專利名稱：鏈接片、包含該鏈接片的鏈以及通過該鏈構成的鏈傳動裝置和裝備有該鏈傳動裝置的車輛的制作方法
鏈接片、包含該鏈接片的鏈以及通過該鏈構成的鏈傳動裝置 和裝備有該鏈傳動裝置的車輛本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的鏈接片。本發明的其它 有利構型可能性在從屬權利要求及并列權利要求中描述。另外，本發明還 涉及一種在使用根據本發明的鏈接片的情況下構成的平環鏈以及一種在包 括這種平環鏈在內的情況下構造的鏈傳動裝置。此外，本發明還涉及一種 具有這種鏈傳動裝置的車輛。開頭所述類型的鏈接片及平環鏈如稍后還要描述的那樣已由現有技術 以各種方式公知。此外已公知，這種鏈接片以及在使用這種鏈接片的情況 下構成的平環鏈在其力傳遞能力方面受到限制并且由此存在可能性首先 一個鏈接片例如由于力峰值而損壞并且失效。該失效可體現為該鏈接片的 破裂，其中，從該鏈接片開始可引起整個平環鏈的失效或破裂，因為設置 在相同的鉸接件之間的其它各鏈接片當然必須一起承擔該破裂的鏈接片的 力傳遞責任并且由此承受更強的負荷。該更強的負荷使得各個鏈接片更接 近其力傳遞能力的極限，或者甚至超過該極限。'現在，本發明的任務在于，提供一種鏈接片以及一種使用這種鏈接片 的平環鏈，該平環鏈具有較高的強度。此外，應降低磨損并且使鏈接片或 平環鏈的彈性延展較小。本發明也應使得必須裝配很少的件來制造平環鏈。 這根據本發明這樣來實現至少一些鏈接片的接片厚度構造得較大，即由 此使根據本發明的鏈接片較厚。這使得鏈鉸鏈中鏈接片與壓力件或搖擺件之間的靠置面大并且使得具 有整齊的沖制面的平滑切口份額高。此外，由此實現搖擺件或壓力件與鏈 接片之間非常好的垂直度。通過這種整齊的靠置面可減小或甚至避免鏈股 剪切。通過較小的壓力也可減小并且在最佳情況下避免邊緣屈服。但顧及到沖制質量及搖擺件彎曲負荷或壓力件彎曲負荷，接片厚度不 可任意增大。也要考慮的是，工具成本與沖制厚度相關地超比例增長。在根據本發明的鏈接片構型及其在齒鏈中的應用中附加地產生優點鏈進入到齒輪中時的通過齒與接片之間的力矩引起的傾復作用受到有利影 響，因為接片相對于齒的良好垂直度得到了保證。由此獲得較好的導向和 齒部中的剪切負荷的降低或避免。此外，由此產生較小的壓力，由此可減 小或避免邊緣屈服。根據本發明， 一些數值上的具體的尺寸比例被證實是特別有利的。因此例如特別有利的是，節距1與接片厚度d的比例處于3.7至5.5的范圍中。 也有利的是，搖擺件高度或壓力件高度h與接片厚度d處于1.3至1.9的比 例。并且搖擺件寬度或壓力件寬度w與接片厚度d的比例處于0.8到1.2之 間的范圍中是特別有利的。此外，特別有利的是，環圍部寬度s與接片厚度 d的比例處于0.8到1.2之間的范圍中。如上所述，本發明也涉及用于尤其是車輛變速器、車輛傳動系或車輛 發動機輔助傳動裝置的平環鏈，該平環鏈具有多個通過搖擺件或壓力件彼 此鉸接地相連接的鏈接片，其中，壓力件橫向于平環鏈的縱向方向分布并 且在壓力件及鏈接片上構造有各自的構造得彎曲的靠置面，壓力件及鏈接 片沿著這些靠置面彼此靠置以傳遞力，各自的靠置面具有橫向于平環鏈的 縱向方向延伸的寬度并且在平環鏈的縱向方向上在橫向于該寬度延伸的截 面中觀察具有一個弧長。對于在此所述類型的平環鏈，視在車輛驅動裝置中的應用而定存在不 同的構型。