CN105840734A - 带有低摩擦链节板背部的铰接链条 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带有低摩擦链节板背部的铰接链条。本发明涉及包含由各自的链接相互连接的交替的内链节和外链节的铰接链条。每一个内链节包含至少一个链节板，每一个外链节包含至少两个链节板，内链节和/或外链节的链节板具有适于与张紧轨或导轨接触的结构化链节板背部。结构化链节板背部包含至少一个具有闭合周界的凹槽或者至少一个具有除入口外闭合的周界的凹槽，结构化链节板背部在形状上是直的或者轻微凹形的以接触张紧轨或者导轨。此外，本发明涉及包含传动链轮、至少一个从动链轮和至少一个张紧轨或者导轨以及与至少一个张紧轨或导轨接触的、正在讨论的类型的铰接链条的链条传动。

Description

带有低摩擦链节板背部的铰接链条

技术领域

本发明涉及铰接链，该铰接链包含交替的内链节和外链节，两者通过相应的链接相互连接，每一内链节包含至少一个链节板，每一外链节包含至少两个链节板，且内链节和/或外链节的链节板具有适于被带入与张紧轨或者导轨接触的结构化链节板背部。

背景技术

这类铰接链从例如DE19907865A1中获知，其中所使用的链节板具有包含两个间隔开的接触部分的链节板背部，在两个接触部分间限定了一个润滑剂保存空间。故而与链条传动的张紧轨和/或导轨的接触面积被减少到接触部分，由于链节板背部的凹入形状，润滑剂池被限定在接触部分之间。这类链条常用作内燃机的正时链条以连接发动机的曲轴和至少一个凸轮轴。在这类的正时链条传动中，导轨被布置在张紧的跨度内，而适于由紧链器加压的张紧轨被布置在松弛的跨度内，链节板背部的特殊形状被设计用以减少在轨道和链条之间的摩擦。

相似的铰接链条从US7,963,872 B2中获知。同样地，在这个铰接链条中，链节板背部包含间隔开的接触部分，在接触部分之间设置有充满润滑剂的轮廓。

DE102012206565A1公开了有齿链条，其中齿板的链节板背部具有类交叉槽的结构，当有齿链条在链条传动中循环时，部分的润滑剂或者油膜附着于该类交叉槽的结构上，以减少在链条传动中的摩擦。

在汽车界进步的技术发展也引起对例如常用于内燃机作为传动或正时链条的铰接链条的部件的创新需求和压力的增长。除了在新发动机的发展框架内改善部件的持续要求外，适当考虑到在汽车工业中通常盛行的与高件数有关的成本压力，存在创新的一般必要性，特别是对铰接链条来说，存在对提供牵涉很少磨损问题、低摩擦和因而提供节约CO₂潜能的节约成本的解决方案概念的需求。

发明内容

因此本发明的目标是提供在开始所谈到的类型的铰接链条，该铰接链条使在铰接链条和张紧轨或者导轨之间的摩擦行为得以改善。

对一般种类的铰接链条的情况来说，本发明实现上述目标原因在于结构化链节板背部包含至少一个具有闭合周界的凹槽或者至少一个具有除入口外闭合的周界的凹槽，结构化链节板背部在形状上是直的或者轻微凹形的，以与张紧轨或者导轨接触。在结构化链节板背部上的凹坑状凹槽使在封闭或者半开凹槽的面积内的润滑衬垫的形成以及因此在结构化链节板背部和张紧轨或者导轨之间的压垫的形成得以发生，凹坑状凹槽被布置为与链节板背部的边缘成间隔开的关系，因此在凹槽的周界上凹槽完全地被链节板背部的表面所围住或者除入口外被链节板背部的表面所围住。在结构化链节板背部上具有闭合或半开周界的凹槽防止当链节板与张紧轨或者导轨发生接触时由于与张紧轨或导轨这类的接触使得润滑剂从链节板背部上的凹槽中横向地压出及排出。同样地，对具有除入口外闭合的周界的凹槽的情况来说，以下该凹槽也将被称为半开凹槽，凹槽的闭合部分防止经入口能不受妨碍地流入凹槽的润滑剂被横向地压出及排出。由于铰接链条的移动造成润滑剂持续地流入闭合周界凹槽或半开凹槽，润滑衬垫形成在轨道和链节板背部之间闭合部分处。根据半开凹槽的方位，入口相对于半开凹槽的闭合部分沿铰接链条的运行方向被定向，以便润滑剂能流入并可靠地防止润滑剂的横向压出和排出。

