CN103982621B - 齿轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿轮装置（1），其包括主齿轮（2）和相对于该主齿轮可沿周向（3）相对扭转的齿轮（4），其中，主齿轮（2）具有轮毂（5），可扭转的齿轮（4）设置在该轮毂上，并且所述齿轮装置包括弹簧元件（7），该弹簧元件设置在主齿轮（2）和可扭转的齿轮（4）之间，并且利用该弹簧元件，可扭转的齿轮（4）沿周向（3）相对主齿轮（2）预张紧，其中，主齿轮（2）具有至少一个第一支承元件（22）并且可扭转的齿轮（4）具有至少一个第二支承元件（23），并且弹簧元件（7）在第一支承元件（22）和第二支承元件（23）之间并且因此与主齿轮（2）的第一表面（19）和与可扭转的齿轮（4）的第二表面（21）间隔开地设置。

Description

齿轮装置

技术领域

本发明涉及一种齿轮装置，所述齿轮装置包括主齿轮和相对于该主齿轮可沿周向相对扭转的齿轮，其中，主齿轮具有轮毂，所述可扭转的齿轮设置在该轮毂上，并且主齿轮具有第一表面且所述可扭转的齿轮具有第二表面，并且所述齿轮装置包括弹簧元件，该弹簧元件设置在主齿轮的第一表面和所述可扭转的齿轮的第二表面之间，并且利用该弹簧元件，所述可扭转的齿轮沿周向相对（gegen）主齿轮预张紧

背景技术

这样的齿轮装置例如由WO2005/090830A1已知，该齿轮装置具有用于无间隙的圆柱齿轮级的齿轮，该齿轮包括轮毂、由轮毂支承的齿轮圈和包围轮毂的环形弹簧，所述齿轮圈沿垂直于轴线的中分面分成两个部分圈，即分成固定于轮毂的圈部件和相对于其可同轴旋转地支撑的圈环，所述环形弹簧以其彼此沿周向相对置的端部支承在与所述两个部分圈一件式地构成的支承接片上，所述支承接片沿齿轮圈的周向相继地设置。

在这样的齿轮装置中，在运行中可能发生的是，环形弹簧超过（über）支承接片滑动并且由此夹紧在各个部分齿轮之间。结果这导致齿轮装置的故障并且可能导致其损坏。

发明内容

本发明的任务在于，在运行期间的功能安全性方面改善开始所述的齿轮装置。

该任务在开头所述的齿轮装置中由此解决，即，主齿轮在第一表面上具有多个超出所述第一表面朝所述可扭转的齿轮的第二表面的方向凸出的第一支承元件并且所述可扭转的齿轮具有多个超出所述第二表面朝主齿轮的第一表面的方向凸出的第二支承元件，其中，弹簧元件在所述第一支承元件和所述第二支承元件之间并且因此与主齿轮的第一表面和与所述可扭转的齿轮的第二表面间隔开地设置。

由此实现，弹簧元件沿齿轮装置的轴向方向可以更好地保持在平的位置中，由此更好地避免弹簧元件在负载时的扭曲。结果可以借此更好地阻止弹簧元件超出弹簧元件通常支承在上面的支承接片的过度滑动和防止弹簧元件在主齿轮和可扭转的齿轮之间的夹紧，由此改善功能安全性。

按照对此的实施变型方案可以设定，设置至少三个第二支承元件。尽管关于弹簧元件在主齿轮和可扭转的齿轮之间的定位有利的是，用于弹簧元件的支承面较大地构成，然而，该实施变型方案具有如下优点，即借此减少支承元件和弹簧元件之间的摩擦，由此结果是可以减少支承元件的磨损。

另一方面，按照另一种实施变型方案可以设定，设置至少四个第一支承元件。该实施变型方案具有如下优点，即，支承元件在第一表面上的定位可更好适配于弹簧元件的具体的负载情况，因此尤其是支承元件在主齿轮的第一表面上的不对称的设置也是可能的。

为了进一步减少基于支承元件和弹簧元件之间的摩擦的磨损，有利的是，所述一个或多个第一支承元件和/或所述一个或多个第二支承元件长形地构成，其沿齿轮装置的径向方向纵向延伸。通过沿径向方向长形的构成借此也达到弹簧元件在支承元件上的更好的支承。