在作為車輛變速器一部分的無級錐盤鏈變速裝置(CVT)中的 應用中，壓力件具有特殊成形的端面，通過這些端面傳遞錐盤與鏈之間的 作為摩擦力的拉力。在車輛驅動裝置中的大多數其它應用中，平環鏈是齒 鏈，即鏈接片在至少一個側上具有齒，通過這些齒傳遞齒輪與鏈之間的拉 力。這種齒鏈在現有技術中例如已由US-PS4，906，224公知。這種齒鏈在車輛驅動裝置中的多個部位上使用，例如在全輪分動器中使用，在用于跨接 到差速器的軸向距離的發動機前置橫向布置式變速器(Front-Quer-Getriebe) 中使用，用作變速器內部的液壓輔助總成的驅動鏈，用作內燃發動機的氣 門機構控制鏈或用作車輛的其它輔助總成(冷卻劑泵，潤滑劑泵，空調壓 縮機，發電機，起動馬達，混合式輔助馬達，制動力放大器及類似裝置) 的驅動鏈。在此所述類型的平環鏈由多個鏈接片組成，這些鏈接片通過壓力件彼壓力件與鏈接片之間的力傳遞在此在靠置面上進行，這些靠置面不僅 構造在壓力件上而且構造在鏈接片上并且壓力件和鏈接片沿著這些靠置面 彼此靠置。壓力件也被稱為銷栓或銷軸，它們各成對地作為搖擺鉸鏈插入 到兩個接片孔中，這些接片孔在用于錐盤纏繞接觸件傳動裝置的鏈中通常 連結成一個大孔。在壓力件上構造有不同的功能面。在平環鏈的一個孔中彼此位于對面 的壓力件對在滾動區域或滾動面上彼此靠置。在鏈彎折時在該部位上以根 據壓力件幾何形狀預給定的彎折角度進行滾壓運動。壓力件在該壓力件的靠置面上靠置在鏈接片的靠置面上，由此，在此 在鏈接片的靠置面與壓力件的靠置面之間產生表面壓力。這些靠置面必須 滿足多個要求。 一方面所產生的表面壓力由于靠置面的造型不應過大并且 另一方面靠置面也應這樣作為抗扭轉裝置使用，使得壓力件在鏈接片的孔 中不轉動。為此目的，已經公知了具有分段的靠置面的平環鏈，所述分段的靠置面每段具有兩個明顯不同的半徑。因此US 6277046示出了在壓力件上具有 兩個靠置面的平環鏈，所述靠置面具有兩個不同的半徑。通過這些不同的 半徑現在實現抗扭轉，由此，壓力件在鏈接片的孔中不轉動。US 5236399 中描述了另一種公知平環鏈，這種平環鏈這樣來實現抗扭轉在靠置面上 也各設置兩個不同的半徑或使半徑中心錯位。除了該抗扭轉外，靠置面也必須滿足平環鏈抗破裂及耐用的要求。為 此目的，壓力件與鏈接片之間的接觸區中的表面壓力不允許超過預給定值。 根據迄今的理解，在此需要具有小曲率及由此大曲率半徑的靠置面。因此， 根據前面描述的公知平環鏈，需要增大曲率半徑，以便實現靠置面中的接 觸壓力的減小。現在出人意料地證實，不是小曲率半徑(由此大曲率)的存在對壓力 件的靠置面與鏈接片的靠置面的接觸區域中的壓應力峰值的出現負責，而 是在不同曲率半徑之間的過渡區域中增強地產生局部的應力峰值。現在這 使得認識到，在公知平環鏈中在從一個曲率半徑到另一個曲率半徑的過渡 區域中存在明顯的應力峰值，確切地說當該過渡切向地、即在無彎折的情況下分布時存在明顯的應力峰值。附圖的