由于在闭合周界凹槽或半开凹槽中形成的润滑衬垫及随之产生的在导轨和链节板背部之间的压垫，链节板得以在没有直接轨道接触的情况下或者以显著减少的轨道接触而在张紧轨或者导轨上滑动。结果是包括高流体动力分量的流体动力的滑动接触或者滑动摩擦，具有由于低损失的液体摩擦而被显著减小的摩擦系数。除了由在铰接链条上的润滑剂造成的摩擦减少外，因为在滑动接触的流体动力分量中的两个摩擦的成对部件被一个或者多个润滑衬垫彼此分离，依照本发明的铰接链条的结构化链节板背部也将使发生在张紧轨或者导轨处的磨损减少。

当结构化链节板背部与张紧轨或者导轨发生接触时，为使由形成在结构化链节板背部中的润滑剂槽产生的效果以最佳的可能方式实现，基本上在接头开孔的中心线之间的链节板的轮廓上延伸的结构化链节板背部在形状上是直的，即平行于链节板的纵向轴线，或者轻微凹形的，以便当所述链节板背部在与形状上通常为凸起的所述张紧轨或导轨发生接触时实现在链节板背部和张紧轨或导轨之间的最高可能的作用范围。这改善了在链节板背部的润滑剂槽处的润滑衬垫的形成。此外，除张紧轨或导轨以外，润滑剂也将附着于结构化链节板背部的闭合凹槽或者半开凹槽，从而当铰接链运行贯穿链条传动时减少附加部件的摩擦和磨损。

依照一个特别的实施例，具有完全闭合周界的凹槽或者具有除入口外闭合的周界的凹槽在形状上是细长的，细长凹槽的至少一部分被布置为相对于链节板的纵向轴线成在5°和90°之间的角度，优选是相对于链节板的纵向轴线成在20°和80°之间的角度。由闭合周界凹槽形成的润滑剂槽的细长形状和它们相对于链节板纵向轴线的倾斜使得润滑剂被容易地引入凹槽内，尤其是经由半开凹槽的入口，也使得润滑剂被有效地横向于链节板的纵向轴线分布，也就是横向于沿着张紧轨或导轨的铰接链条的运行方向分布。这将改善的不仅是横跨链节板宽度的、在张紧轨或导轨和链节板背部之间的润滑衬垫的生成还有压垫的形成。相对于纵向轴线在20°和80°之间的受限制的角度范围在这里可改善通过细长倾斜的润滑剂槽的较厚润滑衬垫的效果以及润滑剂通过入口流到润滑剂槽的流动。具有半开周界的凹槽的入口相对于凹槽的细长部分在铰接链条的运行方向上被定向，以防止润滑剂无意的排出。

依照进一步的实施例，闭合周界凹槽的宽度或者具有除入口外闭合的周界的凹槽的宽度在链节板宽度的0.1％和20％之间，优选在链节板宽度的1％和5％之间。在结构化链节板背部上的周界闭合或半开的凹槽的微结构在不影响链节板及因此全部铰接链的强度的条件下使润滑剂槽的提供得以发生。在混合摩擦范围中的流体动力润滑范围之下，也就是当表面被生成在润滑剂槽内的润滑衬垫完全地分开的时候，微结构表面也是有效的。

