分開的齒輪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在借助于分開的齒部(Verzahnung)與第二齒輪嚙合接合時具有齒面間隙(Zahnflankenspiel)的補(bǔ)償功能的齒輪。
【背景技術(shù)】
[0002]齒輪副經(jīng)常在理論上進(jìn)行計算并且之后在理論上的設(shè)計中相互間沒有間隙。然而由于制造引起的公差范圍，實際上在齒輪的嚙合的齒部之間形成間隙。額外的促進(jìn)間隙的因素會由于齒輪在其相應(yīng)軸上的安裝不精確性、由于安裝誤差的傳遞并且由于在其它與齒輪耦合的組件中的公差大小進(jìn)行疊加。這些因素例如可以是軸間夾角偏差或者也可以是距離公差。通過變化的運行溫度調(diào)節(jié)關(guān)于齒輪的嚙合的側(cè)面之間的間隙的其它影響因素:通過熱膨脹、尤其不同的材料的不同的熱膨脹系數(shù)能夠改變距離。這涉及相互嚙合的齒輪內(nèi)部的延伸(Dehnung)，然而也例如涉及通過熱膨脹改變的齒輪支承部的位置。因此，一方面必須在嚙合的齒輪中設(shè)置間隙，從而能夠補(bǔ)償這種影響。另一方面嚙合的側(cè)面之間的間隙例如在側(cè)面變換(Flankenwechsel)時或者在以不統(tǒng)一的恒定的待傳遞的扭矩使用時引起噪音生成。
[0003]為了考慮上面所述的示例性提到的影響因素，公開了具有部分齒部(Teilverzahnung)的齒輪。這種齒輪經(jīng)常稱作所謂的零齒隙游移齒輪(Zero-Backlash-Zahrad)或者“剪式齒輪(Scissor gear)，，。
[0004]因此例如從EP 2 161 478 B1中獲知一種分開的齒輪。第一齒輪半體和第二齒輪半體通過布置在其之間的歐米茄彈簧(Omega-Feder)相互夾緊。由此能夠在與第二齒輪嚙合時齒面(Zahnflanke)總是能夠抵靠。兩個齒輪半體通過固定環(huán)(Sicherungsring)軸向相互固定。從W0 2011/160153 A1中又獲知一種分開的齒輪，其中彈性體組件布置在兩個齒輪半體之間。該彈性體組件能夠?qū)蓚€齒輪半體相互夾緊。為了能夠組裝兩個齒輪半體，使用鎖定輔助件(Arretierungshilfe)。由CN 101915297中獲知一種分開的齒輪，其中使用將第一齒輪半體連同第二齒輪半體置于應(yīng)力之下的彈簧。兩個齒輪半體能夠通過固定條關(guān)于其相應(yīng)的部分齒部平齊地固定。例如如果所述齒輪安裝在傳動裝置中，那么將固定條從齒輪中取出，并且彈簧能夠?qū)蓚€齒輪半體置于應(yīng)力之下，從而確保兩個齒輪半體中的至少一個齒輪半體在傳動裝置的相互嚙合的齒部的區(qū)域內(nèi)抵靠在對置的齒輪處。
[0005]如此固定兩個齒輪半體的缺點是，所述固定條在安裝時必須從齒輪中取出。如果在此所述固定條落入傳動裝置中，那么必要時必須將其拆開，以便在傳動裝置的隨后運行中不會由于固定條而出現(xiàn)損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的任務(wù)是提供一種齒輪，其避免了這種缺點。
[0007]該任務(wù)用具有權(quán)利要求1所述特征的齒輪以及具有權(quán)利要求10所述特征的用于安裝分開的齒輪的方法得到解決。其它有利的設(shè)計方案以及特征由相應(yīng)的從屬權(quán)利要求以及由下面的說明和附圖中分別詳細(xì)地獲知。然而所提出的獨立權(quán)利要求僅僅示出了本發(fā)明主題的表達(dá)(Formulierung)的第一建議，然而未想要對其進(jìn)行限制。更確切地說，存在通過公開文件的一個或多個特征可以補(bǔ)充或者替代相應(yīng)獨立權(quán)利要求中的一個或多個特征的可行方案。
[0008]提出了一種在借助于分開的齒部與齒輪嚙合接合時具有齒面間隙的補(bǔ)償功能的齒輪，其中該齒輪具有至少一個分割部，具有所述分開的齒部的第一區(qū)段的第一齒輪半體與具有所述分開的齒部的第二區(qū)段的第二齒輪半體沿著所述至少一個分割部能夠相互扭轉(zhuǎn)地進(jìn)行布置，其中借助于防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(Verdrehsicherung)設(shè)置齒輪半體相互間的鎖定，該防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)激活地阻止(unterbinden)齒輪半體的相互扭轉(zhuǎn)，其中在防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)激活時分開的齒部的第一和第二區(qū)段相互間至少近似對齊地過渡，而在防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)未激活時所述分開的齒部的第一和第二區(qū)段相互偏移地布置，其中兩個區(qū)段相互借助于彈性元件夾緊，并且未激活的防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在齒輪運行時保留在齒輪中。
