CN101346558A - 尤其是用于车辆驱动装置的平环链 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种平环链，尤其是用于车辆驱动装置，该平环链具有多个通过压力件(1，13)彼此铰接式连接的链接片(4)，其中，这些压力件相对于该平环链(2)的纵向方向横向地延伸并且布置在这些链接片的孔(3)中，在这些压力件和这些链接片上构造有各自的构造得拱曲的靠置面(14，15)，这些压力件和链接片沿着这些靠置面相互靠置以传递力，在这些压力件上设置有构造得拱曲的滚动面(5)，这些压力件沿着这些滚动面相互滚压以传递力，这些压力件在沿该平环链的纵向方向延伸的横截面中在压力件高度方向(H)上构造得不对称，这些靠置面设置在压力件与链接片之间的在压力件高度方向上处于上部的接触面区域和处于下部的接触面区域上，其中，这些压力件在这些滚动面的区域中具有至少两个具有不同曲率的区域(6，7)。
Description
本发明涉及一种平环链，尤其是用于车辆驱动装置，该平环链具有多个通过压力件彼此铰接式连接的链接片，其中，这些压力件相对于该平环链的纵向方向横向地延伸并且布置在这些链接片的孔中，在这些压力件和这些链接片上构造有各自的构造得拱曲的靠置面，这些压力件和链接片沿着这些靠置面相互靠置以传递力，在这些压力件上设置有构造得拱曲的滚动面，这些压力件沿着这些滚动面相互滚压以传递力，这些压力件在沿该平环链的纵向方向延伸的横截面中在压力件高度方向上构造得不对称，这些靠置面设置在压力件与链接片之间的在压力件高度方向上处于上部的接触面区域和处于下部的接触面区域上。
开头所述类型的平环链可安装在车辆驱动装置中。当作为车辆变速器的一部分在无级锥盘缠绕接触装置变速器(CVT)中使用时，压力件具有专门成形的端面，通过这些端面在锥盘与平环链之间作为摩擦力传递拉力。在车辆驱动装置中的其它多数应用中，平环链是齿链，该齿链因此在至少一个侧上具有齿，通过这些齿在齿轮与链之间传递拉力。呈齿链形式的这种平环链在此例如可安装在全轮驱动机动车的分动器中或者可用于跨接与差速器的轴距或者例如也可作为辅助驱动装置中的力传递装置使用或者用于机动车的辅助机组。
平环链在此由多个链接片组成，这些链接片通过压力件彼此铰接式连接，链接片在此可以呈接片组的形式这样布置：多个链接片彼此邻接地并且彼此并排地被压力件穿过，由此于是获得一个平环链，该平环链可承受拉力负荷地传递大的力。
例如借助于US 5,651,746 A公知了这种平环链。该公知平环链具有压力件，这些压力件在滚动面上相互靠置以传递力。这些滚动面所基于的半径在此在与节距相关的窗内部被称为最佳。由此要实现，该公知平环链在预承受负荷期间在滚动面的区域中不遭受保留的预先损坏。如果现在通过该公知平环链传递拉力，则由于压力件的滚动面的几何形状而可产生在压力件的和链接片的靠置面的区域中不利的力分布，这提高了摇摆压力件在链接片的孔中扭转的危险并且由此导致应力峰值，这种应力峰值促进平环链提前失效。
由此出发，本发明的任务现在在于，提供一种平环链，在该平环链中在压力件的和链接片的靠置面的区域中存在较有利的力分布，由此消除所述问题。
现在，为了解决该任务，本发明提供了一种具有权利要求1的特征的平环链。其有利构型在其它权利要求中描述。