依照一个优选的实施例，闭合周界凹槽的深度或者具有除入口外闭合的周界的凹槽的深度可以是在凹槽宽度的5％和70％之间，优选是在凹槽宽度的5％和50％之间。最优选择的、相对较小的润滑剂槽深度导致相当大的润滑衬垫的形成以便允许低损失液体摩擦，也就是在链节板背部和张紧轨或导轨之间的流体动力滑动分量。此外，平的润滑剂槽也有助于在链节板的链节板背部中的润滑剂槽的随后形成。

为了在闭合周界凹槽或者半开凹槽内容纳最大可能体积的润滑剂，闭合周界凹槽或者具有除入口外闭合的周界的凹槽的截面轮廓可以是矩形的。替代地，闭合周界凹槽的截面轮廓或者半开凹槽的截面轮廓可以是梯形的。在这里可被引入到润滑剂槽中的润滑剂体积仍是相当大的，但截面轮廓的制造相对不那么困难。

依照另一个实施例，闭合周界凹槽的截面轮廓或者半开线性凹槽的截面轮廓是三角形的。三角形的截面轮廓能够通过各种方法被容易地制造，尤其也能够被用于后续在结构化链节板背部中的润滑剂槽的形成。此外，闭合周界凹槽的截面轮廓或半开线性凹槽的截面轮廓在形状上也可以是凹形的。除了相对大较体积的润滑剂槽外，凹形的截面轮廓也使润滑剂中的高压增长和因此的润滑衬垫形成得以发生。

依照一个有利的实施例，结构化链节板背部包含至少三个闭合周界凹槽或者至少三个具有除入口外闭合的周界的凹槽，该至少三个或者更多的凹槽被均匀地彼此间隔开。通过利用在链节板背部上的被相对于彼此移置的多个润滑剂槽，在链节板的结构化链节板背部和张紧轨或者导轨之间的流体动力分量可被增加，由此摩擦损失将被减少。为实现尽可能高和尽可能均一的流体动力滑动分量，将润滑剂槽彼此等距布置是有用的。

此外，本发明涉及链条传动，例如内燃机的正时链条传动的链条传动，包含传动链轮和至少一个从动链轮、环绕这些链轮的依照本发明的铰接链条和与铰接链条接触的至少一个张紧轨和/或导轨。这样一个正时链条传动也可被用于具有低油压或者润滑剂供应不良的内燃机中。

附图说明

在下面，参照附图将更为详细地阐述本发明的实施例，在附图中：

图1显示了依照本发明的一个正时链条传动，

图2a显示了依照本发明的带有直链节板的铰接链条的侧面图，

图2b显示了在流体动力滑动情况的、依照图2a的铰接链条的链节板，

图3a显示了依照本发明的带有有齿链节板的铰接链条的侧面图，

图3b显示了在流体动力滑动情况的、依照图3a的铰接链条的有齿链节板，

图4a显示了依照本发明的铰接链条的链节板的结构化链节板背部的不同实施例的顶视图，其中凹槽具有闭合的周界，

图4b显示了依照本发明的铰接链条的链节板的结构化链节板背部的不同实施例的顶视图，其中凹槽具有除入口外闭合的周界，以及

图5显示了穿过示于图4a中类型的依照本发明的铰接链条的链节板的结构化链节板背部的一部分的截面图。

具体实施方式

图1显示了用于内燃机的正时链条传动。链条传动1包含两个上凸轮轴链轮2，下曲轴链轮3，缠绕在其周围的环形铰接链条4，导轨5和被可枢转地布置的张紧轨6，张紧轨6通过在曲轴箱7中的旋紧在适当位置的紧链器8被加压。紧链器8优选被连接到发动机油压系统以便它的张紧活塞被液压地压到被可枢转地布置的张紧轨6上，从而提供对铰接链条4的预张紧。导轨5和张紧轨6均用它们的滑动衬里16接触沿着它们运行的铰接链条4的背部。依照本发明在下文中所描述的铰接链条4的实施例，由于结构设计，沿着导轨5和张紧轨6的铰接链条4的移动造成减少的摩擦损失。

