CN113915292A - 具有成角度布置的套筒接头的铰接链 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有成角度布置的套筒接头的铰接链。本发明涉及一种具有交替的内链节和外链节的铰接链，所述内链节和外链节各自借助于链接头连接到彼此，其中，每个外链节包括至少两个外链节板和将它们连接到彼此的两个链柱，每个内链节包括至少两个内链节板和将它们连接到彼此的两个接合套筒，并且为了形成链接头，每个外链节的一个链柱延伸穿过内链节的接合套筒。该内链节的接合套筒被实施为卷绕套筒，并且牢固地连接到内链节板，其中，这两个卷绕套筒的套筒接头位于链节板的纵向轴线的同一侧上并且面向彼此，并且套筒接头被布置在与链节板的纵向轴线相距一定距离处并且与卷绕套筒的上顶点或下拐点相距一定距离处。

Description

具有成角度布置的套筒接头的铰接链

技术领域

本发明涉及一种具有交替的内链节和外链节的铰接链，所述内链节和外链节各自借助于链接头连接到彼此，其中，每个外链节包括至少两个外链节板和将它们彼此连接的两个链柱（chain stud），每个内链节包括至少两个内链节板和将它们连接到彼此的两个接合套筒，并且为了形成链接头，每个外链节的一个链柱延伸穿过内链节的一个接合套筒，并且其中，内链节的接合套筒被实施为卷绕套筒（winding sleeve），并且被牢固地连接到内链节板。

背景技术

铰接链被用于许多不同的技术领域中，以用于各种目的。一个重要的应用领域是在内燃机中用作用于控制燃烧过程的正时链。在这样的正时传动中，铰接链经受高动态力，而对永久负载能力、材料特性和制造质量有很高的要求。经验表明，这里的内链节比外链节更容易发生故障，这是因为必须在其中布置套筒的内链节的内链节板中设置更大的开口。相比之下，外链节板中的用于接收链柱的开口具有基本上更小的直径，这就是外链节板中依然存在用于力传递的较大剖面的原因。

在许多现有技术的铰接链中，简单的卷绕套筒被用作由冷轧钢带卷绕的接合套筒，并取代昂贵的没有接缝或接头的挤压接合套筒。在卷绕过程中，带件（band piece）在其通过矫直机后被从钢带切断，围绕卷绕轴（winding spindle）成形，并且通过不同的模板压制，以成形为中空圆柱形卷绕套筒。在内链节板中具有卷绕套筒的任意布置结构的铰接链中，其表明，在套筒接头布置在内链节板的外部前侧区域中的情况下，在内链节处给出明显更高的故障风险。根据铰接链的拉伸载荷，在外部区域中的套筒接头的区域中会发生非常高的接合套筒的过早磨损。铰接链的磨损一般主要发生在链接头中，在那里链柱和接合套筒的相对接合表面在一定的角度范围上相互可逆地移动。如果套筒接头位于该角度范围内，则会发生两个接合表面之间的磨耗增加，以及链接头的磨损增加。

为了改善内链节的疲劳极限，已知将卷绕套筒的套筒接头布置成使得它们在内链节板的链节板纵向轴线上相对。从DE1 752 557 A和US 3 866 410 A已知用于制造内链节和铰接链的相应方法和装置，其中，卷绕套筒的套筒接头在链节板的纵向轴线上位于内链节板的中心。此外，从引用文献EP1 070 873 A1、JP-S58 025 840 A和WO 2003/067119 A2中已知铰接链，其中，卷绕套筒的套筒接头以倾斜、弯曲或弧形的方式朝向卷绕套筒的前侧延伸。尽管有各种措施用于将卷绕套筒的套筒接头布置在内链节内以及用于形成套筒接头本身，但与没有套筒接头的挤压接合套筒相比，具有内链节的实施为卷绕套筒的接合套筒的铰接链的疲劳极限明显降低。