在此表明有利的是，所述一个或多个第一支承元件和/或所述一个或多个第二支承元件的长度与宽度之比从2：1至8：1的范围中选择。

如本身已知的，弹簧元件可以构成为Ω弹簧。在此有利的是，分别有一个第一支承元件设置在Ω弹簧的敞开区域旁的区域中，由此可以实现关于阻止弹簧元件由于越过主齿轮的和可扭转的齿轮的支承接片过度打滑而卡住的进一步的改善。

主齿轮的第一表面和可扭转的齿轮的第二表面以距离x彼此间隔开地构成在齿轮装置中。在此有利的是，沿齿轮装置的轴向方向，所述至少一个第一支承元件的超出第一表面的第一高度、所述至少一个第二支承元件的超出第二表面的第二高度和弹簧元件的壁厚总共等于距离x的50%和100%之间。通过该实施变型方案同样可以实现关于阻止弹簧元件由于越过主齿轮和可扭转的齿轮的支承接片过度打滑而卡住的进一步的改善。

用于减少由于摩擦的磨损可以设定为，所述支承元件和/或所述弹簧元件至少局部地设有滑动涂层。但借此尤其是也实现，改善弹簧元件沿齿轮装置的周向的可运动性，由此可以更好地阻止弹簧元件在负载时的扭转。通过借此弹簧元件可以更好地保持在平的位置中，可以再次减少弹簧元件卡住的危险。

另一方面可能的是，有意地提高摩擦，方法是可扭转的齿轮利用另一个弹簧元件沿轴向方向相对主齿轮预张紧。借此实现齿轮装置较好的声学特性。

附图说明

为了较好的理解本发明，借助后面的附图对其进一步解释。

分别在示意简化的图中示出：

图1是按照现有技术的齿轮装置的分解视图；

图2是齿轮装置的主齿轮的侧视图；

图3是齿轮装置的可扭转的齿轮的侧视图；

图4是齿轮装置的剖面图；

图5是按照图4的齿轮装置对应于图4中以V表示的圆的详细视图。

具体实施方式

首先要指出，在不同的实施形式中相同部件使用相同的附图标记或相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容可以按意义转用到具有相同附图标记或相同构件名称的相同部件上。同样，在说明中选择的位置说明如上面、下面、侧面等涉及直接描述的以及所示的附图并且在位置改变时按意义转用到新的位置。

图1在分解视图中示出齿轮装置1，如其由现有技术已知。该也称为“拼合齿轮”的齿轮装置1具有主齿轮2和相对于该主齿轮相对可沿周向3相对扭转的齿轮4，其中，主齿轮2具有轮毂5，该轮毂尤其是与主齿轮2一件式地构成。可扭转的齿轮4可扭转地设置在主齿轮2的轮毂5上。轮毂5具有用于接纳未描述的轴的孔形式的空隙6。

可扭转的齿轮4借助在该情况中构成为所谓的Ω弹簧的弹簧元件7沿周向3相对于主齿轮2预张紧，如在WO2005/090830A1中描述的，该文献因此在齿轮装置1的原理上的构造的范围中属于当前的说明书的内容。为了预张紧，如开始描述的，在主齿轮2上构成有支承接片8，该支承接片形成在可扭转的齿轮2上构成的另一个支承接片9的装配止挡部（参见图3）。弹簧元件7以其两个敞开的端部区域10、11贴靠在支承接片8、9上。弹簧元件7设置在主齿轮2中的空隙12中，因此设置在主齿轮2和可扭转的齿轮4之间。

为了将可扭转的齿轮4也沿轴向方向13固定（sichern），可以设置固定环，如其接着还要描述的。

另一方面可能的是，将可扭转的齿轮向主齿轮2预张紧。为此可以设置另一个弹簧元件14，该另一个弹簧元件在该实施变型方案中设有盘形弹簧的形状、尤其是以最宽泛的意义称谓的开槽的盘形弹簧的形状。该另一个弹簧元件14具有外环15，多个舌片16、所谓的弹簧舌从所述外环倾斜地径向向内指向地伸出。所述舌片16由构成在轮毂5的端部区域18中的一个环形的槽17接纳。因此，通过弹簧张紧，所述另一个可扭转的齿轮4沿轴向方向相对于主齿轮预张紧。

