专利名称：具有周期性改变的齿槽几何形状的旋转盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转盘，特别是具有周期性改变的齿槽几何形状 的旋转盘。本发明此外还涉及一种具有至少一个依据本发明的旋转盘 的传动装置和一种具有至少一个依据本发明的旋转盘的缠绕传动装 置。
背景技术：
例如像皮带或者链条这种力传递无尽部件和齿轮基础上的传动系 统在工业上的应用非常广泛。特别是在内燃机上，这种传动系统例如 用于从曲轴向凸轮轴传递转矩。除了凸轮轴和曲轴外，通过皮带或者链条还传动例如像水泵或者 燃料泵等其他部件。作为皮带和链条传动的主概念人们称其为缠绕传 动装置。在这种传动系统或缠绕传动装置上出现所谓的回程段振动。这种 回程段振动可以是力传递无尽部件通过循环性的发动机运动引发的横 向、纵向或者扭转振动。循环性引发的回程段振动一般情况下通过内 燃机不平衡的传动部件产生。此外，齿轮皮带上由于振动出现不平衡的负荷，造成齿轮皮带断 裂并降低所使用的齿轮皮带的使用寿命。因此有人提出不圆度齿轮，以平衡这种回程段振动。不圆度齿轮 在此方面是指这种齿轮，其不具有圆形的圆周截面和其中力传递无尽 部件的有效曲线或缠绕圆弧为非圆形。公开文献DE 10 2004 048 629 Al介绍了一种控制传动机构的不圆 度旋转盘。该旋转盘在此方面具有一种旋转盘半径，其在函数上依赖 于旋转角和平均半径，其中平均半径这样选择，使旋转盘缠绕曲线的 循环弧长等于相邻齿中心预先规定距离和齿数的乘积。此外，实用新型专利文献DE 202 20 367 Ul介绍了一种同步传动 装置，其具有大量借助一个力传递无尽部件相互连接的转动件，其中， 转动件之一具有带至少两个与回縮段交替的凸起段的非圆形剖面，其 中，非圆形剖面凸起和回縮段的角位置和非圆形剖面偏心度的尺寸这 样选择，使非圆形剖面向力传递无尽部件施加相反振动校正的转矩， 其减少或者基本上消除负荷结构振动的负荷转矩。实用新型专利文献DE 203 19 172 Ul介绍了一种旋转部件，其由 一个具有多个设置在转动件圆周上的齿的转动件组成，其中，每个齿 具有齿冠并在每对并排的齿之间具有凹槽以及齿的齿冠处于形成转动 件圆的弯曲圆周上，以及其中转动件的圆具有一个带至少两个与回縮 区域交替的凸起区域的非圆形剖面，其中，每对并排齿的齿冠中心之 间的距离每对并排齿之间的凹槽之间凹槽的剖面相等，以及圆上每个 齿冠的中心与转动件轴线之间的距离变化，以取得所称的非圆形剖面。对这种不圆度旋转盘在其安装位置上的位置尺寸重要的始终是最 大半径，以便可以使旋转盘自由旋转。恰恰是在具有相当明显不圆度 的旋转盘上因此存在很大的位置需求。因为特别是汽车上发动机舱内可供使用的容积非常有限，所以在 现有技术的不圆度旋转盘上经常出现旋转盘设置方面的问题。发明内容本发明的目的在于，提供一种旋转盘、 一种传动装置或者一种缠绕传动装置，其中可以平衡回程段振动并提供链条或齿轮皮带更佳的 导入或导出特性，其中，将旋转盘的各自位置需求降到最低限度。该目的通过权利要求1的旋转盘、权利要求7的传动装置和权利 要求10的缠绕传动装置得以实现。依据本发明的旋转盘能够以旋转角环绕旋转轴旋转并具有多个设 置在旋转盘圆周上的齿和处于齿之间的齿槽，通过齿槽的中心分布齿 槽中心线，其中，旋转盘具有周期性改变的齿槽几何形状，以及其特 征在于，旋转盘的齿顶圆半径恒定。旋转盘的外部形状对其作用至关重要，而传动比并不重要。对此 重要的仅是有效半径的构成。因此有效半径可以周期性改变构成，其 中，齿顶圆的半径保持恒定。由此产生一种旋转盘圆形的圆周形状并将其设置的空间降到最低 限度。形成周期性改变的齿槽几何形状，其中旋转盘的分度圆半径在函 数上依赖于旋转角和确定的平均半径。因此产生旋转盘的一种圆形外形，其中，齿的高度依赖于旋转角 改变。最小齿高在分度圆半径具有最大值的情况下产生。最大的分度 圆半径然后可以等于齿顶圆半径。所使用的牵引件例如辊子或者套筒链条或者齿轮皮带然后与齿高 的周期性改变相应或多或少与旋转盘啮合。此外，形成周期性改变的齿槽几何形状，其中旋转盘的多个齿的 齿廓依赖于旋转角而超前或滞后确定的平均齿廓。