是已知的，其包括至少延伸通過(guò)內(nèi)板的襯套。然而，該構(gòu)造導(dǎo)致明顯的聲音，從而這種鏈已經(jīng)極少地應(yīng)用于汽車工程中。還知道使用一種套型齒鏈，其中，襯套也延伸通過(guò)形成為齒板的內(nèi)板。然而，該復(fù)雜的構(gòu)造需要很多制造工作并且因此耗費(fèi)很大的制造成本，而這就是汽車工業(yè)為何試圖避免使用這種鏈的原因所在，因?yàn)榫薮蟮某杀緣毫Α?br>
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種齒鏈，其與齒鏈的已知實(shí)施例相比具有改進(jìn)的特性。特別地，鏈磨損得到降低并且疲勞強(qiáng)度得到增強(qiáng)，與此同時(shí)嘗試獲得便宜的構(gòu)造。在普通的齒鏈中，內(nèi)板可從而具有板厚度d和臺(tái)面寬度(land width)b，并且板厚度d與臺(tái)面寬度b的比大于1. 6。此處，板厚度d是在板背上沿橫向于齒鏈縱向軸線的方向測(cè)量的。腹板寬度b是在內(nèi)板的銷開口與沿力方向與其間隔開的齒腹根面(flank)之間測(cè)量的，該寬度被定義為從齒腹根面相對(duì)于銷開口成直角的最小距離。板厚度d和臺(tái)面寬度b之間的選定比關(guān)于鏈接頭中引起的摩擦以及可接收力而產(chǎn)生齒鏈的有利設(shè)計(jì)。例如， 內(nèi)板的“寬”設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了所謂的襯套效應(yīng)。因而，雖然齒鏈沒(méi)有襯套，但齒鏈的該設(shè)計(jì)以及因而存在的銷開口在內(nèi)板和銷之間產(chǎn)生摩擦作用，而這在目前為止只可能存在于襯套和銷之間。因此，將板厚度與臺(tái)面寬度相關(guān)是有利的，因?yàn)樵诎搴穸仍龃蟮那闆r下，也可在單一內(nèi)板上作用更大的力，該力必須被銷開口周圍的材料吸收。此處，臺(tái)面寬度已經(jīng)證明是所可能被吸收的力的最佳指示。而且，這種設(shè)計(jì)出于以下原因是有利的銷上的剪切點(diǎn)(shear point)的數(shù)量得以減少。如果不同于寬內(nèi)板而使用多個(gè)小的內(nèi)板(所謂的板組)，則所述內(nèi)板中的每一個(gè)由于生產(chǎn)工藝而表現(xiàn)出公差。這帶來(lái)的結(jié)果是單個(gè)內(nèi)板和各自與其接觸的銷部分之間的接觸力對(duì)于每個(gè)內(nèi)板是不同的。因此，銷沿其長(zhǎng)度被不同地加載，這可能導(dǎo)致關(guān)于磨損和疲勞強(qiáng)度的問(wèn)題。為了計(jì)算兩個(gè)尺寸之間的比，將第一個(gè)尺寸除以第二個(gè)尺寸。為了確定板厚度d 和臺(tái)面寬度b之間的比，從而將板厚度d除以臺(tái)面寬度b (S卩，d/b )。替代性地，還可以將板厚度與臺(tái)面寬度的比選擇為大于1. 7，或者在一個(gè)進(jìn)一步實(shí)施例中大于1. 75。這允許齒鏈的進(jìn)一步有利的設(shè)計(jì)。與具有比為1. 6的齒鏈相比，比為1. 7 或1. 7的齒鏈構(gòu)造意味著臺(tái)面寬度b相對(duì)于板厚度d被減小。由其是對(duì)于沒(méi)有或僅有較小負(fù)載峰值被傳遞到齒鏈的發(fā)動(dòng)機(jī)而言，這由此使得可能為齒鏈?zhǔn)褂脙?yōu)化的齒板設(shè)計(jì)。臺(tái)面寬度b因而可在材料上進(jìn)行優(yōu)化，而不對(duì)齒鏈的疲勞強(qiáng)度造成任何負(fù)面影響。替代性地，可假設(shè)板厚度d與臺(tái)面寬度b的比小于或等于3。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)板厚度d與臺(tái)面寬度b的比的隨意增大并沒(méi)有進(jìn)一步改善齒鏈的特性。例如，必須擔(dān)心的是，在非常寬的內(nèi)板的情況下，即板厚度與臺(tái)面寬度的比大于3時(shí)，無(wú)法以安全的方式保證內(nèi)板和銷之間的必要潤(rùn)滑。此外，可假設(shè)內(nèi)鏈節(jié)的所有板的總厚度與外鏈節(jié)的所有板的總厚度之比大于 1.13。這帶來(lái)了至銷上的優(yōu)化的力傳遞或者力引入。而且，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，盡管內(nèi)鏈節(jié)的所有板的總厚度與外鏈節(jié)的所有板的總厚度相比更大，但這不會(huì)導(dǎo)致外鏈節(jié)上的過(guò)度負(fù)載。