专利名称：具有优化齿板的齿链的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种齿链(或有齿链)，该齿链包括彼此交替相继的内链节和外链节， 该外链节包括至少两个外板、至少一个中板以及两个销，该内链节包括形成为齿板的至少两个内板，该至少一个中板位于内板之间。
背景技术：
这种齿链例如用于内燃发动机的控制组件。齿链充当凸轮轴的传动装置并且提供从曲轴到凸轮轴的旋转运动的传递。此外，内燃发动机的附属单元也可通过齿链方式被驱动。这可以例如是交流发电机、用于伺服转向装置的泵、或者空调压缩机。现代内燃发动机中的齿链是重负荷部件，其暴露于发动机操作期间的巨大的力。 例如在改变温度而且在频繁速度变化的情况下，必须在所有时候都保证完美的操作。而且， 在现代发动机中，越来越注重重量减少以及平稳运行，从而人们始终致力于在其功能、运行特性以及使用寿命上对齿链进行优化。从文献US 49062M可知一种普通的齿链。该齿链由外链节和内链节交替地建立起来。外链节由两个导板、中板和两个销形成。两个齿板充当内链节。中板被压入销中。齿板的厚度是导板或中板厚度的两倍。此处，齿板在横向于齿链延伸范围的方向上的宽度被称为厚度。从DE 20304437U1中可知齿链的一种进一步可能的构造。该齿链的外链节由两个外板形成，该两个外板被两个各自的销相互连接。单一的内板充当内链节，但是与外板相比，其被制造成比所述外板宽得多。为了更加具体，内板比两个外板放在一起还要宽。套链也是已知的，其包括至少延伸通过内板的衬套。然而，该构造导致明显的声音，从而这种链已经极少地应用于汽车工程中。还知道使用一种套型齿链，其中，衬套也延伸通过形成为齿板的内板。然而，该复杂的构造需要很多制造工作并且因此耗费很大的制造成本，而这就是汽车工业为何试图避免使用这种链的原因所在，因为巨大的成本压力。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种齿链，其与齿链的已知实施例相比具有改进的特性。特别地，链磨损得到降低并且疲劳强度得到增强，与此同时尝试获得便宜的构造。在普通的齿链中，内板可从而具有板厚度d和台面宽度(land width)b，并且板厚度d与台面宽度b的比大于1. 6。此处，板厚度d是在板背上沿横向于齿链纵向轴线的方向测量的。腹板宽度b是在内板的销开口与沿力方向与其间隔开的齿腹根面(flank)之间测量的，该宽度被定义为从齿腹根面相对于销开口成直角的最小距离。板厚度d和台面宽度b之间的选定比关于链接头中引起的摩擦以及可接收力而产生齿链的有利设计。例如， 内板的“宽”设计实现了所谓的衬套效应。因而，虽然齿链没有衬套，但齿链的该设计以及因而存在的销开口在内板和销之间产生摩擦作用，而这在目前为止只可能存在于衬套和销之间。因此，将板厚度与台面宽度相关是有利的，因为在板厚度增大的情况下，也可在单一内板上作用更大的力，该力必须被销开口周围的材料吸收。此处，台面宽度已经证明是所可能被吸收的力的最佳指示。而且，这种设计出于以下原因是有利的销上的剪切点(shear point)的数量得以减少。如果不同于宽内板而使用多个小的内板(所谓的板组)，则所述内板中的每一个由于生产工艺而表现出公差。这带来的结果是单个内板和各自与其接触的销部分之间的接触力对于每个内板是不同的。因此，销沿其长度被不同地加载，这可能导致关于磨损和疲劳强度的问题。为了计算两个尺寸之间的比，将第一个尺寸除以第二个尺寸。为了确定板厚度d 和台面宽度b之间的比，从而将板厚度d除以台面宽度b (S卩，d/b )。替代性地，还可以将板厚度与台面宽度的比选择为大于1. 7，或者在一个进一步实施例中大于1. 75。这允许齿链的进一步有利的设计。与具有比为1. 6的齿链相比，比为1. 7 或1. 7的齿链构造意味着台面宽度b相对于板厚度d被减小。由其是对于没有或仅有较小负载峰值被传递到齿链的发动机而言，这由此使得可能为齿链使用优化的齿板设计。台面宽度b因而可在材料上进行优化，而不对齿链的疲劳强度造成任何负面影响。替代性地，可假设板厚度d与台面宽度b的比小于或等于3。已经发现板厚度d与台面宽度b的比的随意增大并没有进一步改善齿链的特性。例如，必须担心的是，在非常宽的内板的情况下，即板厚度与台面宽度的比大于3时，无法以安全的方式保证内板和销之间的必要润滑。此外，可假设内链节的所有板的总厚度与外链节的所有板的总厚度之比大于 1.13。这带来了至销上的优化的力传递或者力引入。而且，已经发现的是，尽管内链节的所有板的总厚度与外链节的所有板的总厚度相比更大，但这不会导致外链节上的过度负载。