圖1中示出了一個相應的視圖。該圖示出在用K標記的小曲 率半徑與用G標記的大曲率半徑之間的過渡區域中出現一個壓應力峰值， 但壓應力在小曲率半徑的區域中比在大曲率半徑的區域中不明顯高。即該 認識如下并非小曲率半徑對局部高的壓應力峰值的出現負責，而是從一 個曲率半徑到另一個曲率半徑的過渡區域代表一個干擾部位。即己經證實，盡管針對平環鏈彎折時的扭轉在壓力件上設置有滾動面， 但產生壓力件在靠置面上的扭轉，即，即使在平環鏈具有抗扭轉裝置時在 平環鏈的鏈接片與壓力件的接觸面區域中也進行相對轉動，即在壓力件與 鏈接片之間在靠置面上發生剪切運動，這在從一個曲率半徑到另一個曲率 半徑的過渡部分上引起靠置面的誤匹配，即鏈接片的曲率不再與壓力件的 曲率相協調。該剪切現在使得壓力件與鏈接片之間的接觸區中的面承載過渡到在壓 力件的寬度上考察的線承載并且由此使得該接觸區中的接觸壓力提高，以 致在此出現在附圖的圖1中對此所示的壓力最大值。迄今未考慮到這種情 況，因為根據慣常的理解，僅適應于盡可能大的曲率半徑以便降低壓力件 與鏈接片之間的接觸面區域中的負荷。因此存在目標沖突在靠置面區域中一方面必須考慮允許的表面壓力 的要求，另一方面也必須抵制壓力件相對于鏈接片的扭轉。平環鏈可被構造用于車輛驅動裝置，該平環鏈具有多個通過搖擺件彼 此鉸接地相連接的鏈接片，其中，壓力件橫向于平環鏈的縱向方向分布并 且在壓力件及鏈接片上構造有各自的構造得彎曲的靠置面，壓力件及鏈接 片沿著這些靠置面彼此靠置以傳遞力，各自的靠置面具有橫向于平環鏈的 縱向方向延伸的寬度并且在平環鏈的縱向方向上在橫向于該寬度延伸的截 面中觀察具有一個弧長，靠置面沿著該弧長具有至少三個具有不同曲率的 區域。因此，換句話說，得到一個具有這樣的靠置面的平環鏈，這些靠置面 沿著其曲線長度在一個截面中沿著平環鏈的縱向方向觀察具有至少三個具 有不同曲率的區域，此避免曲率中的大躍變，但仍設置有具有小曲率半 徑及大曲率半徑的區域，以便抵制壓力件相對于鏈接片的扭轉。因此認識已轉變與公知認識相反，不是取決于在靠置面區域中提供 具有大曲率半徑的盡可能小的曲率，而是給壓力件的靠置面及鏈接片的靠 置面設置足夠數量的不同曲率，但避免導致高應力峰值的曲率躍變。在此根據一個有利的進一步構型提出，最大曲率與最小曲率的比例至 少為因子2。通過該構型實現存在壓力件相對于鏈接片的足夠的抗扭轉并 且與靠置面沿著其弧長或曲線長度設置有至少三個不同的曲率的特征一起 存在也足夠小的曲率躍變，由此在靠置面上在曲率躍變的區域中不產生不 允許地高的壓應力。在此也提出，曲率可在至少三個區域中在各區域內部沿著弧長分別保 持不變，即沿著平環鏈的軸線縱向方向在一個截面中觀察，曲線長度或弧 長可由至少三個圓弧段組成。由此實現弧段的不同曲率之間的躍變分解 變小，作為曲率半徑來考察，在用于車輛驅動裝置的平環鏈的壓力件中，與導致高應力峰值的大的半徑躍變從lmm到5mm相比較，各個曲率半徑 的躍變例如可首先從lmm到3mm,然后到5mm。也提出，曲率在至少三個區域中在各區域內部沿著弧長各自變化。換 句話說，這意味著在三個不同的區域中設置不恒定的曲率，而是曲率例如 可在各個區域內連續變化。由此，在平環鏈的軸向縱截面中觀察，靠置面 可由螺線段組成，這些螺線段的曲率以及由此曲率半徑沿著弧長連續變化。 除了這些螺線段外，在軸向縱截面中觀察，靠置面形狀也可由橢圓段組成， 這些橢圓段的曲率在最小值與最大值之間連續變化。并且除這些形狀外， 作為曲線長度的段也可以是由雙曲線或拋物線組成的段或完全普通地是沿 著弧長具有曲線段的靠置面，這些曲線段的二階導數是上升的。此外，根據一個進一步構型提出，靠置面沿著弧長具有曲線段，這些 曲線段沿著最小曲率半徑的弧長在很大程度上位于弧長的中部。通過將最小曲率半徑在很大程度上布置在弧長的中部而實現最大曲率位于靠置面的各自的端部區域的外部，由此在這種壓力件中實現與最小曲率半徑位于靠置面的各自的端部區域中的布置相比較，這種布置剛度 較大并且由此彎曲較小。