此外，可假設(shè)沿齒鏈延伸的對(duì)稱軸線延伸通過(guò)至少一個(gè)中板或者在至少兩個(gè)接觸的中板之間延伸。齒鏈還構(gòu)造成使得一個(gè)中板或多個(gè)中板總是在其內(nèi)部(即在對(duì)稱軸線延伸的區(qū)域中)延伸，并且內(nèi)板被定位成在兩側(cè)鄰接該板或這些板。這實(shí)現(xiàn)了至銷上的優(yōu)化力引入并且確保了齒鏈的疲勞強(qiáng)度。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，可假設(shè)一個(gè)中板的厚度或者多個(gè)中板的總厚度小于內(nèi)板的板厚度d。在該設(shè)計(jì)的情況下，齒鏈所與之接合的鏈輪的厚度可保持小。中板不是必然地需要被構(gòu)造成齒板，從而其僅僅起到沿鏈傳遞力的作用，而不需要與鏈輪本身接觸。因此，中板的較薄的設(shè)計(jì)不會(huì)必然導(dǎo)致任何缺點(diǎn)。替代性地，可假設(shè)至少一個(gè)中板被構(gòu)造成齒板。這對(duì)于齒鏈接合到相關(guān)聯(lián)的鏈輪中而言導(dǎo)致改善的行為。鏈輪和齒鏈之間出現(xiàn)的力被傳遞到較大的接觸區(qū)域，這對(duì)于齒鏈和鏈輪的總使用壽命而言具有有利的影響。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，可假設(shè)至少一個(gè)中板被滑動(dòng)到銷上。因而，中板與銷接觸， 但是例如不是被壓到其上或者以其他方式被不可脫開地連接到銷。這確保了簡(jiǎn)單的制造工藝并且避免不必要的成本。此外，齒鏈可被設(shè)計(jì)成使得外板形成為導(dǎo)板。因而，外板不具有齒形形狀，而是覆蓋由齒板的齒形成的空隙。因而，當(dāng)鏈輪的齒接合到齒板中時(shí)，各自的齒被外板側(cè)向地覆蓋，由此防止鏈在鏈輪上側(cè)向地滑動(dòng)。形成為導(dǎo)板的外板因而可具有卵形形狀。此外，上述目的的解決方案還包括用于前述實(shí)施例之一的齒鏈的內(nèi)板。


現(xiàn)在將參照附圖更詳細(xì)的描述這些實(shí)施例，附圖中 圖1是根據(jù)本發(fā)明齒鏈的內(nèi)板頂側(cè)看到的示意圖2是根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)板從側(cè)面看到的視圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)板從頂側(cè)的示意圖；并且圖4是具有構(gòu)造成導(dǎo)板的外板的齒鏈的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的齒鏈1的一部分。齒鏈1由沿齒鏈交替的多個(gè)內(nèi)鏈節(jié)2 和外鏈節(jié)3組成。外鏈節(jié)3包括至少兩個(gè)外板4、至少一個(gè)中板5和兩個(gè)銷6。內(nèi)鏈節(jié)包括形成為齒板的至少兩個(gè)內(nèi)板7。銷6沿橫向于齒鏈1的對(duì)稱軸線或縱向軸線8的方向延伸。在兩個(gè)相鄰的銷6(每個(gè)屬于同一外鏈節(jié)3)上，單個(gè)中板5定位成基本處于銷6的中間。中板5滑動(dòng)到銷6上， 銷6延伸通過(guò)中板5的兩個(gè)銷開口。此外，兩個(gè)內(nèi)板7分別滑動(dòng)到外鏈節(jié)3的每個(gè)銷6上， 以鄰接并接觸中板5。內(nèi)板7還包括銷可延伸通過(guò)的銷開口。內(nèi)板7沿齒鏈1延伸朝向相鄰的外鏈節(jié)2并且經(jīng)由各自的銷6與之連接。因而，第一外鏈節(jié)2的一個(gè)銷6延伸通過(guò)內(nèi)板7的第一銷開口 15，并且第二外鏈節(jié)2的第二銷6延伸通過(guò)內(nèi)板7的第二銷開口 15。接著內(nèi)板7，銷6在其上定位了各自的外板4，銷6也延伸通過(guò)所述外板4。外板4可被壓到銷上或者可與之鉚接。因而，齒鏈1關(guān)于縱向軸線8對(duì)稱地建造。根據(jù)本發(fā)明，可以使用單個(gè)中板5或者也可使用彼此接觸的多個(gè)中板5 (稱為板組)。在具有單個(gè)中板5的齒鏈的情況中，或者在奇數(shù)個(gè)中板5的情況中，縱向軸線8延伸通過(guò)該中板5或者通過(guò)中板5中的一個(gè)。如果安裝有兩個(gè)中板5或者偶數(shù)個(gè)中板5，則縱向軸線8在接觸的中板5之間延伸。