因此，相对于根据现有技术已知的具有内链节板的实施为卷绕套筒的接合套筒的铰接链，需要减少链接头的磨损并增加内链节的疲劳极限，以增加铰接链的操作安全性和使用寿命。仅在内燃机的领域中，并且即使具有已经完善的部件，不断进步的技术发展也需要持续的创新压力和改进现有观念的需求。此外，相对于汽车工业中存在的与高件数相关的持续成本压力，还产生了对优化的普遍持续需求。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于在其疲劳极限和耐用性方面改进开头提到的类型的铰接链。

该目的以通用的铰接链实现，其中卷绕套筒的套筒接头相对于链节板的纵向轴线以120°至140°的角度布置，其中，该角度在延伸穿过套筒的中心的纵向轴线与连接接合套筒的中心和套筒接头的边之间测量。这里，接合套筒与链节板的纵向轴线的外部交点也被称为套筒接头位置的0°位置。这样的介于120°和140°之间的套筒接头位置对铰接链的疲劳极限具有影响。与从现有技术中已知的铰接链对比，其中套筒接头相对于链节板的纵向轴线以180°的角度布置并且在内链节板的中央面向彼此，在120°和140°之间的套筒接头位置，除了内链节板的类似疲劳极限外，还允许改善接合套筒的疲劳极限，并且因此，提高内链节或整个铰接链的整体耐用性。在最佳位置，套筒接头处于130°，其中，到所采用的角度范围的边界的+/- 10°的距离可用于便利组装。

为了内链节板的安全的疲劳极限，内链节板的两个卷绕套筒的套筒接头可面向彼此，使得套筒接头位置各自在套筒与链节板的纵向轴线的外部交点和套筒的中心与套筒接头之间的边之间测量。这里，接合套筒与链节板的纵向轴线的外部交点也被称为套筒接头位置的0°位置。

一个特定实施例提供了，在铰接链的操作中，内链节板的两个卷绕套筒的套筒接头位于内链节板的背离链轮的纵向侧的半部上。当链轮接合铰接链时，并且当链轮的齿在接合套筒上滚动时，发生接合套筒上的载荷增加，并且可导致卷绕套筒的套筒接头的区域中的磨损增加。这通过如下方式来防止，即：将套筒接头定位在延伸穿过接合套筒的中心的链节板的纵向轴线上方的背离链轮的接合的纵向侧的半部上。

一个合适的实施例提供了，套筒接头垂直于卷绕套筒的前侧延伸。在由钢带制造卷绕套筒时，这有助于精确地切断带件并且将带件围绕卷绕轴并通过不同的模板成形为圆柱形卷绕套筒。

为了润滑链接头以及链接头内的链柱和接合套筒的摩擦轴承表面，卷绕套筒可在其壳体中、优选地在套筒接头的区域中具有开口。例如发动机油的润滑剂的供应减少了链接头的摩擦轴承表面的磨损，并且相应地改善了铰接链的耐用性。通过在套筒接头的区域中设置开口，这样的开口可特别容易地制造。套筒接头的区域中的开口可在从用于卷绕套筒的钢带切出带件期间在套筒接头的两个前侧处通过实施在卷绕套筒的接合边缘处的两个凹部来提供，使得通过带件的卷绕过程自动地在卷绕套筒的壳体中产生开口。

一优选实施例提供了，卷绕套筒被压入到内链节板的对应的套筒开口中，以实施所述内链节。将卷绕套筒压入到对应的套筒开口中，除了卷绕套筒与内链节的内链节板的简单牢固的连接之外，还允许将卷绕套筒的套筒接头可靠地定位在预定的套筒接头位置。

一有用的修改方案提供了，内链节的卷绕套筒由低合金钢制成，特别是由10NC6钢材制成。低合金钢，并且特别是10NC6钢材，允许从钢带精确地切断带件并将带件成形为卷绕套筒，并且同时，还允许借助于后续的热处理、例如表面硬化（case-hadening）来实现高抗拉强度和疲劳极限。优选地，卷绕套筒这里可由冷轧精密钢带的带件卷绕而成，以允许实现卷绕套筒的特别高的精度和尺寸精确度。

