具有膨胀式外链板的铰接链的制作方法

本发明涉及一种具有交替的外链节和内链节的铰接链，所述交替的外链节和内链节由相应链接头互连，所述外链节包括两个彼此平行间隔开的外链板，所述外链板具有两个销孔，所述两个销孔沿链板纵向间隔开并各自具有固定地设置于其中的链接头的相应接头销，所述内链节包括两个彼此平行间隔开的内链板，所述接头销能枢转地设置于内链节的接头开孔内。

背景技术：

具有包括两个内链板和两个接头套筒、并将上述内链板定位成彼此间隔关系的内链节的铰接链，常用作内燃机中的滚子链或套筒链。当意图传递较高力时，多个链板平行地设置在铰接链的外链节和内链节中，在内燃机中，这样的环链(link chain)尤其以齿形链或板式链的形式使用。

传统环链由交替的外链节和内链节组成，外链节包括两个外链板和设置于位于接头销上的上述外链板之间的至少一个中心链板。为了连接外链节和内链节，内链节的至少一个相应内链板能枢转地设置在接头销上并位于上述外链板和上述至少一个中心链板之间。

当环链用于内燃机的正时链传动装置中时，内链板以及通常还有中心链板构造为齿形板，而外链板作用为导引链板。鉴于内链节的内链板能枢转地设置在接头销上，因此在所述内链板单独地或作为封装体提供时，外链节的外链板通常固定地定位在链接头的接头销上。

通过借助于压配合将外链板和中心链板固定到链接头的接头销上，获得宽支承式链接头，上述宽支承式链接头由中心链板支撑并显示较均匀的载荷分布。在组装这些环链的过程中，当第一外链板和至少一个中心链板已被压上时，原理上平行设置的接头销被推入它们彼此并不平行的状况。甚至处于传统制造容差范围内的外链板与中心链板的微小的间隔差，也将足以使接头销呈现相对于彼此偏斜的状况。这种偏斜状况使安装第二外链板愈加困难，并因此增加制造成本和废品率。使用硬化接头销，就现代环链而言是常见的实践，它使因接头销相对于彼此偏斜的状况所引起的安装问题增多。确实，这些困难可通过用于链板开孔的较小的间隔容差而减小，但由于借助于冲孔和削切而制造链节板的常用方法，这种优化法仅在很有限的程度上可行，并造成高昂工具成本。

从现有技术中获知的、容许在安装过程中防止接头销的偏斜状况以及随之产生的安装问题的一种可能性，是增大中心链板的销孔直径并以滑动配合将中心链板设置于接头销上。相对于被压配合到接头销上的外链板而言的中心链板之间的增加容差量，避免了在安装中心链板之后接头销的偏斜状况。遗憾的是，中心链板的增加容差量及其销孔的较大直径不仅容许在制造阶段期间更容易安装外链板，而且它们也造成操作期间外链节的外链板和中心链板上载荷不均。当将载荷施加于环链时，中心链板不承受所述载荷或仅承受很小量的所述载荷。除了施加于外链板和中心链板的不均载荷，它也致使销增加弯曲，由此因所谓的边缘支承部（edge bearer），将在内链板处发生更多磨损。由于接头销的弯曲，故内链板的与外链板相邻的铰接表面的区域将受到较高表面压力，这导致在接头销处或在内链板的铰接表面处发生更多磨损。在大载荷或磨损增加的情况下，将仅由铰接表面的边缘实现支承。

参考文献DE 10 2009 052 211 A1公开了具有最小化接头销弯曲的环链，在这种示例中，环链外链节的外链板和中心链板以松滑动配合或压配合交替地设置于链接头的接头销上。虽然可以这种方式减小接头销的弯曲，但在安装环链过程中，外链板和中心链板的定向组装要求高制造工艺水平。另外，由于压配合的减少数量和交替配置，故这种环链的承载能力和使用寿命减小。