此外，可假设沿齿链延伸的对称轴线延伸通过至少一个中板或者在至少两个接触的中板之间延伸。齿链还构造成使得一个中板或多个中板总是在其内部(即在对称轴线延伸的区域中)延伸，并且内板被定位成在两侧邻接该板或这些板。这实现了至销上的优化力引入并且确保了齿链的疲劳强度。根据进一步的实施例，可假设一个中板的厚度或者多个中板的总厚度小于内板的板厚度d。在该设计的情况下，齿链所与之接合的链轮的厚度可保持小。中板不是必然地需要被构造成齿板，从而其仅仅起到沿链传递力的作用，而不需要与链轮本身接触。因此，中板的较薄的设计不会必然导致任何缺点。替代性地，可假设至少一个中板被构造成齿板。这对于齿链接合到相关联的链轮中而言导致改善的行为。链轮和齿链之间出现的力被传递到较大的接触区域，这对于齿链和链轮的总使用寿命而言具有有利的影响。根据进一步的实施例，可假设至少一个中板被滑动到销上。因而，中板与销接触， 但是例如不是被压到其上或者以其他方式被不可脱开地连接到销。这确保了简单的制造工艺并且避免不必要的成本。此外，齿链可被设计成使得外板形成为导板。因而，外板不具有齿形形状，而是覆盖由齿板的齿形成的空隙。因而，当链轮的齿接合到齿板中时，各自的齿被外板侧向地覆盖，由此防止链在链轮上侧向地滑动。形成为导板的外板因而可具有卵形形状。此外，上述目的的解决方案还包括用于前述实施例之一的齿链的内板。
现在将参照附图更详细的描述这些实施例，附图中 图1是根据本发明齿链的内板顶侧看到的示意图2是根据本发明的内板从侧面看到的视图； 图3是根据本发明的内板从顶侧的示意图；并且图4是具有构造成导板的外板的齿链的示意图。
具体实施例方式图1示出了根据本发明的齿链1的一部分。齿链1由沿齿链交替的多个内链节2 和外链节3组成。外链节3包括至少两个外板4、至少一个中板5和两个销6。内链节包括形成为齿板的至少两个内板7。销6沿横向于齿链1的对称轴线或纵向轴线8的方向延伸。在两个相邻的销6(每个属于同一外链节3)上，单个中板5定位成基本处于销6的中间。中板5滑动到销6上， 销6延伸通过中板5的两个销开口。此外，两个内板7分别滑动到外链节3的每个销6上， 以邻接并接触中板5。内板7还包括销可延伸通过的销开口。内板7沿齿链1延伸朝向相邻的外链节2并且经由各自的销6与之连接。因而，第一外链节2的一个销6延伸通过内板7的第一销开口 15，并且第二外链节2的第二销6延伸通过内板7的第二销开口 15。接着内板7，销6在其上定位了各自的外板4，销6也延伸通过所述外板4。外板4可被压到销上或者可与之铆接。因而，齿链1关于纵向轴线8对称地建造。根据本发明，可以使用单个中板5或者也可使用彼此接触的多个中板5 (称为板组)。在具有单个中板5的齿链的情况中，或者在奇数个中板5的情况中，纵向轴线8延伸通过该中板5或者通过中板5中的一个。如果安装有两个中板5或者偶数个中板5，则纵向轴线8在接触的中板5之间延伸。内板7具有不同于外板4和中板5的厚度的板厚度d。此处，内板7的板厚度d被选择为大于其余板(即外链节2的板)的各自厚度。特别地，中板5的厚度或者彼此接触的多个中板5相加的总厚度小于单个内板7的板厚度d。而且，内链构件2的所有板的相加总厚度与外链节3的所有板的相加总厚度之比大于1. 13。单个中板5或者多个中板5可构造成齿板。外链节2的特征在于板和销6之间没有相对运动。内链节3和外链节2之间仅存在枢转运动。结果，内板7绕销6枢转。确保了齿链柔性的链节从而由内板7和销6形成。 内板7的宽设计加大了接头区域，即内板7和销6之间的接触区域。相比原来已知的没有衬套的齿链中可能的接头区域，这产生了更大的接头区域。而且，内板7的宽构造提供了平坦的(即没有脊的)接头区域。到目前为止，在使用多个薄内板作为板组时，由于所存在的制造公差，这是不可实现的。图2在侧视图中示出了单独的内板7。内板7构造为具有两个齿9的齿板，链齿接收装置10定位在两个齿9之间。链轮的齿可接合到链齿接收装置中。内板7包括两个外齿腹根面11、12，其可与链轮齿的对应齿腹根面接触。此外，内板7包括两个内齿腹根面 13、14。内齿腹根面13、14可与链轮齿的齿腹根面接触。此外，内板7包括两个销开口 15、 16，在齿链1的组装状态中，对应的销6延伸通过所述销开口。内板7关于对称线18成镜像对称，对称线18从内板7的顶侧17延伸到链齿接收装置10。在齿链的操作期间，内板 7被加载有力！^和&。这些力由沿对称轴线作用在齿链1上的张力施加。因此，力！^和Fl 在横向于对称线18的方向上沿内板7作用，例如从对称线18沿销开口 15、16的方向以及沿外齿腹根面11、12的方向。由于力和Fl，销开口 15、16和外齿腹根面11、12之间的区域代表了内板7的负载最大的区域之一。