在图2至5描述按照本发明的齿轮装置1的实施变型方案。图2和3在此示出主齿轮2或可扭转的齿轮4沿轴向方向13的侧视图（参见图4）。

主齿轮2具有第一表面19。也可称为端面或者轴向端面的第一表面19在齿轮装置1的装配的状态中对置于可扭转的齿轮4，如这从图4和5可看出的那样。尤其是第一表面19形成空隙12的底面，弹簧元件7设置在该空隙中。在齿轮装置1按照图2至5的实施方式中，空隙在径向方向上通过轮毂5和环形接片20限定，其中，环形接片20沿径向方向与轮毂5间隔开。可扭转的齿轮4贴靠在主齿轮2上的环形接片20上。

可扭转的齿轮2具有第二表面21。也可称为端面或者轴向端面的第二表面21在齿轮装置1的装配的状态中对置于主齿轮2，如从图4和5可看出的。

任选地，可扭转的齿轮4也可以具有环形接片22，通过该环形接片22，可扭转的齿轮可以贴靠在主齿轮2的环形接片19上。

弹簧元件7因此在齿轮装置1的装配的状态中设置在主齿轮2的第一表面19和可扭转的齿轮4的第二表面21之间。

在主齿轮2的第一表面19上并且超出该第一表面沿轴向方向13（图4）和朝可扭转的齿轮2的第二表面21的方向凸出地设置有多个第一支承元件22，并且尤其是与主齿轮2一件式地构成。

多个第二支承元件23在可扭转的齿轮4的第二表面21上并且超出该第二表面沿轴向方向13（图4）和朝主齿轮2的第一表面19的方向凸出地设置，并且尤其是与可扭转的齿轮4一件式构成。

如更好地从图5的细节图可看出的，弹簧元件7放置在所述第一和第二支承元件22、23上。尤其是第一和第二支承元件22和23这样设置在第一表面19和第二表面21上，使得弹簧元件7沿轴向方向13（图4）仅仅靠置在第一和第二支承元件22、23上，从而因此不存在与主齿轮的第一表面19和可扭转的齿轮4的第二表面21的接触。

但在本发明的范围中也可能的是，弹簧元件7与第一支承元件22和/或第二支承元件23间隔开地设置。在第一支承元件22和弹簧元件7之间的距离可以在0.1mm和2mm之间，尤其是在0.2mm和1mm之间。在第二支承元件22和弹簧元件7之间的距离可以在0.1mm和2mm之间，尤其是在0.2mm和1mm之间。

尽管以下的说明关于第一和第二支承元件22、23总是使用多个，但在本发明的范围中也可能，分别只设置一个第一和/或一个第二支承元件22、23。然而设置多个第一和/或多个第二支承元件22、23是优选的实施变型方案。

第一支承元件22具有第一支承面24并且第二支承元件23具有用于弹簧元件7的第二支承面25。在此优选的是，第一支承元件22的第一支承面24和第二支承元件23的第二支承面25沿径向方向具有如下尺寸，所述尺寸至少与弹簧元件7在支承的区域中沿径向方向的对应的延伸尺寸一样大。

原则上可以在主齿轮上设置直到二十个、尤其是直到十个、因此例如两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个等第一支承元件22。但在需要时可以在特别的情况中也设置多于二十个第一支承元件22。

同样可以在可扭转的齿轮4上设置直到二十个、尤其是直到十个、因此例如两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个等第二支承元件23。同样在需要时可以在特别的情况也设置多于二十个第二支承元件23。

当然按照一种优选的实施变型方案，如其在图2中可看出的，在主齿轮2上设置有四个第一支承元件22。这四个第一支承元件22可以沿周向3对称地设置，因此尤其是相对彼此正交地设置。然而优选地，构成在两个彼此邻近设置的第一支承元件22之间的第一角度26不等于90°。第一角度26可以从20°至80°的范围中、尤其是30°至70°的范围中选择。