因此，在壓力件不易彎曲的情況下拉力較均勻地 分配在所有彼此并排地排列的鏈接片上，鏈接片獲得較高的耐用度并且平 環鏈總體上可傳遞較高的拉力。通過這樣的平環鏈由此實現在靠置面的不同曲率半徑之間的過渡區 域中不再產生顯著的接觸應力躍變。并且壓力件在鏈接片的孔中的抗扭轉 性與公知平環鏈相比較得到提高。現在借助于附圖來詳細描述本發明。附圖表示-圖1在具有兩個明顯不同的曲率半徑的公知配置中壓力件與鏈接片 的靠置面的接觸面區域中的表面壓力分布；圖2—個在CVT變速器中使用的公知平環鏈的示意性視圖，其中， 附圖的圖1示出了用A標記的區域的放大視圖；圖3 根據第一實施形式的鏈接片及壓力件的放大視圖；圖4 根據第二實施形式的壓力件的放大視圖；圖5 根據第三實施形式的壓力件的放大視圖及由這些壓力件構成的 一個齒鏈的視圖；圖6 用于解釋各個名稱的壓力件放大視圖；圖7 用于解釋平環鏈的壓力件與鏈接片之間的接觸面區域中的表面 壓力分布的與圖l類似的視圖；及圖8 根據本發明的具有搖擺壓力件的鏈接片。如前面已經描述的那樣，圖1示出了公知平環鏈的壓力件與鏈接片之 間的靠置面區域中的表面壓力分布。在用K標記的小曲率半徑與用G標記 的大曲率半徑之間的過渡區域中出現壓力件與鏈接片之間的接觸壓力的顯 著的最大值，其中，其原因是小曲率半徑K與大曲率半徑G之間的曲率半 徑躍變。附圖的圖2示出了公知CVT平環鏈1的一個局部，該CVT平環鏈由 多個搖擺件或壓力件2、 3及鏈接片4組成。在附圖的圖1中放大地示出了 在圖2中用A標記的區域，因此，圖1描述了壓力件2及鏈接片4。附圖的圖3現在示出了根據第一實施形式的平環鏈7的壓力件5及鏈 接片6的放大視圖。如直接可看到的那樣，在壓力件5與鏈接片6之間構造有兩個靠置面 區域8及11,其中，靠置面區域8由壓力件5上的靠置面9及鏈接片6上 的互補地構造的靠置面10構成。靠置面區域11以類似方式由壓力件5上 的靠置面及鏈接片6上的靠置面組成。壓力件5及鏈接片6在靠置面9或靠置面10上彼此靠置以傳遞力。因 為鏈接片6在相對于圖3的繪圖平面橫向的方向上具有一定的寬度并且這 些鏈接片中的多個并排布置地靠置在同一個壓力件5上，所以通過平環鏈7 傳遞的拉力分配在壓力件與鏈接片之間的各個靠置面區域上。在相對于平 環鏈7的寬度橫向地延伸的軸向縱截面中每個靠置面9、 10具有一個弧長 或曲線長度，所述弧長或曲線長度在附圖中各通過一個花括號12來代表。附圖的圖3現在示出了根據本發明的平環鏈的第一實施形式，其中， 壓力件5上的靠置面9以及與此互補地鏈接片6上的靠置面10構造有具有 不同曲率的區域。現在為了可圖解地表示出這些曲率，在附圖的圖3中， 具有不同曲率的區域各借助于相應不同的曲率半徑13、 14、 15、 16用虛線 表示出，其中，各個曲率半徑13、 14、 15、 16分別垂直地畫在具有不同曲 率的區域上，以便可圖解地表示靠置面9、 10上的對于肉眼只是難于在視 覺上辨認的不同曲率。但附圖的圖3直接表明，曲率在曲率半徑13的區域中比在曲率半徑14 的區域中小，由此，曲率半徑在區域13中比在區域14中大。曲率半徑以 相應方式在區域15中比在區域14中更小并且因此曲率在區域15中比在區 域14中大。