现有技术的铰接链在安装和操作期间的各种问题，使得产生了用于解决正在讨论的问题的不同结构设计，例如，使用硬化的链销，减少制造容差或压配合的变化，但均未能完全消除相应缺陷或避免新缺陷。因此，本发明的目的是提供一种铰接链，其易于安装，并提供良好的稳定和耐磨特性。

技术实现要素：

在一般种类的铰接链情况下，上述目的根据本发明得以实现，原因是外链板显示位于销孔之间的至少一个膨胀开孔。外链节板的这种结构设计，通过位于销孔之间的所述外链板的弱化而使外链板的可膨胀性增加。这具有如下效果，即当在操作期间载荷施加于铰接链时，外链板将进行程度更强的膨胀，而接头销将进行程度减弱的弯曲。由于接头销的减小弯曲，故接头销可更好地全区域接触内链板的铰接表面，由此将减小所产生的表面压力。内链节的接头开孔中的减小表面压力总体上导致大幅改善滑动表现并减小磨损。并且，在安装外链节的过程中，外链节的增强的可膨胀性使接头销的偏斜状况减小或被容易补偿，并因此较容易安装外链板。

为了实现当铰接链在载荷下操作时应力在外链板中良好地均匀分布，膨胀开孔可形成长形形状，膨胀开孔的纵向轴线大体垂直于链板纵向而延伸，尤其在窄的外链板情况下更是如此。

根据一有利实施方式，膨胀开孔具有圆角以及沿链板纵向呈凸形的形状。膨胀开孔的圆角和凸形形状保证了应力可绕膨胀开孔尽可能自由地分布于外链板中。为了对于应力在外链板中的分布以及对于铰接链的质量减小而优化膨胀开孔的结构设计，膨胀开孔的最大高度可介于外链板的最大宽度的10%和50%之间，优选地介于20%和40%之间。膨胀开孔的宽度可介于膨胀开孔的最大高度的70%和110%之间。膨胀开孔沿链板纵向的凸形形状可具有为外链板节距的0.2至0.4的半径。

根据一优选实施方式，膨胀开孔和销孔具有形成于它们之间的相应余留腹板(residual web)，所述余留腹板具有如下宽度，所述宽度介于销孔和外链板的端面侧面上的外轮廓之间间距的40%和90%之间，优选地介于50%和80%之间。不管外链板的增加的可膨胀性如何，这种实施方式容许良好强度特性（尤其对于销孔而言）连同操作铰接链的足够的操作可靠性。

根据一优选实施方式，链接头的接头销可构造为圆销，优选地构造为硬化圆销。在铰接链的链接头中使用圆销，致使链结构简单，而不会有任何的抗后弯（anti-backbend）功能。利用硬化圆销，例如硬化的、淬火的和回火的，或者用或不用碳化铬、碳化钒或氮化铬涂层进行短时气体氮化过的接头销，接头销的弯曲和磨损可减小，且结合了外链板的增加的可膨胀性，因此可以实现铰接表面内的均匀表面压力，并因此最小化磨损。

为了制造具有高强度以及几乎无磨损的抗载荷铰接链，可提供至少一个中心链板，且铰接链可构造为环链。为了环链以及与之关联的链轮之间的可靠啮合，外链节的至少一个中心链板和/或内链节的内链板可构造为齿形板。替代地，内链节可包括两个具有接头开孔的接头套筒，以将两个内链板设置成彼此平行间隔关系。这种铰接链构造为套筒链或滚子链，可以以合理价格生产并用于非常多种类的应用。

为了易于安装并为了避免接头销的偏斜状况，外链节的至少一个中心链板可以松配合设置在接头销上。这也容许以较高容差生产环链的部件。

根据另一实施方式，外链节的外链板具有对称外轮廓，优选地为沿链板纵向呈镜面对称的外轮廓。对称的和/或镜面对称的外轮廓容许在安装铰接链时沿不同进给方向结合外链板，并因此在制造过程中便利于分选和定向进给。