借助超前或滞后的齿廓可以提供一种其传动比也周期性改变，但 齿的高度保持恒定的旋转盘。牵引件因此始终均匀地与旋转盘啮合。此外，齿槽中心线各自基本上对准旋转盘分度圆半径或分度圆的 局部曲率中心。情况表明，现有技术的旋转盘上的力传递无尽部件之所以高度磨 损，是因为由齿轮齿施加到无尽部件的力峰值相当大。此方面的原因 在于下面称为圆形齿轮的现有技术齿轮的定向和齿形。在圆形齿轮上，处于齿之间的齿槽各自与其相应的齿槽中心线对 称。在圆形齿轮上，每条齿槽中心线通过圆形齿轮的旋转轴或中心分 布。两条这种齿槽中心线之间的齿轮段在本说明书的框架内称为扇形。在一个圆形齿轮上，所有扇形均相同。通过扇形的相互作用产生 一个圆形齿轮。在此方面，齿槽在没有扇形之间具有切向过渡的不连 续性情况下具有连续的表面。在具有依赖于函数分度圆的非圆形或者不圆度的齿轮上，以往在设计时同时确定全部齿槽中心线必须通过齿轮的旋转轴分布。然而在 这种齿轮上，不是简单相同的扇形相互作用。确切地说，扇形必须以 一定的程度扭曲，以便单个扇形沿非圆形的圆周相互作用。但齿槽轮廓然后这样扭曲，使其在力传递无尽部件的齿根上产生 一种增加的负荷。此外，在这种轮廓上出现增加的磨损。因此，本发明的旋转盘的齿槽中心线不是都对准旋转轴，而是各 自基本上对准旋转盘分度圆的局部曲率中心，也就是说，它们与分度 圆的轮廓垂直。齿槽中心线然后一般情况下不再经过旋转轴。 一个齿的齿面轮廓从相邻的齿槽形状中产生。齿的齿顶轮廓从恒定的齿顶圆 中产生。通过齿槽中心线这种对准各自局部的曲率中心，产生在齿槽内的 扇形之间连续过渡的齿槽几何形状。此外，这样避免增加磨损的问题。 力传递无尽部件的导入和导出降低摩擦和磨损进行，因为压紧由于从 齿向力传递无尽部件的力传递限制均匀分布并避免力峰值。齿槽中心线可以这样定向，使与旋转盘同心的圆面不由不通过旋转轴分布的齿槽对称轴线穿过。圆面可以具有O.l mm-20mm的直径 和特别是约0.5 mm -约6 mm的直径。齿槽的剖面可与齿槽中心线对称或者不对称构成。在本发明的一种实施方式中，旋转盘半径可以通过下列公式的调 和发展表达其中rmi^为平均半径，Sri为不圆度幅度，n,为上升的数量，0,为 相位，以及t为从0-27T的间隔中得出的运转参数。平均半径在此方面 依赖于其余参数而适当选择，从而产生旋转盘的缠绕曲线所要求的长度。上升的数量也称为阶数。正如所看到的那样，平均半径也可以重 叠不同阶数的多个依赖于角度的干扰段。如果没有干扰段，那么会得 到一个圆形的旋转盘。相应地始终存在至少一个干扰段。如果每个参数^等于零，那么同样会得到一个圆形旋转盘。相应 地依据本发明每个参数Sa不等于零。依据本发明的传动装置包括至少两个旋转盘和一个用于在旋转盘 之间传递转矩的力传递无尽部件，其特征在于，至少一个旋转盘为依 据本发明的旋转盘。按照这种方式，依据本发明的传动装置上也避免力传递的无尽部件增加磨损。此外，依据本发明的传动装置可以为在汽车上使用构成。作为选择依据本发明的传动装置可以为在飞机上使用构成。在一种实施方式中，依据本发明的传动装置为一种同步传动装置。依据本发明的缠绕传动装置包括至少两个旋转盘和一个用于在旋 转盘之间传递转矩的力传递无尽部件，其特征在于，至少一个旋转盘 为依据本发明的旋转盘。按照这种方式，依据在本发明的传动装置上 也避免了力传递的无尽部件增加磨损。本发明的其他优点和构成来自说明书和附图。不言而喻，前面所称的和后面还要介绍的特征不仅可以分别列举 的组合，而且也可以其他组合或者单独使用，而不会偏离本发明的框 架。
下面借助附图所示的实施例对本发明进行详细说明。其中 图1示出依据本发明的旋转盘的第一实施方式； 图2示出依据本发明的旋转盘的第二实施方式。
具体实施方式