现在，本发明提出了一种平环链，尤其是用于车辆驱动装置，该平环链具有多个通过压力件彼此铰接式连接的链接片，其中，压力件相对于平环链的纵向方向横向地延伸并且布置在链接片的孔中，在压力件和链接片上构造有各自的构造得拱曲的靠置面，压力件和链接片沿着这些靠置面相互靠置以传递力，在压力件上设置有构造得拱曲的滚动面，压力件沿着这些滚动面相互滚压以传递力，压力件在沿平环链的纵向方向延伸的横截面中在压力件高度方向上构造得不对称，靠置面设置在压力件与链接片之间的在压力件高度方向上处于上部的接触面区域和处于下部的接触面区域上，其中，压力件在滚动面的区域中具有至少两个具有不同曲率的区域。
在此讨论的类型的平环链在伸长的负载回行段中在压力件之间具有接触区域，该接触区域与弯折情况中的、即当平环链在链轮或锥盘对上经历行进方向换向时的接触区域不同。压力件或摇摆压力件之间的接触区域在伸长的负载回行段中处于在压力件高度方向上等分滚动面的假想线下方，在弯折情况中位于该线上方。现在，本发明以有利的方式利用该知识并且提出具有至少两个具有不同曲率的区域的滚动面。由此可通过滚动面区域中的曲率的适配来优化压力件的相互滚压运动，例如在摇摆压力件的接触面区域中单位面积压力的减小方面以及据此在摇摆压力件的接触部位上磨损降低方面优化。
现在可这样进一步构造本发明：在所述至少两个区域内部曲率各保持相同，即例如这两个区域的曲率半径不同，但在曲率半径的各自区域内部保持相同。
根据另一个变型方案提出，在至少一个区域内部设置有沿着滚动面变化的曲率。由此，至少两个区域设置有从区域到区域不同的曲率，但在这些区域中的至少一个中曲率沿着滚动面也可变化，即例如沿着滚动面可变。如果现在在所述至少两个区域之间的分界面区域中总是设置相同的曲率，其中，这可认为是无限小，并且曲率沿着所述至少两个区域的滚动面变化，则这也包括压力件的滚动面的构型，该构型沿着整个滚动面构造得可变，因此例如借助于数学函数确定为泛函数。
根据本发明完全普遍地提出，曲率在两个相邻压力件的在直的平环链回行段中在承受拉力负荷情况下产生的第二接触区域的区域中比在这些相邻压力件的在弯折情况中产生的第一接触区域的区域中小。如果根据本发明在平环链在两个例如由两个齿轮或在锥盘缠绕接触装置变速器的情况下两个锥盘对形成的换向点之间绕行，则在根据本发明的平环链中在摇摆压力件之间在上述假想中心线下方产生一个接触区域，并且根据本发明的平环链的特征现在在于，曲率在该第二接触区域中比在弯折情况中在压力件的处于上述假想中心线上方的接触区域中小。如果现在两个区域借助于彼此不同的半径形成，则半径在第一接触区域、即上部的接触区域中比在下部的第二接触区域中小。即使形成具有在滚动面的整个弧长上变化的半径的滚动面，根据本发明提出，半径在第二接触区域中比在第一接触区域中大。
在此根据本发明这样选择第二接触区域中的曲率，使得两个相邻压力件之间的接触点或接触区域在压力件高度方向上朝压力件高度中心方向移位。由此实现，两个彼此对置的摇摆压力件之间的压力传递在直的平环链回行段中这样分布，使得在压力件和链接片的各自靠置面上产生的反力在下部的靠置面和上部的靠置面上在很大程度上均匀地分布并且不存在显著的不均匀分布，如在公知平环链中就是那种情况，因为这种不均匀分布导致摇摆压力件在链接片的孔中的扭转趋势。根据本发明也提出，这样选择第一接触区域的、即上部的接触区域中的曲率，使得两个相邻压力件之间的接触点或接触区域在压力件高度方向上也朝压力件高度中心方向移位。由此实现，用于在两个摇摆压力件之间传递力的接触区域即使在弯折情况下也处于摇摆压力件或链接片的上部靠置面与下部靠置面之间，由此一方面抵抗压力件在链接片的孔中的扭转趋势，另一方面实现在上部的靠置面与下部的靠置面之间均匀的力分布。