根据另一实施例，内链节的内链节板可由回火钢制成，特别是由C45E、C60或42CrMo4钢材制成。将回火钢用于制造内链节，除了以低比例的切割边缘破裂容易和精确地冲出内链节板之外，还允许通过后续的回火来实现高抗拉强度和疲劳极限。

此外，本发明还涉及一种用于内燃机的链传动装置，特别是涉及一种正时链传动装置，所述链传动装置具有驱动链轮、至少一个从动链轮以及根据上述实施例中的一个的铰接链，其中，该铰接链与该驱动链轮和该从动链轮接合。通过该铰接链的特定设计，尽管使用廉价的部件和制造工艺，但可为内燃机提供具有负载下的高稳定性和操作安全性的该链传动装置。

附图说明

下面将参考附图更详细地说明本发明的示例性而非限制性的实施例。在附图中：

图1示出了根据本发明的链传动装置的示意图，

图2示出了根据本发明的铰接链的平面图，

图3示出了根据本发明的图2的铰接链的分解图，以及

图4示出了根据本发明的图2和图3的铰接链的内链节的放大侧视图。

具体实施方式

在图1中，呈现了用于内燃机的链传动装置1。实施为正时传动装置的该链传动装置1包括位于顶部处的两个凸轮轴从动链轮2、位于底部处的一个曲轴驱动链轮3以及围绕它们引导的环形铰接链4。在链传动装置1的紧侧中，布置导轨5，铰接链4沿该导轨5滑动。在链传动装置1的相对的松侧上，存在于曲轴驱动链轮3附近枢转的张紧轨6，该张紧轨6可借助于旋入到发动机外壳7中的链张紧器8而压靠铰接链4，以由此预张紧链传动装置1的松侧。链张紧器8通常被连接到发动机油液压装置，使得张紧活塞9通过液压压到枢转的张紧轨6上。在图1中的本实施例中，链张紧器8被实施为旋入式链张紧器，该旋入式链张紧器被旋入到发动机外壳7中并压到张紧轨6上，该张紧轨6因此以预定的力压靠铰接链4。作为替代方案，链张紧器8也可被实施为法兰张紧器。

参考图2中所示的本发明的铰接链4的平面图，借助于链接头10交替地连接到彼此的外链节11和内链节12是显而易见的。每个外链节11由相对于彼此相距一定距离布置的两个外链节板13和将它们连接到彼此的两个圆柱形的链柱14构成。为此，链柱14被压入到外链节板13中的对应柱开口15中，参见图3，使得它们略微突出到外部。每个内链节12由相对于彼此相距一定距离布置的两个内链节板16构成，该两个内链节板16借助于相对于彼此相距一定距离布置的两个接合套筒17来连接到彼此。为此，接合套筒17被压入到内链节板16的对应套筒开口18中。

外链节11的链柱14和链柱14延伸穿过的内链节12的对应接合套筒17一起形成链接头10。如从图2显而易见的，出于稳定性的原因，内链节板16的厚度稍微更大，这是因为为了将接合套筒17压入到套筒开口18中，与柱开口15相比需要更大的直径。每个外链节板13和每个内链节板16具有在上侧和底侧处的外轮廓延伸部中相对于彼此平行布置的对应的链节板背部19。

如在图2和图3中可以清楚地看到的，接合套筒17被实施为卷绕套筒20。卷绕套筒20各自具有套筒接头21，在其中心设置润滑开口22。卷绕套筒20由冷轧精密钢带、例如10NC6钢带卷绕而成，其中，对于卷绕过程，带件在其经过矫直机后首先从钢带切下，然后围绕卷绕轴成形，并通过不同的模板压制以获得圆柱形卷绕套筒20。在卷绕套筒20与内链节板16的套筒开口18压合以产生内链节12后，带件的两个切割边缘彼此抵接，并且形成卷绕套筒20的套筒接头21。当带件被从钢带切断时，在切割边缘的中心，可设置半圆形凹部，该半圆形凹部在带件的卷绕过程之后连接到第二切割边缘处的对应的第二半圆形凹部，以在卷绕套筒20中形成润滑开口22。链接头10的润滑经由该润滑开口22来实现。

