CN101421536B - 带有优化的链节铰链和增大的外齿面角的齿链 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿链(1)，该齿链带有交替的并且分别借助于一链结(4)相互连接的内链节和外链节(2，3)，其中，所述内链节(3)具有至少一个内链板(7)和至少两个横向延伸穿过该内链板的铰链套筒(10)，所述外链节(2)具有至少两个外链板(5)和至少两个横向延伸穿过该外链板的铰链栓(6)，并且，为形成链结，每个所述外链节(2)的铰链栓(3)延伸穿过所述内链节(3)的铰链套筒(10)，并且至少一个所述内链节(3)的内链板(7)和/或至少一个所述外链节(2)的外链板(5)设计为分别带有两个各由一个外齿面和一个内齿面限定边界的链板(Zahnlasche)。为了提供这样一种齿链，其具有改善的寿命，并且可以导致整个链传动装置有利的结构，规定为，一通过一链板(5，7)的两个外齿面给定的外齿面角α≥65°并且≤75°，并且所述齿链(1)的节距T和所述铰链栓的外径d_Ba之间的尺寸比V_Ba≤2.65。

Description

带有优化的链节铰链和增大的外齿面角的齿链

技术领域

本发明涉及一种带有交替的并且分别借助于链节铰链相互连接的内链节和外链节的齿链。在本发明的一种实施形式中，内链节具有至少一个内链板和至少两个横向穿过该内链板延伸的铰接套筒(Gelenkhuelsen)，并且外链节具有至少两个外链板和至少两个横向穿过所述外链板的铰链栓，其中，为形成链节铰链，每个外链节的铰链栓分别延伸穿过内链节的铰接套筒。

背景技术

这种齿链例如由GB 2373833B公开。在这种链中，内链节由两个相互平行设置的内链板组成，其借助于两个铰链套筒在平行的间隔上相互固定。为此，铰链套筒压入链板。外链节由两个相互平行设置的链板和位于外侧的导向板组成。至少所述导向板借助于两个压入该导向板的铰链栓连接。外链节的铰链栓各以小的间隙延伸穿过一个内链节的套筒。这种齿链的外齿面角制造为60度。就此而言，该角度是重要的，因为，位于链轮上的链通过其外齿面与链轮的轮齿相接触。这种齿链尤其应用于汽车电机的控制链传动。由于在该领域存在的高成本压力始终有这样的追求，即，改进这种链的耐久性，而不导致价格的提高。此外，处于该应用领域的齿链处于其负荷极限，因此，电机少许的功率提升就会导致整个链传动的完全重新设计。相应地，齿链较小的寿命改进也导致显著的优点。

EP 1293704A2公开了一种没有铰链套筒的齿链，其中减小了朝向铰链栓的冲击力矩。为此，优选使用≥64°并且≤68°的外齿面角α。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种齿链，其具有改善的寿命，并且会导致整个链传动装置有利的结构。

按照本发明，该技术问题在开头所述类型的齿链中由此解决，即，一由链板的两个外齿面给定的外齿面角α≥65°并且≤75°，并且齿链的节距T和铰链栓的外径d_Ba之间的尺寸比≤2.65并且≥2.15。相应地，在8mm链中，最大可选择的外径d_Bama×＝3.81mm。这在恰当并且通过节距限制的链板长度的基础上保证铰链套筒足够的剩余厚度。

通过这种针对性的结构干预实现了对链轮轮齿的更坚固的设计。因此，齿链也可以与链轮啮合，其具有减小的齿数。链轮因此可以减少到18个齿。因此，在8mm-链中，最小的预定的铰链栓的外径d_Ba是3.019mm。