现在可这样进一步构造本发明：第二接触区域的曲率与第一接触区域的曲率的比例处于约0.25至约0.9、优选约0.25至约0.83的范围内。
由此，第一接触区域的曲率可取值约为第二接触区域的曲率的1.2倍至4倍，该第二接触区域的曲率在任何情况下都小于第一接触区域的曲率。被认为有利的曲率比例处于约0.5的范围内，第二接触区域的曲率因此取值为第一接触区域的曲率的一半，在另一个有利的实施形式中，第二接触区域的曲率与第一接触区域的曲率的比例约为7比16。
完全普遍地这样选择第二接触区域中的曲率，使得在压力件的和链接片的靠置面的区域中产生的力分布抵抗摇摆压力件相对于链接片的扭转趋势。
摇摆压力件的滚动面具有至少两个具有不同曲率的区域并且各沿着滚动面具有一个确定的弧长，根据本发明提出，具有较小曲率的区域的弧长与具有较大曲率的区域的弧长的比例取值约为1比2，所述具有较小曲率的区域是第二接触区域，所述具有较大曲率的区域是第一接触区域。由此可考虑要求：平环链在行进方向换向时在齿轮或锥盘对上可占据大的弯折角度。
滚动面在上部的滚动面区域中形成第一接触区域的在压力件高度方向上观察处于上部的始端，在下部的滚动面区域中也具有第二接触面区域的在压力件高度方向上观察处于下部的始端。如果现在两个接触面区域始端与假想直线线段相连接并且在该线段的中心上画出一个垂直线，则根据本发明提出，这两个圆弧区段中的至少一个的中心点处于在滚动面的区域的端点的所述连接线段的中心上画出的垂直线之外。
现在在下面借助于附图来详细描述本发明。附图表示：
图1根据本发明的平环链的一个实施形式的示意性示出的摇摆压力件的俯视图；
图2根据平环链的一个变型实施形式的摇摆压力件的视图；
图3根据本发明的平环链的一个局部；
图4根据本发明的平环链的压力件对的用于解释接触面区域移位的俯视图；
图5与图4类似的视图；
图6用于解释在公知平环链中在承受负荷情况下力分布的两个视图；
图7与图6类似的用于解释在根据本发明的平环链中力分布的视图；
图8压力件对的用于解释在承受负荷情况下产生的单位面积压力分布的视图；
图9用于解释几何关系的视图。
图1示出了根据本发明的平环链2(图3)的压力件1的俯视图。
如可毫无问题地看到的那样，压力件1在压力件高度方向上构造得不对称，即在上部区域中具有一个在宽度方向(双箭头B)上在平环链2的行进方向(箭头L)上较大的宽度伸展。在安装情况下，即当压力件与另一个压力件一起布置在链接片4的孔3中时，另一个压力件13与该压力件1对置地布置，由此，两个压力件在构造得拱曲的滚动面5上彼此对置地滚压。
压力件1在此具有一个第一接触区域6，该第一接触区域当压力件1与所述与其对置的压力件13一起在弯折情况下相互滚压时产生，其中，该弯折情况例如在附图的图3中示出。此外，压力件1的滚动面5具有一个第二接触区域7，当平环链在直的平环链回行段中经历拉力负荷时，两个压力件在该第二接触区域上相互滚压。
在附图的图1中在第一接触区域中所示的虚线在此代表从附图的图9中所示的中心点8起的半径的长度，从该半径起构造第一接触区域6，其中，该半径在图9中用R1标记。以类似方式，在图1中在第二接触区域7中所示的虚线代表这样的半径，滚动面5以该半径构造在第二接触区域7中，该半径从在图9中用9标记的中心点起并且在图9中用R2表示。如借助于附图的图1和图9毫无问题地得到的那样，半径R2大于半径R1，由此，滚动面在第二接触区域7的区域中的曲率小于滚动面5在第一接触区域6中的曲率。