参照图2a和图2b依照本发明所描述的铰接链条4的第一实施例包含由链接9相互连接的交替的外链节10和内链节11。每一外链节10包含两个间隔开的外链节板12和两个使外链节板12相互相接的连接销13。对简单的链接9这些连接销13在形状上是圆筒状的，或者对于替代的摇杆销接头它们也可构造为摇杆销。为形成一个简单的链接9，连接销13被压配合到在外链节板12中的相关的销孔14以便它们轻微地越过于其伸出。每一内链节11包含至少一个链节板15或者两个布置为平行、与彼此有间隔开关系的、通过两个间隔开的连接套筒相互连接的链节板15。在铰接链条4的背部，外链节板12和/或至少一个内链节板15的结构化链节板背部17与导轨5的滑动衬里16接触，在运转期间铰接链条4沿着导轨5滑动。导轨5轻微地凸起以保证与铰接链条4的均一接触和防止铰接链4在运转期间咯咯作响。相应地，沿着结构化链节板背部17在铰接链条4背部上的链节板12、15的轮廓在形状上是稍微地凹形的，或者至少是直的。

在内燃机中的常规铰接链条4的运转期间，供应到链条传动1和分别出现在铰接链条4上以及导轨5和张紧轨6上的机油减少了在链节板12、15和导轨5及张紧轨6的滑动衬里16之间的接触摩擦。对依照本发明的链节板12、15横向地设置有用以接触导轨5或者张紧轨6的结构化链节板背部17的铰接链条4的情况来说，用作润滑剂的机油收集在具有闭合周界或者半开周界的凹槽18'、18''内，且机油无法从凹槽18'、18''中漏到侧面上，因为这类润滑剂槽18终止在与链节板背部17的边缘间隔开的位置并由链节板背部17的表面所定界。由于润滑剂不能从这些润滑剂槽18中漏到边上，由于铰接链条4沿着导轨5的滑动衬里16在运行方向LR上的移动并由于润滑剂流入润滑剂槽18中，润滑衬垫形成，所述润滑衬垫延伸超出链节板背部17的表面外并形成在结构化链节板背部17和滑动衬里16之间的压垫。在图2b中通过垂直于链节板12、15的纵向轴线L的箭头表现的压垫具有使在链节板12、15和导轨5的滑动衬里16之间的摩擦接触至少在某些范围内转变为由于液体摩擦的小摩擦损失提供显著减少的摩擦系数的流体动力滑动接触的条件的效果。

依照本发明的铰接链条4的一个进一步的实施例示于图3a中。同样地，这个铰接链条4包含由相应的链接9相互连接的交替的外链节10和内链节11。构造为有齿链条的这个铰接链条4的外链节10包含两个间隔开的外链节板12，链节板12在不与导轨5接触的前侧上具有两个齿19。构造为有齿链的这个铰接链条4的每一内链节11包含至少一个同样具有两个齿19的内链节板15。链接9的连接销13穿过在外链节板12中的相关销孔14延伸通过内链节11的内链节板15。构造为有齿链条的铰接链条4通过链节板12、15的背部接触导轨5的滑动衬里16。

图3b再次显示了在构造为有齿链条的铰接链条4的运转期间，在结构化链节板背部17具有闭合周界或者具有除入口外闭合的周界的凹槽18'、18''的效果。当链节板12、15的结构化链节板背部17在铰接链条4的运行方向LR上沿着导轨5的滑动衬里16移动时，在运转期间在正时链条传动1中被供应的机油以及附着于构造为有齿链条的铰接链条4并附着于导轨5和张紧轨6上的机油收集在由闭合或半开凹槽18'、18''形成的润滑剂槽18中。机油持续地供应到润滑剂槽18中促使在润滑剂槽18中的润滑衬垫的形成和从而引起在结构化链节板背部17和滑动衬里16之间的压垫的提供，所述压垫将在链节板12、15与导轨5或张紧轨6之间的滑动接触转变为流体动力滑动接触。与在结构化链节板背部17和滑动衬里16之间的摩擦接触相比，在铰接链条4和导轨5或者张紧轨6之间的整个接触中的流体动力滑动接触分量越高，则总的摩擦损失将越低，因为在流体动力滑动接触中摩擦的成对部件被润滑衬垫彼此分开。