在此要说明的是，替代于借助铰链栓外径进行定义，也可以借助铰链套筒内径进行定义。

由于几何情况可以按照一种变型，也选择较大的铰链套筒的外径d_Ha。为此，可以将齿链的节距T和铰链套筒的外径d_Ha之间的尺寸比V_Bi选择为≤1.85。

因此，链板有足够的剩余壁厚，按另一种变型规定，即，尺寸比V_Bi≤1.85并且≥1.45。允许的最大链板长度主要取决于节距，因此铰链套筒的外径d_Ha应尽可能大，但出于强度原因不允许超过一定值。按照这个规定，例如在8mm齿链中可能的最大外径d_Ha＝5.517mm，相反，可选择的最小外径是4.324mm。

在一尤其优选的实施形式中规定，外齿面角α大约为70°。该外齿面角在强度考虑方面被尤其有利地制造。由此，尤其也可以以恰当的方式影响链轮的强度。

此外，外链节可以具有两个分别设置在铰链栓外侧的导向板。该导向板在链轮上引导齿链。其优点在于，即，无需特别的链轮，仅需将这种变型构造得更宽。

在另一种实施形式中规定，即，内链节具有至少一个设置在铰链套筒上的导向板。尽管链轮在这种变型中必须具有一恰当的导向槽，但这种实施形式构造得更窄，因为不需要超出链轮宽度之外的侧向超出高度。

本发明还涉及一种齿链，其内链节没有铰链套筒，而是铰链栓直接设置在内链板铰链孔内。相应地，内链节具有至少一个内链板和两个横向穿过该链板延伸并由该链板形成的铰链孔，外链节具有至少两个外链板和至少两个横向穿过该外链板延伸的铰链栓，其中，为形成链结，每个外链节的铰链栓延伸穿过一个内链节的至少一个内链板的铰链孔，并且，内链节的至少一个内链板和/或外链节的外链板被构造为分别带有两个各自由外齿面和内齿面限定边界的齿的链板。在此，按本发明规定为，即，由链板的两个外齿面预先给定的外齿面角α≥65°并且≤75°，并且，齿链的节距T和铰链栓的外径d_Ba之间的尺寸比V_Ba≤2.2，优选≤2.0。

相应地，在8mm链中，铰链栓的外径至少为3.636mm，优选为至少4mm。因此，可以客观上增大铰接面。此外，较大的外齿面角α导致链传动时的更高稳定性。

尺寸比V_Ba优选≤2.2，并且≥1.5。因此，在这种实施形式中，出于链板强度原因，在8mm节距的齿链中允许的最大铰链栓外径为5.333mm。

此外，本发明涉及一种带有至少两个链轮和一个按权利要求1至8之一所述的齿链的链传动装置。链传动装置的特征在于，链轮具有一啮合角，其基本上相应于链板的外齿面角α，并且具有至少一个齿数≤20的链轮。与新式的齿链相互作用，产生了这样一种传动装置，其至少在一个链轮上产生更坚固的链轮轮齿，并且在至少一个另一链轮上导致链轮齿数减少到至少20。在外啮合角为60°的齿链中，迄今为止可经济地实现的下限是大约21个齿。

本发明也涉及一种带有按至少两个按权利要求1至6之一所述的齿链的齿链结构系列，其具有不同的节距T。例如考虑结构相同类型的齿链，其节距为9.525mm(3/8″)，8mm和7mm。该齿链系列的特征在于，该齿链系列的齿链的铰链栓的外径d_Ba如下确定：

d_Ba＝0.125×T²-1.347×T+C，其中

T是各齿链的节距，并且C是一个根据外啮合角α确定的值，其中，C相当于tanα的2.1至2.25倍。铰链栓的外径相应地基于节距T和所选择的外齿面角α确定。在8mm齿链和外齿面角α为70°时，直径d_Ba最小为2.994mm。最大为3.406mm。其它节距具有相应确定的d_Ba最大值和最小值。因此，获得了对于整个链系列优化的齿链寿命，尤其是对于在内燃机中作为控制链的使用目的时。实现了铰接面取决于外径d_Ba和外齿面角分别优化的大小。相应地，本发明也涉及一种带有至少两个按权利要求8或9所述的齿链的齿链系列，所述齿链具有不同的节距T。在此，按本发明规定，齿链的铰链栓的外径d_Ba如下确定：