图1示出依据本发明的旋转盘10的第一实施方式。旋转盘10能够以旋转角环绕旋转轴12旋转并具有多个设置在旋 转盘10圆周上的齿20和处于齿20之间的齿槽22，通过齿槽的中心分 布齿槽中心线30。所示的旋转盘io这样具有周期性改变的齿槽几何形状，使旋转盘的分度圆半径26函数上依赖于旋转轴和确定的平均半径。在所示的举例中，分度圆半径26具有三个最大值或最小值。 旋转盘10的齿顶圆半径24恒定。由此产生齿20同样依赖于旋转角的高度。在分度圆半径26最大 并相当于齿顶圆半径24的情况下，齿20的高度相应地始终最小。相 应地在最小分度圆半径时产生最大的齿高。依赖于齿20的高度，可能的牵引件例如辊子或者套筒链条或者齿 轮皮带不同程度与旋转盘10啮合。图2示出依据本发明的旋转盘10的第二实施方式。此外在两个放大图中以虚线示出一个无周期性改变的剖面或基准 剖面40并以实线示出一个周期性改变的实际剖面42。正如从图2所看到的那样，旋转盘IO具有恒定的齿顶圆半径以及 也具有恒定的分度圆半径26。旋转盘10周期性改变的传动比由此提供， 即实际剖面42环绕基准剖面40摆动，也就是依赖于旋转角t超前于或 滞后于基准剖面40。从旋转方向Q中因此得出，实际剖面42在右上的放大图中超前于 基准剖面40并在左下的放大图中滞后于基准剖面40。通过前面介绍的依据本发明的旋转盘可以提供一种旋转盘，其中 可以平衡回程段振动并提供牵引件更佳的导入或导出特性，其中，旋 转盘10的位置需求降到最低程度。依据本发明的旋转盘IO最好在缠绕传动装置上使用。缠绕传动装 置最好为用于汽车或者飞机。但依据本发明的旋转盘IO也可以与这些 应用无关地使用，例如也可以在纺织或者办公机械上使用。附图标记10旋转盘12旋转轴20齿22齿槽24齿顶圆半径26分度圆半径30齿槽中心线40基准剖面42实际剖面转向t旋转角
权利要求
1.旋转盘，其能够以旋转角环绕旋转轴(12)旋转，具有多个设置在旋转盘(10)圆周上的齿(20)和处于齿之间的齿槽(22)，通过齿槽的中心分布齿槽中心线(30)，其中，旋转盘(10)具有周期性改变的齿槽几何形状，其特征在于，旋转盘(10)的齿顶圆半径(24)恒定。
2. 按权利要求l所述的旋转盘，其中，形成周期性改变的齿槽几 何形状，其中旋转盘(10)的分度圆半径(26)在函数上依赖于旋转 角和确定的平均半径。
3. 按权利要求1或2所述的旋转盘，其中，形成周期性改变的齿 槽几何形状，其中旋转盘(10)的多个齿(20)的齿廓依赖于旋转角 而超前或滞后确定的平均齿廓。
4. 按权利要求l-3之一所述的旋转盘，其中，齿槽中心线(30) 各自基本上对准旋转盘(10)分度圆半径(26)的局部曲率中心。
5. 按权利要求4所述的旋转盘，其中，旋转盘(10)具有不与不 通过旋转轴(12)分布的齿槽中心线(30)交叉的同心圆面。
6. 按权利要求2-5之一所述的旋转盘，其中，分度圆半径(26)可以通过下列公式的调和发展表达 = ", + Z《.cos(",.f + a)其中rmitte尸平均半径，Sr产不圆度幅度， n产上升的数量， 0产相位，以及t-从0-27T的间隔中得出的运转参数。
7. 传动装置，具有至少两个旋转盘(IO)和一个用于在旋转盘(IO) 之间传递力的力传递无尽部件，其特征在于，旋转盘(10)中的至少 一个为按权利要求1-6之一所述的旋转盘(10)。
8. 按权利要求7所述的传动装置，其中，该传动装置为在汽车上 使用而构成。
9. 按权利要求7所述的传动装置，其中，该传动装置为在飞机上 使用而构成。
10. 缠绕传动装置，包括至少两个旋转盘(10)和一个用于在旋 转盘(10)之间传递力的力传递无尽部件，其特征在于，旋转盘(10) 中的至少一个为按权利要求l-6之一所述的旋转盘(10)。
全文摘要
本发明涉及一种旋转盘，其能够以旋转角环绕旋转轴(12)旋转并具有多个设置在旋转盘(10)圆周上的齿(20)和处于齿之间的齿槽(22)，通过齿槽的中心分布齿槽中心线(30)，其中，旋转盘(10)具有周期性改变的齿槽几何形状。依据本发明的旋转盘(10)的特征在于，旋转盘(10)的齿顶圆半径(24)恒定。本发明此外还涉及一种传动装置和一种具有依据本发明的旋转盘(10)的缠绕传动装置。
文档编号F16H7/00GK101240839SQ20081000853
公开日2008年8月13日 申请日期2008年1月23日 优先权日2007年1月23日
发明者弗兰克·雷蒂希, 罗曼·克恩 申请人:谢夫勒两合公司