由此，壓力件5的靠置面9以及與此互補地鏈接片6的靠置面 10在靠置面區域8中沿著靠置面9、 10的弧長或曲線長度已經具有三個不 同的曲率。圖3附加地還示出，在靠置面9、 10上沿著弧長還構造有另一 個第四區域16，該第四區域具有與曲率半徑區域13、 14、 15不同的曲率半 徑16。靠置面區域ll以相應方式也具有曲率不同的區域，其中，在此僅設 置三個具有不同曲率的區域。附圖的圖4現在示出了根據第二實施形式的平環鏈的壓力件，其中， 該壓力件也涉及用于錐盤纏繞接觸件傳動裝置的平環鏈的壓力件。在該壓力件5中用參考標號17標記滾動面，壓力件5通過該滾動面在 位于對面的壓力件(也涉及壓力件對)上滾壓，其中，該基本位型可借助 于附圖的圖2看出。壓力件5也具有兩個靠置面18、 19，這些靠置面布置 在一個未示出的鏈接片的互補地構造的靠置面上。上方的靠置面18具有一 個用B標記的點，在該點上存在曲率最大值，即該點也垂直于靠置面18具 有其最小值以便說明所表示的曲率半徑。從該點B起曲率半徑在兩個方向上增大，由此，曲率在兩個方向上從點B起在靠置面18上連續變小。從點 B起曲率半徑在此在箭頭20的方向上按照橢圓段增大并且在箭頭21的方 向上按照螺線段增大。圖4在下方的靠置面19中從具有曲率最大值的點C起示出了一個類似 情況，其中，曲率半徑在箭頭22的方向上按照一個雙曲線段增大并且在箭 頭23的方向上根據一個拋物線的分支線段增大。附圖的圖5與圖4類似地示出了一個視圖，其中，附圖的圖5中所示 的壓力件24涉及一個齒鏈的壓力件，該齒鏈例如可作為用于驅動裝置的齒 鏈或作為輸送設備中的齒鏈來使用。壓力件24也具有一個滾動面25，在該 滾動面上該壓力件可在壓力件對的與該壓力件相對應設置的壓力件上滾 壓。壓力件24也具有一個上方的靠置面26及一個下方的靠置面27。靠置 面26的配置在此這樣選擇，使得從點B起曲率半徑(該曲率半徑也垂直于 靠置面輪廓用虛線來表示)在靠置面26的兩個方向上沿著也通過花括號12 表示的弧長增大。曲率半徑在靠置面27上以相應方式從用C標記的具有最 大曲率的點(相應于最小曲率半徑)起在兩個方向上增大。如另外看到的那樣，當在靠置面的弧長或曲線長度上觀察，靠置面的 最大曲率以及由此最小曲率半徑大致分布在靠置面的中部時，可實現壓力 件的抗壓設計。附圖的圖6現在用于對這方面進行解釋。用字母B或C也分別標記上 方的靠置面上的及下方的靠置面上的、在各自的靠置面內部具有最大曲率 并且由此具有最小曲率半徑的點。如直接借助于該附圖可看出的那樣，點B 或C大致位于弧長28的中部，具有虛線所示曲率半徑的區域也分布在該弧 長的下方。雖然前面已述，具有最大曲率的點沿著弧長大致位于靠置面的 中部(在弧長28上測量)，但已經證實，當點B或C位于弧長28的40% 至60。/。的范圍D中時，達到類似有利的作用。該范圍與壓力件的下方靠置 面的切線的30至60度角度范圍重合，其中，該30至60度角度在切線29 與鏈行進方向30之間測量。如果現在各自的靠置面的具有最大曲率的點位 于弧長28的總長度的40%至60%內或位于切線29相對于鏈行進方向30的 30至60度內，則得到剛性的并且由此不易彎曲的壓力件，這也使得可用平 環鏈或齒鏈傳遞的拉力增高。附圖的圖7現在還示出了平環鏈(其中，平環鏈的概念也包括齒鏈) 的壓力件5與鏈接片6之間的、視圖中所選擇的下方靠置面中的接觸壓力 分布。