d_Ba＝T-C，其中

T是各齿链的节距并且C是一根据外啮合角α确定的值，其中，C相当于tanα的1.27-1.3倍。在没有铰链套筒的8mm齿链中，在外齿面角70°时铰链栓的最大外径为4.511mm，并且最小的直径为4.428mm。在此，也实现了齿链系列的优化调整，其中链结鉴于其改进的耐久性而由铰链孔和铰链栓组成。要注意的是，所取决的也是铰链孔的内径，并不是铰链栓的外径。重要的仅仅是通过其影响基于直径的铰接面的大小。

附图说明

下面结合多个实施例详细说明本发明。在图中：

图1a是第一种实施形式的一段的俯视图；

图1b是图1a所示的实施形式的剖视图；

图1c是图1a所示的实施形式的侧视图；

图2是按本发明的齿链的第二种实施形式的俯视图；

图3是按本发明的齿链的第三种实施形式的俯视图；

图4是按本发明的齿链的第四种实施形式的俯视图；

图5按本发明的链传动装置和按本发明的齿链的侧视图；

图6是图5中的链传动装置的链轮沿线VI-VI的剖视图，

图7是按本发明的齿链的第四种实施形式的侧视图，

图8是图7中所示的齿链的剖视图；和

图9是齿链的第五种实施形式的剖视图。

具体实施方式

图1中所示的按本发明的齿链1包括相互交替布置的外链节2和内链节3，它们通过链结4相互连接。外链节2分别由设置在外侧的、相互平行地延伸的外链板5组成，所述外链板带有相互对齐的孔，在所述孔中分别压入或铆定一铰链栓6。

内链节3定位在外链节2的外链板5之间，并且分别包括两个链板7，所述链板相向地平行于外链板5设置。在此，链板7错移地指向位于外侧的外链板5。此外，内链节3包括一导向板9以及分别两个铰链套筒10。在此，导向板9设置在内链节3的中央，而两个链板7则设置在铰链套筒10的外侧，并且与圆柱状的铰链套筒10的端侧平齐地封闭。不仅导向板9，而且两个位于外侧的链板7都配设有套筒孔，并且其中压入有铰链套筒10。在此，导向板9也垂直于铰链套筒10，并且平行于两个链板7布置。

每个链结4由外链节2的铰链栓6和铰链套筒10的圆柱孔形成。在此，链结4的铰接面连续地延伸穿过圆柱孔的整个内表面。

内链节3的每个链板7具有两个设置在一侧的齿8，所述齿关于一平分链板的中线(未示出)镜面对称地设置。齿8具有用于啮合在相应的链轮12、13中的相应型面。在此，齿8的设置在链板7外侧的外齿面具有70°的外齿面角α(优选在65°和75°之间)。在此，齿8的啮合或向链轮12、13的力传递基本上通过外齿面进行。此外，每个链板7具有两个相互以预定间距设置的套筒孔，在运行时其中分别容纳一相应的铰链套筒10。

外链节2的外链板5可以以与带有齿8的链板7啮合在链轮12、13中类似的方式设计。在另一种实施形式中，外链板5或外链节的分别设置在外侧的外链板，类似于用于引导齿链1的导向板9地设计。

导向板9在图1a至1c所示的实施形式中设计为传统结构的简易链板。这种标准-链板形状除了在链运动方向设置在端侧的铰链孔，还具有一倒圆的、与铰链孔相隔恒定的间距的端侧以及直的侧边缘，该侧边缘使半圆形的端侧相互连接。与链板7和外链板5不同，其中材料厚度，也就是说链板的厚度基本上取决于力传递的要求，导向板9的厚度明显较小，并且仅达到链板7和/或外链板5的厚度的大约62.5％。在1.6mm的常规链板厚度下，导向板9具有大约为1.0mm的相应厚度。