另外，本发明涉及一种用于内燃机的链传动装置，其包括主动链轮、至少一个从动链轮、如前述实施方式中任一种的将所述主动链轮和所述至少一个从动链轮连接的铰接链、以及将所述铰接链张紧的张紧装置。借助于具有在销孔之间设有至少一个膨胀开孔的外链板的铰接链的特定结构设计，当在操作过程中将载荷施加于铰接链时，可避免边缘支承部，因此可减小总磨损量，并可延长铰接链的使用寿命。

附图说明

以下，将参照附图对本发明进行更详细解释，其中

图1示出根据本发明的用于内燃机的链传动装置，

图2示出根据本发明的环链的俯视图，

图3示出构造为无声链的根据图2的环链的侧视图，

图4示出构造为板式链的根据图2的环链的侧视图，

图5a示出根据图3和4的外链板的放大侧视图，

图5b示出根据本发明的环链的外链板的一替代实施方式的侧视图，

图6a示出贯穿根据现有技术环链的一无载荷链接头的截面视图，

图6b示出贯穿根据现有技术环链的一加载链接头的截面视图，

图7a示出贯穿根据本发明环链的一无载荷链接头的截面视图，以及

图7b示出贯穿根据本发明环链的一加载链接头的截面视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的铰接链的用途，例如内燃机的链传动装置2中的板式环链1的用途。这种链传动装置2可为内燃机的正时链传动装置，其包括下部曲轴链轮3和两个上部并置凸轮轴链轮4。环链1挠性地包绕这些凸轮轴链轮4和曲轴链轮3并将它们彼此连接。在链传动装置2的紧边跨部（tight span）5中设置导引轨6，环链1沿着导引轨6滑动。相对设置的链传动装置2的松边跨部（slack span）7设置有位于其上的张紧轨8，张紧轨8能枢转地被支撑在曲轴链轮3附近，并适配成借助于张紧装置9压在环链1上以对链传动装置2的松边跨部7提供预张紧。在根据图1的本实施方式中，张紧装置9构造为拧入式链张紧器，上述拧入式链张紧器拧入发动机缸体10的部件内，并利用它的张紧活塞施压到张紧轨8的压上区域上，所述张紧轨8因此以预定力压在环链1上。替代地，张紧装置9也可构造为法兰式张紧器，上述法兰式张紧器借由分开的紧固器件凸出安装到发动机缸体10上。

图2示出根据本发明的环链1的俯视图，所述环链具有交替的外链节12和内链节13，所述交替的外链节和内链节由相应链接头11互连。外链节12包括两个设置为彼此平行间隔开关系的侧部外链板16、两个内部中心链板17以及相关链接头11的两个接头销14，上述两个接头销14延伸贯穿外链板16和中心链板17。内链节13各自均包括三个分开设置的内链板18，所述内链板18能枢转地设置在这些接头销14上并位于这些外链板16和这些中心链板17之间，以与相邻外链节12互连。替代地，内链节13的内链板18和外链节12的中心链板17可构造为链板封装体，所述链板封装体各自包括至少两个内链板18或中心链板17。

图3示出根据本发明的构造为无声链的一实施方式中的环链1。外链节12的中心链板17和内链节13的内链板18在此构造为齿形板，而根据所示实施方式的外链板16则构造为导引链板，所述导引链板既无突出齿也无用于与关联链轮的轮齿啮合的任何凹槽。外链板16具有长膨胀开孔19，所述膨胀开孔19位于自外链板16的销孔15突伸出的接头销14之间，所述膨胀开孔19使得在环链1在载荷下操作时，与外链节12的中心链板17相较而言外链板16具有较高可膨胀性。

此外，图4示出构造为板式链的环链1，其中外链节12的外链板16和中心链板17以及内链节13的内链板18构造为大体笔直的链节板，所述大体笔直的链节板既无在一侧上突伸的齿也无用于与关联链轮啮合的凹槽。在所示实施方式中，外链板16形成为笔直链板，而中心链板17和内链板18在腰部变细，中心链板17和内链板18的两个背部显示沿链板纵向L呈内凹形凹槽形式的腰部21。并且，在这种示例中，外链板16设置有位于销孔15之间的长膨胀开孔19，所述膨胀开孔19垂直于链板纵向L延伸。