[0009]與由現(xiàn)有技術(shù)公開的教導(dǎo)相比，其中通過固定條實現(xiàn)兩個齒輪半體的固定，然而該固定條必須從齒輪中取出，在齒輪中保留未激活的防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使得避免了在安裝齒輪時防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的損耗。由此能夠避免在安裝例如傳動裝置或其它使用這種齒輪的組件時的錯誤。
[0010]優(yōu)選只能通過彈性元件的作用以及齒輪半體相互間由此造成的夾緊來產(chǎn)生齒面間隙的補(bǔ)償。在此可以使用技術(shù)上的設(shè)計方案，如其在上面的現(xiàn)有技術(shù)中所描述的那樣。然而同樣存在至少一部分齒部具有涂層的可行方案。該涂層例如可以除去。如此例如從W02002/48575中獲知，與此相關(guān)參照該文件。也存在設(shè)置未被除去的、更確切地說而是保留在齒部上的涂層的可行方案。為此，例如可以使用彈性體的涂膠層，其具有足夠高的耐磨強(qiáng)度。
[0011]分開的齒輪的齒部優(yōu)選由第一區(qū)段和第二區(qū)段的齒部構(gòu)成。此外存在所述齒輪不僅只具有第一和第二齒輪半體的可行方案。也存在所述齒輪例如具有第三齒輪部分的可行方案，該第三齒輪部分例如同樣具有分開的齒部的區(qū)段。也存在所述齒輪分成比僅僅第一和第二齒輪半體更多部分的可行方案，因此除了分開的齒部的第一區(qū)段和第二區(qū)段之外不必設(shè)置分開的齒部的額外的區(qū)段。
[0012]所述彈性元件根據(jù)設(shè)計方案又可以是單獨的元件，所述彈性元件在防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)未激活時引起兩個區(qū)段的夾緊，由此在齒輪與第二齒輪嚙合接合時實現(xiàn)齒面間隙的補(bǔ)償功能。根據(jù)其它的設(shè)計方案可以提出，為此設(shè)置多個彈性元件。尤其也可以使用不同方法獲得的彈性元件，例如在不同作用的力矩中在使用不同的彈簧力時。優(yōu)選也可以使用用于彈性元件的技術(shù)上的設(shè)計方案，如其從上面的現(xiàn)有技術(shù)中公開的那樣并且就此對其進(jìn)行參照。
[0013]用于使用專門的彈性元件的例子提出，例如使用至少一個環(huán)形彈簧或者也使用扭轉(zhuǎn)彈簧。其例如可以圍繞齒輪的軸線單次或多次延伸。所述扭轉(zhuǎn)彈簧的端部例如可以支撐在第一齒輪半體上，而扭轉(zhuǎn)彈簧的另一個端部支撐在第二齒輪半體上。如果例如設(shè)置了用于齒輪的其它部件，那么可以替代地然而也可以額外地設(shè)置在該部件上的支撐。例如存在第一齒輪半體借助于彈性元件相對于例如固定的部件組件得到支撐的可行方案，而第二齒輪半體通過第二彈性元件同樣支撐在該固定的部件組件上。由此，結(jié)果同樣實現(xiàn)了分開的齒部的第一和第二區(qū)段的夾緊。
[0014]根據(jù)一種設(shè)計方案，所述彈性元件例如可以是彈簧。該彈簧可以具有恒定的彈簧常數(shù)。根據(jù)另外的設(shè)計方案例如提出，所述彈簧具有非線性的力-路徑-關(guān)系。該彈性元件優(yōu)選具有累進(jìn)的特性，這意味著彈簧力隨著路徑比例過大地增加。同樣所述彈性元件的其它的設(shè)計方案可以同樣分別具有這樣的特性。其它的設(shè)計方案例如提出，所述彈簧力隨著路徑而減小。例如構(gòu)造方案提出，所述彈簧力隨著路徑線性減小。其它的構(gòu)造方案提出，所述彈簧力隨著路徑同樣變得更小，更確切地說非線性地減小。力的減小例如可以有利于扭矩波動的第一較硬的加強(qiáng)(Abfangen)至后續(xù)較軟的過渡。
[0015]其它設(shè)計方案又提出，所述彈性元件例如在第一路徑上具有線性的彈簧特性，相反在第二路徑段上具有非線性的特性。由此能夠?qū)崿F(xiàn)在例如緩慢的啟動并且由此作用較小的扭矩中僅僅在線性范圍內(nèi)要求彈性元件。如果相反例如在快速加速中非常突然地傳遞很大的扭矩，那么彈性元件的非線性的特性用作為保護(hù)并且避免了相互嚙合的齒輪的齒面的必要時其它沒有限制的碰撞，這會對顯著的噪音生成做出貢獻(xiàn)。在此，根據(jù)彈性元件的設(shè)計方案，彈簧力會隨著路徑而增大或者減小。