在图3中的分解图中，除了铰接链的结构之外，还可以看到其组装。铰接链4由交替布置的内链节12和外链节11构成。内链节12各自由两个内链节板16以及压入到内链节板16的套筒开口18中的两个卷绕套筒20构成。在该过程中，在内链节12的压制期间，卷绕套筒20被定位成使得内链节12的两个卷绕套筒20的套筒接头21位于120°和140°之间的套筒接头位置并且面向彼此。在内链节12与外链节11的组装期间，链柱14最初仅被压入到外链节板13的柱开口15中，并且随后，为了形成链接头10，在第二外链节板13被压到从接头开口23突出的链柱14的端部上之前，该链柱14被推动通过两个相邻的内链节12的卷绕套筒20的接头开口23。

图4详细地示出了处于内链节12的内链节板16中的卷绕套筒20的套筒接头21的位置。内链节板16的链节板纵向轴线L延伸穿过压入到套筒开口18中的卷绕套筒20的中心M。这里，卷绕套筒20与链节板的纵向轴线L的外部交点被称为套筒接头位置的0°位置24。从该0°位置24开始，在本发明的铰接链4中，处于内链节12的内链节板16中的卷绕套筒20的套筒接头21的角位置在120°至140°之间的范围内，其中，套筒接头21在内链节板16的相同纵向侧的半部上彼此相对。套筒接头位置各自在链节板的纵向轴线L上的0°位置24与连接卷绕套筒20的中心M和套筒接头21的边（leg）之间测量，该纵向轴线L延伸穿过卷绕套筒20的中心M，即卷绕套筒20与链节板的纵向轴线L的外部交点，其中，角开向不同的方向，使得两个卷绕套筒20的套筒接头21相对内链节板16的中心轴线A对称定位，即，内链节板16的两个卷绕套筒20的套筒接头21面向彼此并且位于链节板的纵向轴线L的同一侧上。换句话说，内链节板16的两个卷绕套筒20的套筒接头21被布置在与链节板的纵向轴线L相距一定距离处并且与卷绕套筒的上顶点或下拐点相距一定距离处，其中，上顶点和下拐点垂直于中心M。卷绕套筒20的处于与链节板的纵向轴线L的内部交点和该上顶点或下拐点之间的四分之一角细分成各自近似相同大小的三个扇形，并且这两个卷绕套筒20的套筒接头21被布置在中央扇形中，其中，该中央扇形以120°至140°的角度延伸，该角度从卷绕套筒20与链节板的纵向轴线L的外部交点测量。相应地，内链节12的两个卷绕套筒20的套筒接头21优选地位于内链节板16的相对于链节板的纵向轴线L处于顶部处的纵向侧半部上，在铰接链4的操作中，该套筒接头21背离链传动装置1的驱动链轮2和从动链轮3，使得在链轮2、3接合到铰接链4中期间，链轮2、3的齿不会滚过卷绕套筒20的套筒接头21。

本发明的铰接链4的内链节12的卷绕套筒20的套筒接头21的套筒接头位置改善了内链节12的接合套筒17和内链节板16两者的疲劳极限，并且同时，避免了在套筒接头21的垂直或水平定位中出现的缺点。与从现有技术中已知的卷绕套筒20的套筒接头21的任意定位以及套筒接头21在链节板的纵向轴线L上面向彼此或者垂直于卷绕套筒20的中心M的定位相反，本发明的铰接链4中设置的在120°和140°之间的套筒接头位置允许对接合套筒17和内链节板16的疲劳极限的统一优化，而不通过其他构造参数为相应的其他部件补偿相对应的缺点。

附图标记列表

1 链传动装置

2 从动链轮

3 驱动链轮

4 铰接链

5 导轨

6 张紧轨

7 发动机外壳

8 链张紧器

9 张紧活塞

10 链接头

11 外链节

12 内链节

13 外链节板

14 链柱

15 柱开口

16 内链节板

17 接合套筒

18 套筒开口

19 链节板背部

20 卷绕套筒

21 套筒接头

22 润滑开口

23 接头开口

24 0°位置

A 中心轴线

L 链节板的纵向轴线

M 中心。

Claims (12)