由根據附圖的圖1的公知平環鏈的接觸壓力分布與平環鏈的根據圖7 的接觸壓力分布之間的比較立即表明，圖1中所示的突出的接觸壓力最大 值已消失。為了表示靠置面中的接觸壓力分布，在兩個附圖中選擇了彼此 歸一化的表示法，由此，各自的箭頭的長度也代表靠置面的所相應觀察的 點中的接觸壓力的幅度。由此可直接借助于視覺檢查看出，根據圖1的顯 著的接觸壓力最大值已消失。圖8中示出了一個根據本發明的鏈接片4以及一個壓力件對的搖擺件 或壓力件2。該圖中所使用的名稱用于解釋已經提及的尺寸關系并且具有下 面所列舉的意義d:接片厚度S:環圍部寬度1:節距(pitch)h:搖擺件高度(搖擺壓力件高度或壓力件高度)w:搖擺件寬度 b:內環圍部寬度因此，已經描述的根據本發明的尺寸關系如下1/d-3.7至5.5，和/或 h/d-1.3至1.9，和/或 w/d-0.8至1.2，和/或 s/d = 0.8至1.2。在上面已經描述了由此所得到的優點。 參考標號清單12346平環鏈 壓力件 壓力件 鏈接片 壓力件 鏈接片7平環鏈8靠置面區域9壓力件的靠置面10鏈接片的靠置面11靠置面區域12曲線長度13曲率半徑14曲率半徑15曲率半徑16曲率半徑B具有曲率最大值的點C具有曲率最大值的點D弧長的40%至60%的范圍d接片厚度s環圍部寬度1 節距(pitch)h搖擺件高度w搖擺件寬度b內環圍部寬度17滾動面18靠置面19靠置面20箭頭21箭頭22箭頭23箭頭24壓力件25滾動面26上方的靠置面27下方的靠置面28弧長29切線30鏈行進方向K小曲率半徑G大曲率半徑A區域
權利要求
1.鏈接片，用于平環鏈，該平環鏈尤其是用于車輛驅動裝置，該鏈接片被設置用于與至少一個鉸接件如搖擺件、壓力件或搖擺壓力件作用連接，其中，該平環鏈的節距與接片厚度的數值比例處于3.7到5.5之間。
2. 根據權利要求1的鏈接片，其特征在于搖擺件高度與接片厚度的數 值比例處于1.3到1.9之間。
3. 根據權利要求1或2的鏈接片，其特征在于搖擺件寬度與接片厚度 的數值比例處于0.8到1.2之間。
4. 根據權利要求1至3中一項的鏈接片，其特征在于環圍部寬度與接 片厚度的數值比例處于0.8到1.2之間。
5. 根據權利要求1至4中一項的鏈接片，其特征在于該鏈接片制造成 沖制件，尤其是精密沖制件。
6. 根據權利要求5的鏈接片，其特征在于平滑切口份額至少近似取值 為接片厚度的70%。
7. 平環鏈，其特征在于使用了根據權利要求1至6的鏈接片。
8. 根據權利要求7的平環鏈，其特征在于該平環鏈構造成CVT鏈。
9. 根據權利要求7的平環鏈，其特征在于該平環鏈構造成齒鏈。
10. 鏈傳動裝置，其特征在于使用了根據權利要求1至9的平環鏈。
11. 車輛，其特征在于使用了根據權利要求10的鏈傳動裝置。
全文摘要
本發明涉及一種鏈接片(4)及一種用于車輛驅動裝置的平環鏈，該平環鏈具有多個通過壓力件(2)彼此鉸接地相連接的鏈接片，其中，壓力件橫向于平環鏈的縱向方向分布并且在壓力件及鏈接片上構造有各自的靠置面，壓力件及鏈接片沿著這些靠置面彼此靠置以傳遞力，其中，各自的靠置面被優化地構造。
文檔編號F16G13/04GK101283195SQ200680037330
公開日2008年10月8日 申請日期2006年9月21日 優先權日2005年10月6日
發明者A·特里勒, A·西蒙諾夫, M·尤尼格, M·沃爾內姆, M·皮丘拉, O·伊斯波拉托瓦 申請人:盧克摩擦片和離合器兩合公司