CN101551001A - 齿形皮带轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用于湿式皮带的齿形皮带轮(1)，其具有一个轮体(2)，该轮体在端面(4)具有用于齿形皮带的齿(6)的齿部(5)，其中在每两个齿(6)之间形成一个带有齿槽底面(12)的齿槽(7)，并且必要时具有至少一个轮缘(3)，它沿着轴向布置在轮体(2)的侧部上，而齿部(5)沿着径向伸出。用于排放润滑剂的槽(9)形成在齿槽底面(12)的区域和/或轮缘(3)的朝向齿部(5)的内表面(8)上。

Description

齿形皮带轮
技术领域
本发明涉及一种应用于湿式皮带的齿形皮带轮，其具有一个轮体，该轮体在端面上具有用于齿形皮带的齿的齿部，其中在每两个齿之间形成一个带有齿槽底面的齿槽，并且必要时具有至少一个轮缘，它沿着轴向布置在轮体的侧部上，而齿部沿着径向伸出。
背景技术
齿形皮带轮传动装置安装在发动机中，从而借助于齿形皮带可以同步地联接多个相互间隔的轴，或者通常可将轴的驱动能从一个轴传递到一个与其不相关的轴。它还能借助于发动机驱动多个相互独立的轴。多于两个轴的驱动装置能够借助于唯一一条齿形皮带保证，其通过相应数量的齿形皮带轮来引导。此外齿形皮带轮驱动装置还可能构成为级联结构的，其中每对轴都设有一条单独的齿形皮带。
通常齿形皮带轮设计成具有所谓的轮缘，该轮缘可以阻止在运转时齿形皮带从齿形皮带轮上侧向滑落。
现今所使用的齿形皮带轮驱动装置的大部分设置用于干式运行，亦即没有润滑剂，不过在发动机工业发展中可以预见的趋势是例如控制发动机、平衡轴或从动发动机在未来大部分都将由所谓的湿式运转齿形皮带驱动，亦即由润滑油润湿的齿形皮带，不仅如此，由于齿形皮带驱动装置与传统的齿轮驱动装置联合使用，其中对于后者润滑剂用于减少磨损。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有更好的啮合运动学性能的用于湿式皮带的齿形皮带轮。
本发明的目的是通过开头提及的齿形皮带轮来实现，其中在齿槽底面的区域中和/或轮缘的面向齿部的内表面上构成用于排放润滑剂的槽。当这些槽作为润滑剂的排放通道使用时，借助于这些槽，湿式驱动齿形皮带系统的动液压性能变得更好，上述提到的润滑剂通过齿形皮带传递到齿形皮带轮上，或是由于齿形皮带轮浸入润滑剂槽中而传递到齿形皮带轮上，由此这些润滑剂，特别是润滑油，通过由于齿形皮带与齿形皮带轮啮合形成的挤压可以从齿形皮带轮的区域中排出，并且一方面可以使齿形皮带在齿形皮带轮上更好的啮合，亦即与齿部的啮合成为可能，另一方面能够实现油雾的摩擦功率的减小。
根据本发明的进一步改进，槽在齿槽底面上形成在相应两齿之间的中间，其中槽特别是设置在齿槽底面最低的位置，由此，油的挤压与排出变得更为容易。
在轮缘中在齿槽底面的槽的区域中也可以设置沿着轴向贯通的间隙，因此油通过这些在轮缘中的间隙至少部分地从齿形皮带与齿形皮带轮的啮合区域中排出。
在此可以把这些贯通的间隙设计成细缝状，因此轮缘在齿部区域设计成至少近似于扇形。由于可以在充分利用离心力的情况下能排出较大量的润滑剂，离心力作用于细缝状间隙内的润滑剂。
在轮缘上的槽被设计为弧形，同时在轮缘的端面区域中的槽的开口的端部与齿形皮带轮在安装位置上的运转方向相反地指向，以便由此可以同样为了润滑剂的排出有助于形成离心力，通过与运转方向相反槽的开口的端部所排出的润滑剂可以排出齿形皮带的外表面，因此齿形皮带的润滑额外地变得更容易。