內(nèi)板7具有不同于外板4和中板5的厚度的板厚度d。此處，內(nèi)板7的板厚度d被選擇為大于其余板(即外鏈節(jié)2的板)的各自厚度。特別地，中板5的厚度或者彼此接觸的多個(gè)中板5相加的總厚度小于單個(gè)內(nèi)板7的板厚度d。而且，內(nèi)鏈構(gòu)件2的所有板的相加總厚度與外鏈節(jié)3的所有板的相加總厚度之比大于1. 13。單個(gè)中板5或者多個(gè)中板5可構(gòu)造成齒板。外鏈節(jié)2的特征在于板和銷6之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。內(nèi)鏈節(jié)3和外鏈節(jié)2之間僅存在樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。結(jié)果，內(nèi)板7繞銷6樞轉(zhuǎn)。確保了齒鏈柔性的鏈節(jié)從而由內(nèi)板7和銷6形成。 內(nèi)板7的寬設(shè)計(jì)加大了接頭區(qū)域，即內(nèi)板7和銷6之間的接觸區(qū)域。相比原來(lái)已知的沒(méi)有襯套的齒鏈中可能的接頭區(qū)域，這產(chǎn)生了更大的接頭區(qū)域。而且，內(nèi)板7的寬構(gòu)造提供了平坦的(即沒(méi)有脊的)接頭區(qū)域。到目前為止，在使用多個(gè)薄內(nèi)板作為板組時(shí)，由于所存在的制造公差，這是不可實(shí)現(xiàn)的。圖2在側(cè)視圖中示出了單獨(dú)的內(nèi)板7。內(nèi)板7構(gòu)造為具有兩個(gè)齒9的齒板，鏈齒接收裝置10定位在兩個(gè)齒9之間。鏈輪的齒可接合到鏈齒接收裝置中。內(nèi)板7包括兩個(gè)外齒腹根面11、12，其可與鏈輪齒的對(duì)應(yīng)齒腹根面接觸。此外，內(nèi)板7包括兩個(gè)內(nèi)齒腹根面 13、14。內(nèi)齒腹根面13、14可與鏈輪齒的齒腹根面接觸。此外，內(nèi)板7包括兩個(gè)銷開口 15、 16，在齒鏈1的組裝狀態(tài)中，對(duì)應(yīng)的銷6延伸通過(guò)所述銷開口。內(nèi)板7關(guān)于對(duì)稱線18成鏡像對(duì)稱，對(duì)稱線18從內(nèi)板7的頂側(cè)17延伸到鏈齒接收裝置10。在齒鏈的操作期間，內(nèi)板 7被加載有力！^和&。這些力由沿對(duì)稱軸線作用在齒鏈1上的張力施加。因此，力！^和Fl 在橫向于對(duì)稱線18的方向上沿內(nèi)板7作用，例如從對(duì)稱線18沿銷開口 15、16的方向以及沿外齒腹根面11、12的方向。由于力和Fl，銷開口 15、16和外齒腹根面11、12之間的區(qū)域代表了內(nèi)板7的負(fù)載最大的區(qū)域之一。內(nèi)板7的負(fù)載承受能力因此也由銷開口 15、16和外齒腹根面11、12之間的區(qū)域的臺(tái)面寬度b決定。此處，臺(tái)面寬度b的尺寸被確定為外齒腹根面11、12與銷開口 15、16之間最小距離。此處，臺(tái)面寬度b以相對(duì)于外齒腹根面11、12成直角地測(cè)量。外齒腹根面11、12不是必然地需要被構(gòu)造成直的齒腹根面，而是可具有小的半徑。類似地，銷開口 15、16不是必然地需要被制造成圓柱形，而是也例如可具有卵形或橢圓形輪廓。外齒腹根面11、12由齒腹根面過(guò)渡部19、20限定，齒腹根面過(guò)渡部19、20形成為帶圓角的齒尖。齒腹根面過(guò)渡部19、20形成了外齒腹根面11和內(nèi)齒腹根面14之間以及外齒腹根面12與內(nèi)齒腹根面14之間的邊界和過(guò)渡。此外，外齒腹根面11、12由過(guò)渡部分21、 22限定。外齒腹根面11通過(guò)帶圓角的過(guò)渡部分21通向頂側(cè)或背部17中。類似地，外齒腹根面12通過(guò)過(guò)渡部分22通向頂側(cè)17中。頂側(cè)17在過(guò)渡部分21、22之間沿直線延伸。此外，內(nèi)板7包括帶圓角的內(nèi)齒腹根面部分23，其形成內(nèi)齒腹根面13到內(nèi)齒腹根面14的過(guò)渡部。圖3 (其未按比例)示出了內(nèi)板7的頂側(cè)17。內(nèi)板7具有板厚度d，板厚度d沿橫向于齒鏈1的對(duì)稱軸線8的方向測(cè)量。過(guò)渡部分21和過(guò)渡部分22鄰接頂側(cè)17的兩側(cè)。圖4示出了齒鏈1的側(cè)視圖，但未示出銷6。齒鏈1通過(guò)外板4在側(cè)面而完成。在所示實(shí)施例中，外板4具有卵形形狀。因此，外板4覆蓋兩個(gè)內(nèi)板7之間的中間部分。如果中板5構(gòu)造為齒板，則中板5的鏈齒接收裝置10的區(qū)域被外板4側(cè)向地覆蓋。內(nèi)板可通過(guò)精細(xì)沖切或剪切的方式生產(chǎn)。銷開口中的直切部分大于或等于板厚度 d的90%。在內(nèi)齒腹根面上，直切部分至少為板厚度d的80%。