附图的图2示出了根据平环链的变型实施形式的压力件10，其滚动面11在整个弧长上具有连续变化的半径，其中，这也在图2中借助于虚线12表示，所述虚线的包络线用实线示出。
附图的图4示出了压力件对的用于解释摇摆压力件1与13之间的接触点或接触面区域从P1到P1′移动的俯视图。P1在此是会在公知平环链中产生并且为了参考目的而绘入的接触区域，而P1′是在根据本发明的平环链中产生、确切地说在直的平环链回行段中产生的接触面区域。如可毫无问题地看到的那样，该接触面区域另外朝压力件高度中心M的方向移位了。
以类似的方式，图5示出了具有接触面区域P2的摇摆压力件对的视图，该接触面区域相应于公知平环链中接触面区域的位置并且为了参考目的而绘入，确切地说是在附图的图3中所示的弯折情况中，而P2′表示在根据本发明的平环链的所述承受负荷情况中接触面区域的位置。如可毫无问题地看到的那样，在该承受负荷情况中，两个压力件1、13之间的接触面区域朝压力件高度中心M的方向移动了。
现在借助于附图的图6和图7可看到这种移位的作用。
附图的图6在此在左侧附图半部中示出了在公知平环链的直的平环链回行段中的力分布，其中，在点P1上施加的力F分成在点B上作用在下部的靠置面14上的力FB，该力大于在点A上作用在上部的靠置面15上的力FA，由此，由于力分布不均匀而存在压力件1在链接片4的孔3中扭转的用箭头16指示的趋势。图6以可比较的方式在右侧附图半部中示出了在弯折情况承受负荷情况中的力分布，由此，点P2上的力F分成在数值上显著不均匀地分布的力分量FB和FA，确切地说是在下部的靠置面14和上部的靠置面15中。
图7现在在左侧附图半部中示出了根据本发明构造的平环链上的、与图6中左侧附图半部相应的承受负荷情况。
如可毫无问题地看到的那样，力作用点朝压力件高度中心方向从P1到P1′的移位使得反力FB和FA的不均匀分布显著变化成近似相同大小的力。压力件1在链接片4的孔3中扭转的用箭头16的长度表明的趋势也显著减小。
图7现在在右侧附图半部中示出了与图6中的右侧附图半部相应的承受负荷情况，其中，通过朝压力件高度中心方向接触面区域P2到P2′的移位使得所得到的反力FA和FB与在图6的右侧附图半部中相比差别较小，由此，链接片中的所得到的构件应力据此也相应减小并且由此链接片中的断裂形成危险降低。
附图的图8现在定性地示出了在根据本发明的平环链2的压力件对1、13的第二接触区域7中单位面积压力的分布。
该视图在此使得毫无问题地明白，由于第二接触区域7的区域中的曲率较小，单位面积压力分布是这样的结果：它由于曲率小而构造得均匀并且不相当于例如在高度方向(双箭头H)上镦粗的透镜，在公知平环链中是那种情况。
附图的图9现在还示出，用于形成第一接触区域6或第二接触区域7的半径的中心点8、9位于垂直线17上方，所述垂直线将在压力件高度方向H上观察分别位于外侧的第一接触区域6始端18与第二接触区域7始端19之间的连接线段在铅垂中心上分开。第一接触区域6的纵向伸展、即沿着滚动面5的弧长在此大致具有第二接触区域7的区域中滚动面5的弧长的双倍数值。
因此通过根据本发明的平环链实现摇摆压力件的和链接片的靠置面之间的显著均匀的力分布，由此，链接片上的应力断裂危险相应降低。并且，通过摇摆压力件的滚动面的区域中的不同曲率使不同的承受负荷情况在直的平环链回行段中和在弯折情况下得到考虑。
此外，关于以上在细节中未详细描述的本发明特征，明确参考权利要求书和附图。
参考标号清单
1 压力件 11 滚动面
2 平环链 12 虚线