为了改善润滑剂从齿形皮带与齿形皮带轮之间的啮合区域的排出，也可以使轮缘在面向齿部一侧的端面区域内倾斜。
槽可以具有斜边，以便由此使润滑剂进入槽中得到改善。
轮体和/或轮缘是特别用烧结材料制成的，因为由此可以简化具有槽的构件的可制造性，而不需要对坯件进行额外的再加工，例如这在压铸零件上是必需的。
附图说明
借助于以下附图进一步说明本发明，以便更好地理解本发明。
以大大简化的示意图示出：
图1示出轮缘上有槽的齿形皮带轮斜视图；
图2在齿槽底面区域有槽的齿形皮带轮斜视图；
图3以斜视图示出有轮缘的齿形皮带轮的实施方案变型，在其轮缘和齿槽底面上都有槽；
图4示出具有槽的轮缘的实施方案变型侧视图；
图5示出具有设计成弧形的槽的轮缘侧视图；
图6示出具有呈曲线变化的槽的轮缘侧剖视图；
图7示出呈曲线变化的槽的齿形皮带轮端面剖视图；
图8以侧视图示出有轮缘的齿形皮带轮的实施方案变型，其齿槽底面上有两个槽；
图9示出具有轮缘的齿形皮带轮的实施方案变型，在轮缘上每个齿槽有两个槽；
图10示出具有两个轮缘的齿形皮带轮的斜视图；
图11示出具有多个轮缘的齿形皮带轮的实施方案变型，用以放置两条齿形皮带；
图12示出具有孔的轮缘的实施方案变型侧视图；
图13示出具有细缝的轮缘的实施方案变型侧视图。
具体实施方式
开始要确定的是，在所描述的不同实施型式中，同一部件标有相同的附图标记或者相同的零件标记。其中，在整个说明书中所涵盖的公开内容可以按意义转移至具有相同附图标记(或同一零件标记)的同一部件上。此外在说明书中选择的位置说明例如：上、下、侧面的等等涉及直接描述或示出的附图，并且当位置发生变化时，按意义转移至新的位置上。另外由所示出的和所描述的不同类型实施例的单独特征或特征组合本身作为独立的、本发明的或按本发明的方案。
在具体的描述中的数值范围的全部参数可以如此理解，即其包括任意的部分区域和所有部分区域，例如参数1至10可理解为包括在下限值1与上限值10之间的所有部分区域，也就是说，大于等于下限值1、小于等于上限值10的所有部分区域，例如1至1.7、或3.2至8.1或5.5至10。
在图1中示出齿形皮带轮1的斜视图，此齿形皮带轮1包括一个轮体2以及一个轮缘3，它在该实施方式变型中被设计为一种有轮缘的皮带轮。轮缘3设置在轮体2的一侧表面上。
轮体2在端面上4具有齿部5。齿部通过齿6在齿槽7之间形成。齿6的几何形状以及齿槽7的几何形状如此构成，以使能够实现与齿形皮带的啮合。由于齿形皮带轮1在其几何结构的方面，尤其是与用于链传动的链轮或用于齿轮传动的齿轮的差异由现有技术已知，在这个方面不必继续讨论，因此，本领域的技术人员可以参考业内已出版的文献中，如“Dubbel，Taschenbuch fuer denMaschinenbau(Dubbel机械工程手册)，第15版，1983年，Springer出版社”。
在本发明的齿形皮带轮1的实施方案变型中，在齿槽7区域中在轮缘3的内表面8设计有槽9，特别是每个齿槽7中都设置一个槽9，在此实施方案变型中，槽9具有径向的走向，且槽朝轮缘3的端面10的方向上设计有一开口的端部11。
轮体2和轮缘3优选烧结零件制成，如已公知的，烧结技术包括烧结粉末必要时与各种的添加物如润滑剂的混合，以使烧结零件脱模更为简单，另外还包括要在挤压模中把烧结粉末挤压成坯件，并且在烧结温度下对坯件进行烧结，该烧结温度取决于使用的金属粉末及金属的粉末。烧结粉末一般是用于烧结合金的金属粉末或金属的粉末，也可以是已经预合金化的粉末。在烧结后，如有必要进行烧结零件的精调，以提高尺寸精度。