内板7的负载承受能力因此也由销开口 15、16和外齿腹根面11、12之间的区域的台面宽度b决定。此处，台面宽度b的尺寸被确定为外齿腹根面11、12与销开口 15、16之间最小距离。此处，台面宽度b以相对于外齿腹根面11、12成直角地测量。外齿腹根面11、12不是必然地需要被构造成直的齿腹根面，而是可具有小的半径。类似地，销开口 15、16不是必然地需要被制造成圆柱形，而是也例如可具有卵形或椭圆形轮廓。外齿腹根面11、12由齿腹根面过渡部19、20限定，齿腹根面过渡部19、20形成为带圆角的齿尖。齿腹根面过渡部19、20形成了外齿腹根面11和内齿腹根面14之间以及外齿腹根面12与内齿腹根面14之间的边界和过渡。此外，外齿腹根面11、12由过渡部分21、 22限定。外齿腹根面11通过带圆角的过渡部分21通向顶侧或背部17中。类似地，外齿腹根面12通过过渡部分22通向顶侧17中。顶侧17在过渡部分21、22之间沿直线延伸。此外，内板7包括带圆角的内齿腹根面部分23，其形成内齿腹根面13到内齿腹根面14的过渡部。图3 (其未按比例)示出了内板7的顶侧17。内板7具有板厚度d，板厚度d沿横向于齿链1的对称轴线8的方向测量。过渡部分21和过渡部分22邻接顶侧17的两侧。图4示出了齿链1的侧视图，但未示出销6。齿链1通过外板4在侧面而完成。在所示实施例中，外板4具有卵形形状。因此，外板4覆盖两个内板7之间的中间部分。如果中板5构造为齿板，则中板5的链齿接收装置10的区域被外板4侧向地覆盖。内板可通过精细冲切或剪切的方式生产。销开口中的直切部分大于或等于板厚度 d的90%。在内齿腹根面上，直切部分至少为板厚度d的80%。
权利要求
1.一种齿链(1)，所述齿链(1)包括彼此交替相继的内链节(2)和外链节(3)，所述外链节(3)包括至少两个外板(4)、至少一个中板(5)以及两个销(6)，所述内链节(3)包括形成为齿板的至少两个内板(7)，所述内板(7)包括两个外齿腹根面(11、12)和两个销开口(15、 16)，并且所述至少一个中板(5)位于所述内板(7)之间，其特征在于，所述内板(7)的每一个具有板厚度(d)和台面宽度(b)，所述台面宽度(b)被定义为外齿腹根面(11、12)和最接近的销开口(15、16)之间的最小距离，并且板厚度(d)与台面宽度(b)之比大于1. 6。
2.如权利要求1所述的齿链(1)，其特征在于，所述板厚度(d)与台面宽度(b)之比大于1.7，特别优选地大于1.75。
3.如权利要求1或2所述的齿链(1)，其特征在于，所述板厚度(d)与台面宽度(b)之比小于或等于3。
4.如前述权利要求中任一项所述的齿链(1)，其特征在于，所述内链节(2)的所有板的总厚度与所述外链节(3)的所有板的总厚度之比大于1. 13。
5.如前述权利要求中任一项所述的齿链(1)，其特征在于，沿所述齿链(1)延伸的对称轴线(8 )延伸通过至少一个中板(5 )或者在至少两个接触的中板(5 )之间延伸。
6.如前述权利要求中任一项所述的齿链(1)，其特征在于，所述一个中板(5)的厚度或者所述多个中板(5)的总厚度小于所述内板(7)的所述板厚度(d)。
7.如前述权利要求中任一项所述的齿链(1)，其特征在于，所述至少一个中板(5)被构造成齿板。
8.如前述权利要求中任一项所述的齿链(1)，其特征在于，所述至少一个中板(5)被滑动到所述销(6)上。
9.如前述权利要求中任一项所述的齿链(1)，其特征在于，所述外板(4)被构造为导板。
10.一种用于齿链(1)的内板(7)，所述内板(7)包括两个外齿腹根面(11、12)和两个销开口(15、16)，其特征在于，所述内板(7)具有板厚度(d)和台面宽度(b)，所述台面宽度 (b)被定义为外齿腹根面(11、12)和最接近的销开口(15、16)之间的最小距离，并且板厚度 (d)与台面宽度(b)之比大于1.6。
全文摘要
本发明涉及具有优化齿板的齿链，具体地提出了一种齿链，其包括彼此交替相继的内链节和外链节，该外链节包括至少两个外板、至少一个中板以及两个销。该内链节包括形成为齿板的至少两个内板，该至少一个中板位于所述内板之间。所述内板的每一个具有板厚度(d)和台面宽度(b)，板厚度(d)与台面宽度(b)之比大于1.6。
文档编号F16G13/04GK102192270SQ201110064428
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月17日 优先权日2010年3月18日
发明者S·贝尔默, V·赫希曼 申请人:伊威斯发动机系统有限责任两合公司