图4a显示了依照本发明的铰接链条4的结构化链节板背部17的不同实施例。链节板12、15的结构化链节板背部17在链节板12、15的背部上至少沿着在连接销13的中心线M的垂线之间的链板轮廓的一部分延伸。直链节板12、15可在链节板12、15的背部以及正面上设置有结构化链节板背部17，而对铰接链条4构造为有齿链条的情况来说，仅链节板12、15的背部可被形成有结构化链节板背部17。提供在结构化链节板背部17中的闭合周界凹槽18'可被以非常不同的形状、数量和定向而形成在链节板背部17的表面上。

图4a的前四幅图像显示了在结构化链节板背部17的总长度的大部分上延伸的十分细长的结构。闭合凹槽18'在这里以波浪状、锯齿状或闪电状的形式在结构化链节板背部17上延伸，一个或者多个平行凹槽18'可设置为横跨链节板12、15的宽度B。随后的六幅图像显示了基本横向于链节板12、15的纵向轴线L延伸的较短的闭合周界凹槽18'，多个凹槽18'被沿着结构化链节板背部17的纵向轴线L平行于彼此布置。除了网格状或菱形状结构，对多个闭合周界凹槽18'共同地限定润滑剂槽18的情况来说，闭合凹槽18'可被构造以鳞状的形式或者以鱼骨形图案，它们可以是强烈倾斜的、垂直的或箭头状的，以及被沿着结构化链节板背部17平行布置。此外，图4a也显示了在闭合周界凹槽18'被构造为圆形的或者细长杯形的润滑剂槽18的情况下的结构化链节板背部17的实施例，其中润滑剂槽18通过在均匀分布的面积之上形成非常大数量的小的润滑衬垫，试图实现最高可能的流体动力滑动分量。此外，最后的图像也显示了具有多个闭合凹槽18'的结构化链节板背部17，闭合凹槽18'被相对于彼此移置，且沿纵向轴线L方向被取向，当链节板12、15沿着滑动衬里16移动时，闭合凹槽18’在润滑剂槽18的各自端产生较厚的压垫。

图4b显示了依照本发明的铰接链条4的结构化链节板背部17的另外的实施例，在链节板12、15的结构化链节板背部17在铰接链条4的运行方向LR上在其一侧上沿着链板结构在链节板12、15的背部上延伸到超过连接销13的中心线M的垂线的一点，并进入链节板12、15的弯曲端面区域中的情况。在链节板12、15的弯曲端面区域中，具有半开周界的凹槽18''设置有入口20，允许沿铰接链条4的运行方向LR机油持久供应到润滑剂槽18内。经由半开凹槽18''的入口20不受妨碍进入润滑剂槽18的机油供应，尽管有入口20，引起沿着与运行方向LR相反的方向在具有闭合周界的润滑剂槽部分内的足够的润滑衬垫的形成，从而引起用于在结构化链节板背部17和导轨5或者张紧轨6之间的流体动力滑动接触的压垫的形成。半开凹槽18''在这里更合适构造为在结构化链节板背部17的全部长度的大部分上延伸的细长结构，尤其是为细长的、波浪状、锯齿状、闪电状、网状或者菱形状的。当沿运行方向LR看时终止在弯曲端面的区域内的半开凹槽18''在其中形成入口20，所述入口20特别地由于半开凹槽18''终止在弯曲端面的区域内的事实而产生。