例如烧结铁或烧结钢或按照标准SINT E 35，SINT E 36，SINT E 39的粉末，或者其它在现有技术中已公知的烧结(含金)粉末都能用作烧结粉末或者烧结合金粉末。
轮缘3与齿形皮带轮1的轮体2也可以形成一体的构件，因此不必要的是，轮缘3可以通过其它辅助件，如焊接点或本身焊接部或螺栓连接等紧固在轮体2上。
虽然齿形皮带轮1烧结技术的制造是优选的，但原则上齿形皮带轮1也可以通过其它制造方法制造，例如通过铸造技术或压铸技术，然而烧结工艺提供用于齿形皮带轮1简单的制造特别是用于槽9的形成的可能性，从而可能不需要通过机械的精加工来形成槽9或是对槽进行清理。
图2示出按图1的齿形皮带轮1的实施方案变型，其中，槽9不设计在轮缘3的内表面8上而是设计在齿槽底面12上。特别是在两个齿6之间的每个齿槽底面12上又各设置一个槽9。优选槽9在轮体2的端面4的整个宽度上延伸。
在未示出的的变型方案中，齿形皮带轮1不具有轮缘3，但槽9设置在齿槽底面12上。
在图3的实施方案变型中，槽9不仅设计在轮缘3上，亦即在其面向齿部5的内表面8上，也设计在轮体2的齿槽底面12上。优选在轮缘3上的面向齿部5的槽9沿齿槽底面12上槽9走向设置，从而挤出的油可以从齿隙底面12上的槽9流入轮缘3的槽9中，并且经由其从齿形皮带与齿形皮带轮1的啮合区域排出。但不言而喻的在轮缘3上槽9与在齿槽底面12上槽9错开地布置也是可能的，虽然这不是本发明的优选的实施方式。
如图1至3所示，在轮体2的一侧表面13上设计两个在径向相互对量的凹槽14上，用于与齿形皮带传动装置的夹具啮合。为了保证夹具的正确啮合，这两个凹槽14可以是不同几何形状的，此外也可能的是，在表面13上或在表面中也可以设计多个凹槽14，即多于2个的凹槽，以便能够使齿形皮带张紧。
优选轮体2的端面4宽度如此确定，使得其大于齿形皮带的宽度，从而在一定范围内实现齿形皮带在齿形皮带轮1上运转时的侧向滑动。
如图1至3所示的实施方案变型中，轮缘3、即轮缘盘在端面7的区域有一斜面15(图3)，这也从图6中更好地看出。在因此棱边在轮缘3端面10区域折弯。斜面15在此如此地设计，使得轮缘3的横截面朝其端面10的方向变小。借助于斜面15一方面避免齿形皮带被锐利的棱边损坏，另一方面能够有助于润滑剂从槽9中排出。
在斜面15与端面10之间或者在斜面15与轮缘3的沿径向方向位于下面的区域之间的棱边或者过渡部分设有倒圆部，以使其进一步改善。
另外可能是，槽9设有斜面或有折弯的或是倒圆的棱边，同样也避免齿形皮带损坏并且使润滑剂更容易地流进槽9中。
槽9可以设有任意的横截面如呈长方形、正方形、三角形或是类似的形状，优选槽9设有圆形的横截面，其中槽底的圆的线半径大于从轮缘内表面8到槽9的过渡区域的半径。这些也适用于齿槽底面12上的槽9。
根据图1至3在迄今示出的实施例中，轮缘3上的槽9延伸至轮缘3的端面10中。
与此不同地，在图4中示出轮缘3的实施方案变型，其中槽9不再延伸至轮缘3的端面10的区域中。在图4中以虚线画出轮体2。槽9从齿槽底面12开始沿着径向方向朝端面12延伸，并且在与轮缘端面10有一定间距16时终止。这由此实现了润滑剂不全部地从齿形皮带与齿形皮带轮1的啮合区域排出，而是在齿形皮带(在图4中以虚线画出齿形皮带部分17)的上面输送给齿形皮带，因此额外地润滑齿形皮带。对此间距16这样选择，使得在齿形皮带的上方构成端部11，因此此间距16小于齿形皮带与轮缘3的端面10之间的间距18。