因为，内链节3的链板7的间距，并因此位于外侧的链板7至设置在中间的导向板9的间距也通过铰链套筒10的轴向长度(在铰链栓方向)确定，设置在中间的导向板9和位于外侧的链板7相互隔开。在此，该间距基本上由铰链套筒10的长度获得，其优选相当于传统铰接链的套筒长度和链板7的厚度以及导向板9的厚度。

在图1所示的实施形式中，在两侧除了内链节3的链板7之外还分别设置有一带有齿8的外链板5。齿链具有节距T。通常在汽车领域(例如内燃机的控制链)节距T使用7mm、8mm和9.25mm(3/8″)。铰链栓6的直径d_Ba(外径)可以相对传统齿链由于改变的外齿面角α(在此是70°)而被优化。齿链的节距T和铰链栓的外径d_Ba之间的尺寸比V_Ba在此≤2.65。这意味着，在节距为7mm时，可选的最小外径d_Ba＝2.642mm，在8mm节距时为3.019mm，并且在9.525mm节距时为3.594mm。出于强度原因，也给出外径d_Ba的优选上限。对此，尺寸比V_Ba最小为2.15。

铰链套筒10具有外径d_Ha。在节距为9.525mm时该外径例如为6.35mm，并且在节距为8mm时，该外径为5mm。节距和铰链套筒10的外径d_Ha之间的尺寸比V_Bi在1.85和1.45之间波动。

图5示出了链传动装置11的示意性的侧视图。在该链传动装置11中，按本发明的齿链1缠绕一驱动链轮12和一从动链轮13，相应于用于内燃机的控制链传动的常规布置。示意性示出的链传动装置11在通常的实施形式中为在内燃机中运行还需要一滑轨和一链张紧器，这些在图5中没有被示出。为容纳设置在内链节上的导向板9，不仅驱动链轮12，而且从动链轮13也具有一环绕的槽14，其分开链轮12，13的齿15。

图6示出了带有基本上将齿15从中间分开的槽14的驱动轮12的剖视图，在所述槽中容纳有设置在内链节3的链板之间的中央的导向板9(相当于图1a至图1c所示的齿链1)。

链轮12具有一70°的啮合角，其基本上相当于链板5和7的外啮合角α。也就是说，链板通过外齿面支承在链轮的齿上。由于所选择齿面角，驱动链轮12的齿数减至20以下，在此是18。

在图1a至图1c所示的实施形式可以在齿链系列的框架中应用。相应地，节距为7mm，8mm和9.525mm(3/8″)的这种齿链结构相同地设计。齿链系列的优化由此实现，即，该齿链的铰链栓6的外径d_Ba如下地确定：

d_Ba＝0.125×T²-1.347×T+C，其中，

T是齿链的节距并且C是一个根据外啮合角α确定的值，其中C相当于tanα的2.1至2.25倍。一种外啮合角为70°，节距为7mm、8mm和9.525mm，对应的外径d_Ba相应为2.67mm、3.315mm和4.41mm的系列满足这个要求。

在链传动装置11的运行中，齿链1通过驱动链轮12驱动。在此，不仅链板7以其齿8啮合到驱动链轮12的链轮齿15中，而且外链板5的齿也啮合到驱动链轮12的链轮齿15中。链轮的导引通过啮合到槽14内并防止齿链1从驱动链轮12和从动链轮13中侧向滑出的导向板9保证。通过驱动轮12传递到齿链1上的力又由齿链1传递到从动轮13上，并在此传递至一耦合的模块(例如一凸轮轴)。通过改变外齿面角α和优化铰接面，相对传统的齿链获得了齿链的改进的耐久性。