1.一种铰接链（4），具有交替的内链节（12）和外链节（11），所述内链节（12）和所述外链节（11）各自借助于链接头（10）连接到彼此，其中，每个外链节（11）包括至少两个外链节板（13）以及将它们连接到彼此的两个链柱（14），每个内链节（12）包括至少两个内链节板（16）以及将它们连接到彼此的两个接合套筒（17），并且为了形成链接头（10），所述外链节（11）的一个链柱（14）各自延伸穿过所述内链节（12）的接合套筒（17），并且其中，所述内链节（12）的所述接合套筒（17）被实施为卷绕套筒（20）并且被牢固地连接到所述内链节板（16），

其特征在于，所述内链节板（16）的两个卷绕套筒（20）的套筒接头（21）面向彼此，并且所述卷绕套筒（20）的每个套筒接头（21）相对于链节板的纵向轴线（L）以120°至140°的角度布置，其中，所述角度在延伸穿过所述卷绕套筒（20）的中心（M）的所述链节板的纵向轴线（L）与连接所述卷绕套筒（20）的所述中心（M）和所述套筒接头（21）的边之间测量。

2.根据权利要求1所述的铰接链（4），

其特征在于，所述两个卷绕套筒（20）的所述套筒接头（21）位于所述链节板的纵向轴线（L）的同一侧上，其中，所述套筒接头（21）被布置在与所述链节板的纵向轴线（L）相距一定距离处并且与所述卷绕套筒（20）的上顶点或下拐点相距一定距离处，其中，上顶点和下拐点垂直于所述中心（M）。

3.根据权利要求2所述的铰接链，

其特征在于，所述卷绕套筒（20）的处于与所述链节板的纵向轴线（L）的内部交点和所述上顶点或所述下拐点之间的四分之一角扇形被细分成各自近似相同大小的三个扇形，并且所述两个卷绕套筒（20）的所述套筒接头（21）被布置在中央扇形中。

4.根据权利要求3所述的铰接链，其中，所述中央扇形以120°至140°的角度延伸，所述角度从所述卷绕套筒与所述链节板的纵向轴线的外部交点测量。

5.根据权利要求1所述的铰接链（4），

其特征在于，在所述铰接链（4）的操作中，所述内链节板（16）的所述两个卷绕套筒（20）的所述套筒接头（21）位于所述内链节板（16）的背离链轮（2、3）的纵向侧半部上。

6.根据权利要求1所述的铰接链（4），

其特征在于，所述套筒接头（21）垂直于所述卷绕套筒（20）的前侧延伸。

7.根据权利要求1所述的铰接链（4），

其特征在于，所述卷绕套筒（20）在壳体中、优选地在所述套筒接头（21）的区域中具有润滑开口（22）。

8.根据权利要求1所述的铰接链（4），

其特征在于，所述卷绕套筒（20）被压入到所述内链节板（16）的对应的套筒开口（18）中，以形成所述内链节（12）。

9.根据权利要求1所述的铰接链（4），

其特征在于，所述内链节（12）的所述卷绕套筒（20）由低合金钢制成，特别是由10NC6钢材制成。

10.根据权利要求9所述的铰接链（4），

其特征在于，所述卷绕套筒（20）由冷轧精密钢带的带件卷绕而成。

11.根据权利要求1所述的铰接链（4），

其特征在于，所述内链节（12）的所述内链节板（16）由回火钢制成，特别是由C45E、C60或42CrMo4制成。

12.一种用于内燃机的链传动装置（1），特别是正时链传动装置，具有驱动链轮（3）、至少一个从动链轮（2）以及根据权利要求1至11中任一项所述的铰接链（4），其中，所述铰接链（4）与所述驱动链轮（3）和所述从动链轮（2）接合。

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