按图5的实施方案变型示出轮缘3的侧视图，其中槽9呈弯曲的走向，基本上，这种弯曲的槽9的布置让人想起涡轮，在此叶片由槽9构成。在安装状态下，槽9的端部11与齿形皮带轮1的运转方向(箭头19)相反地倾斜。由于离心力通过这种弯曲有利于润滑剂的排出，离心力通过齿形皮带轮1的旋转来作用于润滑剂。润滑剂会被“抛射”在后方的齿形皮带上面，这样一来也可以使齿形皮带得到额外的润滑。
图6所示的是轮缘3的实施方式，其中槽9同样具有弯曲部，但该弯曲部在此这样地形成，即槽9在轮缘3主体上沿其走向有不同的深度，例如槽9可以设计成圆弧段形的。这也实现槽9中的润滑剂向着轮缘3内表面8的方向转向，并这在离开槽9时位于轮体2端面4之上的区域内排出(图1)，并且从而又可以到达齿形皮带的外表面，以便润滑齿形皮带。
如图7所示的实施方案变型具有一槽9的弯曲的走向，但在齿形皮带轮1的轮体2中。这也由此实现润滑剂从齿形皮带和齿形皮带轮1或齿部5之间的啮合区域更好地排出。在此实施方案变型中，槽9的最深处位于在中间构成的横截面20中，该横截面平行于轮体2的表面13延伸。
在上述所有的实施方案变型中，每个齿槽7上都构造一个槽9。相反，图8和图9可看出，每个齿槽7在其齿槽底面12区域可以设置多个槽9，如图8是2个槽，这些槽9不再设置在齿部5的两齿6之间的中间上，如之前的实施例是这种情况，而是相对于中央位置位错地设置。对此图9示出一个可能实施方案变型，其中在轮缘3上，亦即是在轮缘3的内表面8上每个齿槽底面12也设计有两个槽9。不言而喻，不仅能够在轮体2上也可以在轮缘3上设置多于两个的槽9。
在此需要说明的是，当仅有一个槽9在轮体2上和/或轮缘3上时，槽9的对中的结构不是绝对必需的，但这是优选的变型方案，相应地在齿部5的两齿6之间非对称的结构有时也是有利的。
在图10中示出齿形皮带轮1的实施方案变型，其中轮体2在轴向上分别由轮缘3、即有轮缘的皮带轮限定。两个轮缘3在其内表面8上可以具有槽9，同样在轮体2上的槽9也可以设置在两齿6之间在齿槽底面12上。在该实施方案变型中可能的是，轮缘3与轮体2是单独制造的并且其通过额外的辅助元件如螺栓紧固在轮体2上，或者可能的是，至少一个轮缘3与轮体2制造为一个整体，并且第二轮缘3是通过焊接点(在图10中用×作了标记)连接到轮体2上的。另外可能的是，在具有侧面可移动(沿齿形皮1的径向方向)的半模的挤压模的相应的构造上，两个轮缘3与轮体2一体地构成。
根据图10的第二个轮缘3在与轮体2即其表面13(图7)的凹陷14区域内具有相应的空隙，以便可接近凹陷14，如果轮缘3单独制造且在外部连接到轮体2上时。
图11示出一实施方案变型，其中齿形皮带轮1设置用于多于一条的齿形皮带，在这个实施方案变型中设置三个轮缘3，包括两个外侧的轮缘3以及一个在其之间的轮缘3，该轮缘把两个齿形皮带与齿形皮带轮1的齿部5的两个啮合区域相互分开。同时在此实施方案变型中，槽9设置在轮缘3的内表面8上和/或齿部5的齿槽底面12区域中，并且在此实施方案变型中，位于两个外侧轮缘3之间的内轮缘3上没有槽9，或者可能的是，槽9设置在内轮缘3的至少一个表面上，优选在其相互对置的表面上设有槽9。
图12示出一实施方案变型，其中在轮缘3上而不是在槽9中设有孔21，这些孔21贯穿轮缘3构成。又优选每个齿槽7构造有至少一个孔21，也可以有多于一个的孔21，轮体2及齿形皮带部分17又以虚线示出。在此实施方案变型中，润滑剂不是通过轮缘3上的内槽9排出，而是通过齿形皮带轮1(图1)外部区域上的孔21排出。优选的是孔21以齿槽底面12的高度设置在槽9的区域中。