如图5中可见，具有闭合或半开周界的润滑剂槽18的截面轮廓可通过大量各种不同的方法被构造。当从截面图中看的时候，润滑剂槽18可在其中形成梯形凹槽、矩形凹槽、三角形凹槽、凹形的凹槽、弓形凹槽、半圆凹槽或者圆角矩形凹槽。此外，除相对于链节板背部17的表面具有深度T和宽度V的独立凹槽之外，也可将具有深度T和宽度V的多个凹槽彼此平行地布置在结构化链节板背部17上，也见图5的第二列。

附图标记列表

1 链条传动

2 凸轮轴链轮

3 曲轴链轮

4 铰接链条

5 导轨

6 张紧轨

7 曲轴箱

8 紧链器

9 链接

10 外链节

11 内链节

12 外链节板

13 连接销

14 销孔

15 内链节板

16 滑动衬里

17 链节板背部

18 润滑剂槽

18' 闭合凹槽

18'' 半开凹槽

19 齿

20 入口

B 链节板的宽度

L 链节板的纵向轴线

LR 铰接链条的运行方向

M 链节板的中心线

T 润滑剂槽的深度

V 润滑剂槽的宽度

Claims (13)

1.一种包含由相应的链接相互连接的交替的内链节和外链节的铰接链条，其中每一内链节包含至少一个链节板，每一外链节包含至少两个链节板，

其中所述内链节和外链节的至少一个的所述链节板具有适于被带入与张紧轨或导轨接触的结构化链节板背部，和

其中所述结构化链节板背部包含至少一个具有闭合周界的凹槽或者至少一个具有除入口外闭合的周界的凹槽，所述结构化链节板背部在形状上是直的或者凹形的用以与张紧轨或者导轨接触。

2.根据权利要求1所述的铰接链条，其中闭合周界的凹槽或者具有除入口外闭合的周界的凹槽在形状上是细长的，并且细长凹槽的至少一部分被布置为相对于所述链节板的纵向轴线成在5°和90°之间的角度。

3.根据权利要求2所述的铰接链条，其中所述细长凹槽的至少一部分被布置为相对于所述链节板的纵向轴线成在20°和80°之间的角度。

4.根据权利要求1所述的铰接链条，其中所述闭合周界的凹槽的宽度或者具有除入口外闭合的周界的凹槽的宽度是在所述链节板的宽度的0.1％和20％之间。

5.根据权利要求4所述的铰接链条，其中所述闭合周界的凹槽的宽度或者具有除入口外闭合的周界的凹槽的宽度是在所述链节板的宽度的1％和5％之间。

6.根据权利要求1所述的铰接链条，其中所述闭合周界的凹槽的深度或者除入口外具有闭合的周界的凹槽的深度是在所述凹槽的宽度的5％和70％之间。

7.根据权利要求6所述的铰接链条，其中所述闭合周界的凹槽的深度或者具有除入口外闭合的周界的凹槽的深度是在所述凹槽的宽度的5％和50％之间。

8.根据权利要求1所述的铰接链条，其中所述闭合周界的凹槽的截面轮廓或者具有除入口外闭合的周界的凹槽的截面轮廓是矩形的。

9.根据权利要求1所述的铰接链条，其中所述闭合周界的凹槽的截面轮廓或者除入口外具有闭合周界的所述凹槽的截面轮廓是梯形的。

10.根据权利要求1所述的铰接链条，其中所述闭合周界的凹槽的截面轮廓或者具有除入口外闭合的周界的凹槽的截面轮廓是三角形的。

11.根据权利要求1所述的铰接链条，其中所述闭合周界的凹槽的截面轮廓或者具有除入口外闭合的周界的凹槽的截面轮廓是凹形的。

12.根据权利要求1所述的铰接链条，其中所述结构化链节板背部包含至少三个闭合周界的凹槽或者至少三个具有除入口外闭合的周界的凹槽，所述至少三个凹槽彼此被均匀地间隔开。

13.一种内燃机的链条传动，包含传动链轮和至少一个从动链轮，环绕这些链轮的根据权利要求1的铰接链条，和至少一个与所述铰接链条接触的张紧轨或者导轨。