3 孔 13 压力件
4 链接片 14 下部的靠置面
5 滚动面 15 上部的靠置面
6 第一接触区域 16 箭头
7 第二接触区域 17 垂直线
8 中心点 18 始端
9 中心点 19 始端
10 压力件 B 宽度方向
M 中心点 H 高度方向
L 行进方向
Claims (11)
1.平环链，尤其是用于车辆驱动装置，该平环链具有多个通过压力件(1，13)彼此铰接式连接的链接片(4)，其中，这些压力件(1，13)相对于该平环链(2)的纵向方向横向地延伸并且布置在这些链接片(4)的孔(3)中，在这些压力件(1，13)和这些链接片(4)上构造有各自的构造得拱曲的靠置面(14，15)，这些压力件(1，13)和链接片(4)沿着这些靠置面相互靠置以传递力，在这些压力件(1，13)上设置有构造得拱曲的滚动面(5)，这些压力件(1，13)沿着这些滚动面相互滚压以传递力，这些压力件(1，13)在沿该平环链(2)的纵向方向延伸的横截面中在压力件高度方向(H)上构造得不对称，这些靠置面(14，15)设置在压力件(1，13)与链接片(4)之间的在压力件高度方向上处于上部的接触面区域和处于下部的接触面区域上，其特征在于：这些压力件(1，13)在这些滚动面(5)的区域中具有至少两个具有不同曲率的区域(6，7)。
2.根据权利要求1的平环链，其特征在于：在所述至少两个区域(6，7)内部曲率各保持相同。
3.根据权利要求1的平环链，其特征在于：在至少一个区域(6，7)内部设置有沿着所述滚动面(5)变化的曲率。
4.根据上述权利要求中一项的平环链，其特征在于：曲率在两个相邻压力件(1，13)的在直的平环链回行段中在承受拉力负荷情况下产生的第二接触区域(7)的区域中比在这些相邻压力件(1，13)的在弯折情况中产生的第一接触区域(6)的区域中小。
5.根据权利要求4的平环链，其特征在于：这样选择该第二接触区域(7)中的曲率，使得两个相邻压力件(1，13)之间的接触点在压力件高度方向上朝压力件高度中心(M)方向移位。
6.根据权利要求4或5的平环链，其特征在于：这样选择该第一接触区域(6)中的曲率，使得两个相邻压力件(1，13)之间的接触点在压力件高度方向上朝压力件高度中心(M)方向移位。
7.根据权利要求4至6中一项的平环链，其特征在于：该第二接触区域(7)的曲率与该第一接触区域(6)的曲率的比例处于0.25至约0.9、优选0.25至约0.83的范围内。
8.根据权利要求4至7中一项的平环链，其特征在于：该第二接触区域(7)的曲率与该第一接触区域(6)的曲率的比例取值约为0.5，尤其是取值为7比16。
9.根据权利要求5至8中一项的平环链，其特征在于：这样选择该第二接触区域(7)中的曲率，使得在所述压力件(1，13)的和所述链接片(4)的靠置面(14，15)的区域中产生的力分布抵抗所述压力件(1，13)相对于所述链接片(4)的扭转趋势。
10.根据上述权利要求中一项的平环链，其特征在于：这些区域(6，7)沿着所述滚动面(5)各具有一个弧长，具有较小曲率的区域(7)的弧长与具有较大曲率的区域(6)的弧长的比例取值约为1比2。
11.根据上述权利要求中一项的平环链，其特征在于：至少一个区域(6，7)是圆弧区段，所述圆弧区段的中心点(8，9)处于在所述滚动面(5)上处于外侧的该区域(6，7)始端(18，19)的连接线段的中心上画出的垂直线(17)之外。
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