在根据图13所示的实施方案变型中，在轮缘3上空隙仅通过细缝22构成或构造成细缝状的，使得轮缘3在端面10上构成弧线形的。优选的是细缝22从端面10一直延伸至轮体2上的各齿6之间(图1)的齿槽底面12区域(如图8)中。
在其它实施方案变型中也可能的是，例如槽9与孔21或在轮缘3上的细缝22组合，其中槽9在一预定的高度上经由轮体2过渡到孔21或细缝22。润滑剂也可以从齿形皮带/齿部5的啮合区域排出。
另一种可能是，具有轮缘3的齿形皮带轮1是由不同制造零件组成的，例如轮体2由烧结材料制成，轮缘使用深冲方法制造，或是有轮缘3的轮体2、一轮缘3和其它轮缘3由深冲件制造而成。
按本发明的齿形皮带轮1能够特别是用在汽车领域或发动机领域中的控制传动装置、从动传动装置以及平衡轴上。
实施例示出了齿形皮带轮1或轮体2或轮缘3的几种可能的实施方案变型，就此可以注意到，本发明不应局限于上述特别示出的实施方案变型，而是也可以是由各个的实施方案变型互相细合而成。各方案变型的可能性基于在技术上实现具体发明的教导且在本领域技术人员的能力范围内。而由在示出的、描述的实施方案变型中可行的各个细节组合而成的、所有可能实现的实施方案变型均在本发明的保护范围之内。
最后需要指出的是，为了更好地理解齿形皮带轮1、轮体2、轮缘3及其组成部分的结构，部分不按照比例尺寸和/或扩大和/或缩小地示出。
基于独立的本发明解决方案的目的从说明书中得出。
重要的是，在图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12中示出的实施方式都构成一个独立且按本发明的解决方法的主题。独立的按本发明的目的及其解决方法从附图的细节说明推断出。
附图标记列表
1  齿形皮带轮
2  轮体
3  轮缘
4  端面
5  齿部
6  齿
7  齿槽
8  表面
9  槽
10 端面
11 端部
12 齿槽底面
13 表面
14 凹槽
15 斜面
16 间距
17 齿形皮带部分
18 间距
19 运转方向
20 横断面
21 孔
22 开口

Claims (8)

1.一种用于湿式皮带的齿形皮带轮(1)，其具有一个轮体(2)，该轮体在端面(4)具有用于齿形皮带的包括齿(6)的齿部(5)，其中在每两个齿(6)之间形成一个带有齿槽底面(12)的齿槽(7)，并且必要时该齿形皮带轮具有至少一个轮缘(3)，它沿着轴向设置在轮体(2)的侧部上，而齿部(5)沿径向伸出，其特征在于，在齿槽底面(12)的区域和/或轮缘(3)的朝向齿部(5)的内表面(8)上构成用于排放润滑剂的槽(9)。
2.根据权利要求1所述的齿形皮带轮(1)，其特征在于，槽(9)在齿槽底面(12)上构成在每两个齿(6)之间的中央。
3.根据权利要求1或2所述的齿形皮带轮(1)，其特征在于，在轮缘(3)中在齿槽底面(12)的槽(9)的区域内设置沿轴向贯通的间隙。
4.根据权利要求3所述的齿形皮带轮(1)，其特征在于，所述贯通的间隙设计成细缝状。
5.根据上述权利要求任一项所述的齿形皮带轮(1)，其特征在于，轮体(2)和/或轮缘(3)上的槽(9)设计为弧形的。
6.根据上述权利要求任一项所述的齿形皮带轮(1)，其特征在于，轮缘(3)在面向齿部(5)一侧的端面(10)区域内是倾斜的。
7.根据上述权利要求任一项所述的齿形皮带轮(1)，其特征在于，槽(9)具有折棱。
8.根据权利要求1或2所述的齿形皮带轮(1)，其特征在于，轮体(2)和/或轮缘(3)用烧结材料制成。
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