不管环链1构造为无声链或板式链，根据本发明的环链1的外链节12的中心链板17和内链节13的内链板18各自具有两个接头开孔22，上述两个接头开孔22在沿链板纵向L的中心轴线上设置成彼此间隔开关系，并与中心链板17的相应端面S和内链板18的相应端面S关联。链接头11的接头销14延伸穿过设置在外部外链板16之间的中心链板17和内链板18的相应接头开孔22，所述接头开孔22以间隙配合设置在接头销14上，使得在外链节12与内链节13之间形成可枢转连接。

在图5a所示的根据本发明的环链1的外链板16的侧视图中，可观察到销孔15沿链板纵向L的配置，所述销孔15面对端面S。在销孔15之间，膨胀开孔19设置在外链板16中心处。设置在这些销孔15之间中心处的长膨胀开孔19具有膨胀开孔轴线D，上述膨胀开孔轴线D大体垂直于链板纵向L延伸。膨胀开孔19具有圆角和两个沿链板纵向延伸的凸形侧部，以防止对沿着背部20的外链板16内的应力分布形成负面影响。

图5b示出用于根据本发明环链1的包括膨胀开孔19的另一外链板16的侧视图。在这种外链板16中，销孔15构造为具有较大直径，其中在环链安装时对接头销14压配合。另外，外链板16的这种实施方式具有从链板纵向L间隔开较大距离的背部20。膨胀开孔19除了圆角和凸形侧部外，还在腰部略微变细，从而容许相对于较大直径的销孔15而言位于膨胀开孔19和销孔15之间的足够宽的余留腹板24，因此保证了外链板16的足够强度特性。

图6a示出贯穿根据现有技术的环链的链接头11的截面视图。外链节12的中心链板17和内链节13的内链板18借助于接头开孔22以松滑动配合设置在接头销14上。外链节12的外链板16借助于销孔15以压配合固定地设置在接头销14上。如可从图6b观察到的，在现有技术环链的操作过程中施加载荷于这种链接头11，导致接头销14弯曲。作用在外链节12的外链板16和内链节13的内链板18之间的载荷，由图6b中的箭头所示，导致在内链板18的面对外链板16的外侧上的增大载荷区域，即所谓的边缘支承部23，这是由于接头销14弯曲之事实，故接头开孔22的用作铰接表面的区域将减小，由此在该区域内表面压力将增加。因此，在接头开孔22区域内和在接头销14区域内的边缘支承部23处，将发生增多的磨损。

此外，图7a示出根据本发明的环链1的链接头11。同样在这种示例中，外链节12的中心链板17和内链节13的内链板18借助于接头开孔22以滑动配合设置在接头销14上，而外链节12的外链板16借助于销孔15以压配合固定地定位在接头销14上，并将链接头11固定在其位。根据本发明的环链1的链接头11的该截面视图此外还示出位于外链板16中的膨胀开孔19。当在环链操作过程中载荷施加于这种链接头时，接头销14将不会弯曲，如可从图7b中观察到的，而不管由箭头再次表示的作用于外链板16和内链板18之间的载荷如何，这是由于外链节12的外链板16通过膨胀开孔19而沿链板纵向L膨胀、直到外链节12的中心链板17也将传递作用在链接头11上的部分载荷为止。

附图元件标号列表

1 环链

2 链传动装置

3 曲轴链轮

4 凸轮轴链轮

5 紧边跨部

6 导引轨

7 松边跨部

8 张紧轨

9 张紧装置

10 发动机缸体

11 链接头

12 外链节

13 内链节

14 接头销

15 销孔

16 外链板

17 中心链板

18 内链板

19 膨胀开孔

20 背部

21 腰部

22 接头开孔

23 边缘支承部

24 余留腹板

L 链板纵向

S 端面

D 膨胀开孔轴线