[0016]—種設(shè)計方案提出，例如借助于彈性體的材料形成彈性元件。所述彈性元件也可以是拉力彈簧或者也可以是壓力彈簧或者說相應(yīng)作用的彈性元件。此外，該彈性元件也可以是緩沖器。本發(fā)明意義上的緩沖器是能夠緩沖一個齒面在嚙合的齒輪的另一個齒面上的撞擊的元件。原則上這能夠通過相應(yīng)的柔軟彈性的壓到一起的緩沖器實現(xiàn)。
[0017]其它設(shè)計方案又提出設(shè)置多個彈性元件，例如至少一個具有恒定的彈簧常數(shù)并且由此具有線性特性的彈性元件。另一方面設(shè)置至少一個第二彈性元件，其具有非線性的特別優(yōu)選累進(jìn)的彈簧特性。例如同樣可以提出設(shè)置具有相同性能的至少兩個彈性元件。所述彈性元件例如相互偏移180°地布置在齒輪中。如果使用三個優(yōu)選具有相同彈簧性能的彈性元件，那么這些彈性元件優(yōu)選分別以120°相互偏移地布置在齒輪中。在四個優(yōu)選分別具有相同彈簧特征的彈性元件中，其相互間以90°偏移。具有N=彈性元件的數(shù)量的這種數(shù)列N=l、2、3、4...優(yōu)選以相同的方式延續(xù)，這意味著所述彈性元件優(yōu)選以相同的角度距離相互偏移地存在于齒輪中。其它設(shè)計方案提出這尤其也用于布置具有不同彈簧特性的不同的彈性元件。在此，具有相同彈簧特性的彈性元件均勻地分布。然而同樣存在多個彈性元件相互偏移不同地布置在齒輪中的可行方案。
[0018]此外，存在形成彈性元件的組的可行方案，其中優(yōu)選每組具有相互間帶有不同的彈簧特性的至少兩個彈性元件。彈性元件的數(shù)量例如由于齒輪的有待提供的空間一起受到影響。同樣可以提出有待傳遞的負(fù)載情況(Lastverhaeltnisse)作為對彈性元件選擇的影響，尤其例如關(guān)于負(fù)載變化情況的經(jīng)驗以及在此在嚙合的齒輪沒有存在抵靠時在其它方面產(chǎn)生的噪音。
[0019]此外，在選擇彈性元件時用于彈性元件的所使用的材料、彈性元件的類型、有待傳遞的力或者說反作用力以及有待傳遞的扭矩也會起作用。同樣也適用于齒輪本身所使用的材料以及必要時從其中獲得的結(jié)構(gòu)上的自由度或者尤其在用第一和第二端部支撐相應(yīng)的彈性元件方面的限制。除了圍繞旋轉(zhuǎn)軸線沿著相同的半徑布置多個彈性元件之外，同樣存在一個或多個具有不同半徑的彈性元件圍繞旋轉(zhuǎn)軸線相互偏移以及非偏移布置的可行方案。
[0020]下面詳細(xì)探討防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的不同的設(shè)計方案和方面: 在運行期間也將防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)保留在齒輪中允許由各個部件構(gòu)成的完成組裝的齒輪在安全狀態(tài)中進(jìn)行安裝。該防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)優(yōu)選在組裝齒輪期間一起插入(miteinsetzen)。根據(jù)其它的設(shè)計方案，防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在組裝期間部分地一起插入，而防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的另一部分隨后進(jìn)行裝配。這例如可以是插入齒輪中。也可以將防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一部分套裝到齒輪上。例如也可以將防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)分開。如此，例如可以將一部分保留在齒輪中，而另一部分可以從齒輪中取出。
[0021]例如提出，在激活防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)時所述分開的齒部的第一和第二區(qū)段優(yōu)選完全對齊地交錯地過渡。這允許使用齒輪而可以不用對分開的齒部的第一和第二區(qū)段相互間在其它方面存在的偏移進(jìn)行考慮。其它的設(shè)計方案提出，可以有一定的偏移。這種偏移例如會通過制造精度產(chǎn)生。其它設(shè)計方案例如提出，通過在齒部的僅僅一個側(cè)面上、例如在兩個區(qū)段的僅僅一個區(qū)段中的涂層同樣可以調(diào)節(jié)偏移。其它設(shè)計方案例如又提出，分開的齒部的第一和第二區(qū)段相互間具有小的偏移。然而這種偏移小于在防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)未激