图2中示出了齿链1的第二种实施形式。在这种实施形式中，在铰链套筒10的端侧分别并排叠置有链板7。在此，位于外侧的链板7和导向板9之间的间距相对图1所示的实施形式不变。然而，齿链1的这样一种结构也可以，其中铰链套筒10的轴向长度保持不变，为此，导向板9和链板7之间的间距减小一个额外压上的链板7的厚度。

图3示出了齿链1的第三种实施形式，其中同样在导向板9的两侧在内链节3的铰链套筒10上设置另一链板7。在这种实施形式中，不仅在导向板9和相邻的链板7之间，而且在分别设置在导向板9一侧的链板7之间规定一间距。在此，链板7之间的间距和链板相对导向板9的间距可以相同或不同。此外，也可以考虑按本发明的齿链1的这样一种实施形式，其带有由叠靠在一起的导向板9和链板7组成的链板叠。

图4所示的齿链1的第四种实施形式示出了外链节2，其中，在铰链栓6的每个端部并排叠置地压靠有两个外链板。在此，并排叠置的外链板既可以两个都设计为链板，也可以设计为一个链板和一个位于外侧的导向板。尽管在图4中所示的外链板与内链节3的链板7具有相同的厚度，然而，在本实施形式中，外链板5也可以设计的更薄和/或以一预定的尺寸相互隔开。

接下来根据图7和图8详细说明按本发明的齿链1的第五种实施形式。仅详述重要的不同点，因此，对于结构相同和功能相同的元件使用相同的附图标记，并且引用上面的说明。该齿链1主要的区别在于，其具有两个导向板9，所述导向板分别被压靠在铰链栓6的端部区段的外侧。相应地，每个外链节2由两个铰链栓6、两个外链板5和两个导向板9组成。

所属的内链节3由两个铰链套筒10和四个压靠在所述铰链套筒上的链板7组成。链板7中的两个作为链板叠片设置在铰链套筒10的中间，而剩下的两个链板7分别压靠在铰链套筒10的端部。尺寸比和组件要求与前述各实施形式相同。

接下来根据图9详细说明第六种实施形式。这种实施形式与前述实施形式的区别主要在于，不使用铰链套筒。设计得较大的铰链栓6直接容纳在链板7的铰链孔20中。在当前情况下，内链节板3由三个成叠地并排布置的链板7组成，所述链板的外啮合角α为70°(优选65°和75°之间)。

外链节2由两个相互平行设置的铰链栓6、两个在侧向上分别设置在内链板7的外侧旁边的链板5以及压靠在铰链栓6的端部区段上的导向板9组成。通过三个内链板7形成的铰链孔相对插入其中的铰链栓6具有小的间隙，因此，形成链结4。

铰链栓6的外径d_Ba是这样选择的，即，节距T和外径d_Ba之间的尺寸比V_Ba≤2.0。在8mm节距时，直径d_Ba在一种实施形式中为4.44mm，并且在节距为9.525mm(3/8″)时d_Ba＝6mm。因此在两个节距T时满足要求。如此设计的、由带有不同节距T的结构相同的齿链组成的齿链系列因此也满足如下规定：

d_Ba＝T-C，其中

T是齿链的节距，并且C是一根据外啮合角α确定的值，其中，C相当于tanα的1.27-1.3倍。在节距为8mm时，相应可选择的铰链栓的最大外径d_Ba是4.511mm，最小希望的外径是4.428mm。在节距为9.525mm(3/8″)时，出于强度原因，d_Ba的最大值是6.036mm，并且最小值是5.953mm。这些值总体上与70°的外齿面角α相关。

通过该规定产生了尽可能大的铰接面，并且由于加强的链轮齿而形成了更稳定的链传动。在此也可以确定铰链孔20内径的依赖关系，因为所述内径与直径d_Ba一起限定链结。

Claims (11)