權(quán)利要求
1.一種齒鏈(1)，所述齒鏈(1)包括彼此交替相繼的內(nèi)鏈節(jié)(2)和外鏈節(jié)(3)，所述外鏈節(jié)(3)包括至少兩個(gè)外板(4)、至少一個(gè)中板(5)以及兩個(gè)銷(6)，所述內(nèi)鏈節(jié)(3)包括形成為齒板的至少兩個(gè)內(nèi)板(7)，所述內(nèi)板(7)包括兩個(gè)外齒腹根面(11、12)和兩個(gè)銷開口(15、 16)，并且所述至少一個(gè)中板(5)位于所述內(nèi)板(7)之間，其特征在于，所述內(nèi)板(7)的每一個(gè)具有板厚度(d)和臺(tái)面寬度(b)，所述臺(tái)面寬度(b)被定義為外齒腹根面(11、12)和最接近的銷開口(15、16)之間的最小距離，并且板厚度(d)與臺(tái)面寬度(b)之比大于1. 6。
2.如權(quán)利要求1所述的齒鏈(1)，其特征在于，所述板厚度(d)與臺(tái)面寬度(b)之比大于1.7，特別優(yōu)選地大于1.75。
3.如權(quán)利要求1或2所述的齒鏈(1)，其特征在于，所述板厚度(d)與臺(tái)面寬度(b)之比小于或等于3。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的齒鏈(1)，其特征在于，所述內(nèi)鏈節(jié)(2)的所有板的總厚度與所述外鏈節(jié)(3)的所有板的總厚度之比大于1. 13。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的齒鏈(1)，其特征在于，沿所述齒鏈(1)延伸的對(duì)稱軸線(8 )延伸通過(guò)至少一個(gè)中板(5 )或者在至少兩個(gè)接觸的中板(5 )之間延伸。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的齒鏈(1)，其特征在于，所述一個(gè)中板(5)的厚度或者所述多個(gè)中板(5)的總厚度小于所述內(nèi)板(7)的所述板厚度(d)。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的齒鏈(1)，其特征在于，所述至少一個(gè)中板(5)被構(gòu)造成齒板。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的齒鏈(1)，其特征在于，所述至少一個(gè)中板(5)被滑動(dòng)到所述銷(6)上。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的齒鏈(1)，其特征在于，所述外板(4)被構(gòu)造為導(dǎo)板。
10.一種用于齒鏈(1)的內(nèi)板(7)，所述內(nèi)板(7)包括兩個(gè)外齒腹根面(11、12)和兩個(gè)銷開口(15、16)，其特征在于，所述內(nèi)板(7)具有板厚度(d)和臺(tái)面寬度(b)，所述臺(tái)面寬度 (b)被定義為外齒腹根面(11、12)和最接近的銷開口(15、16)之間的最小距離，并且板厚度 (d)與臺(tái)面寬度(b)之比大于1.6。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有優(yōu)化齒板的齒鏈，具體地提出了一種齒鏈，其包括彼此交替相繼的內(nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)，該外鏈節(jié)包括至少兩個(gè)外板、至少一個(gè)中板以及兩個(gè)銷。該內(nèi)鏈節(jié)包括形成為齒板的至少兩個(gè)內(nèi)板，該至少一個(gè)中板位于所述內(nèi)板之間。所述內(nèi)板的每一個(gè)具有板厚度(d)和臺(tái)面寬度(b)，板厚度(d)與臺(tái)面寬度(b)之比大于1.6。
文檔編號(hào)F16G13/04GK102192270SQ201110064428
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月18日
發(fā)明者S·貝爾默, V·赫希曼 申請(qǐng)人:伊威斯發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)有限責(zé)任兩合公司