1.一种齿链(1)，该齿链带有交替的并且分别借助于一链结(4)相互连接的内链节和外链节(2，3)，其中，所述内链节(3)具有至少一个内链板(7)和至少两个横向延伸穿过该内链板的铰链套筒(10)，所述外链节(2)具有至少两个外链板(5)和至少两个横向延伸穿过该外链板的铰链栓(6)，并且，为形成一链结(4)，每个所述外链节(2)的铰链栓(6)分别延伸穿过一个所述内链节(3)的铰链套筒(10)，并且所述内链节(3)的至少一个内链板(7)和/或所述外链节(2)的至少一个外链板(5)被设计为分别带有两个各自由各一个外齿面和一个内齿面限定边界的齿的链板，其特征在于，一通过一链板(5，7)的两个外齿面给定的外齿面角α≥65°并且α≤75°，并且所述齿链(1)的节距T和所述铰链栓的外径d_Ba之间的尺寸比V_Ba≤2.65并且V_Ba≥2.15。

2.如权利要求1所述的齿链(1)，其特征在于，所述齿链(1)的节距T和所述铰链套筒的外径d_Ha之间的尺寸比V_Bi≤1.85。

3.如权利要求2所述的齿链(1)，其特征在于，所述尺寸比V_Bi≤1.85并且V_Bi≥1.45。

4.如权利要求1所述的齿链(1)，其特征在于，所述外齿面角α大约为70°。

5.如权利要求1所述的齿链(1)，其特征在于，所述外链节(2)具有两个分别设置在所述铰链栓(6)外侧的导向板(9)。

6.如权利要求1所述的齿链(1)，其特征在于，所述内链节(3)具有至少一个设置在所述铰链套筒(10)上的导向板(9)。

7.一种齿链(1)，该齿链带有交替的并且分别借助于一链结(4)相互连接的内链节和外链节(2，3)，其中，所述内链节(3)具有至少一个内链板(7)和至少两个横向延伸穿过该内链板的铰链孔(20)，所述外链节(2)具有至少两个外链板(5)和至少两个横向延伸穿过该外链板的铰链栓(6)，并且，为形成一链结(4)，每个所述外链节(2)的铰链栓(6)分别延伸穿过一个所述内链节(3)的至少一个内链板(7)的铰链孔(20)，并且所述内链节(3)的至少一个内链板(7)和/或所述外链节(2)的外链板(5)被设计为分别带有两个各自由各一个外齿面和一个内齿面限定边界的齿的链板，其特征在于，一通过一链板(5，7)的两个外齿面给定的外齿面角α≥65°并且α≤75°，并且所述齿链(1)的节距T和所述铰链栓(6)的外径(d_Ba)之间的尺寸比V_Ba≤2.0。

8.如权利要求7所述齿链(1)，其特征在于，所述尺寸比V_Ba≤2.0并且V_Ba≥1.5。

9.一种带有至少两个链轮(12，13)和一按权利要求1至8之一所述的齿链(1)的链传动装置，其特征在于，所述链轮(12，13)具有这样一个啮合角，该啮合角基本上相应于所述齿链(1)的链板的外齿面角α，并且具有至少一个齿数≤20的链轮(12)。

10.一种带有至少两个按权利要求1至6之一所述的齿链(1)的齿链系列，其具有不同的节距T，其特征在于，所述齿链(1)的铰链栓(6)的外径(d_Ba)如下地确定：

d_Ba＝0.125×T²-1.347×T+C，其中，T是所述齿链(1)的节距，并且C是一根据所述外齿面角α确定的值，其中，C相当于tanα的2.1至2.25倍。

11.一种带有至少两个按权利要求7或8所述的齿链(1)的齿链系列，其具有不同的节距T，其特征在于，所述齿链(1)的铰链栓(6)的外径(d_Ba)如下地确定：

d_Ba＝T-C其中，T是所述齿链(1)的节距，并且C是一根据所述外齿面角α确定的值，其中，C相当于tanα的1.7至1.3倍。

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