在此特别优选的设置是，其中一个第一支承元件22设置在主齿轮2上的支承接片8（图2）的区域中并且第二个第一支承元件22设置在可扭转的齿轮4的支承接片9（图3）的区域中，尤其是当弹簧元件7是所谓的Ω弹簧时。所述两个第一支承元件22在此可以沿周向3与支承接片8、9隔开距离地设置，该距离由支承接片8、9和这些相邻的第一支承元件22之间的1°和45°之间的角度、尤其是5°和30°之间的角度产生。尤其是所述两个第一支承元件22在Ω弹簧的开口区域旁设置在Ω弹簧之下的区域中，由此Ω弹簧在该区域中被更好地支承。

按照另一种优选的实施变型方案，如在图3中可看出的，在可扭转的齿轮4上设置有三个第二支承元件23。这三个第二支承元件23可以在周向3上对称设置，因此彼此成120°的角度。但也可能的是，构成在两个彼此邻近设置的第二支承元件23之间的第二角度27不等于120°。第二角度27可以从60°到115°的范围中、尤其是从80°到110°的范围中选择。

一般可以在多于四个第一和/或第二支承元件22、23的情况下，将一个、两个、三个或多个第一和/或第二支承元件22、23与分别直接相邻的第一和/或第二支承元件22、23隔开距离地设置，所述距离不等于在剩余的第一和/或第二支承元件22、23之间的距离。在此在极端情况中，第一和/或第二支承元件22、23可以完全无规则地在第一表面19或第二表面21上设置。

此外存在下述可能性，即，第一和第二支承元件22、23沿轴向方向13（图4）彼此对置或彼此错开地设置在第一表面19或第二表面21上。在此，也可以仅一个或第一和第二支承元件22、23中的几个沿轴向方向13（图4）彼此对置或彼此错开地设置在第一表面19或第二表面21上。

此外存在下述可能性，即，第一和/或第二支承元件22、23沿径向方向在相同的（如其在图2和3中示出的）或不相同的高度上设置，其中在这里也再次存在可能性，即，仅一个或几个第一和/或第二支承元件沿径向方向设置相同的或不相同的高度上。

关于几何的形状，第一和/或第二支承元件22、23可以具有任何合适的形状。第一和/或第二支承面24、25例如可以方形地、矩形地、圆地、椭圆地、多边形地、（镰刀状）弯曲等地构成。

然而在一种优选的实施变型方案中，第一和/或第二支承元件22、23——如其在图2和3中可看出的——具有长形的形状，其具有沿齿轮装置1的径向方向的纵向延伸。当然也存在如下可能性，即，支承元件22、23倾斜于径向方向延伸地构成。

在此，优选第一和/或第二支承元件22、23的沿径向方向的长度28与沿周向3的宽度29之比从2：1至8：1的范围中选择。

第一支承元件22超出主齿轮2的第一表面19沿轴向方向13具有第一高度30，如其从图5可看出的。第二支承元件22超出可扭转的齿轮4的第二表面21沿轴向方向13（图13）具有第二高度31。

弹簧元件7沿径向方向13具有壁厚32。

在此有利的是，第一高度30、第二高度31和壁厚32的总和具有等于距离x33的值，主齿轮2的第一表面19与可扭转的齿轮4的第二表面21以所述距离远离。

但一般第一高度30、第二高度31和壁厚32的总和可以具有等于距离x33的50%和100%之间、尤其是90%和100%之间的值。在此也可能的是，第一支承元件22和/或第二支承元件23中的至少一个亦或多个具有与剩余的第一支承元件22和/或第二支承元件23不同的第一高度30或第二高度31。

第一支承元件22可以具有超出第一表面19的第一高度30，该第一高度从0.05mm至1mm的范围中选择，尤其是从0.1mm至0.8mm的范围中选择。

第二支承元件23可以具有超出第二表面21的第二高度31，该第二高度从0.05mm至1mm的范围中选择，尤其是从0.1mm至0.8mm的范围中选择。

此外可能的是，第一支承元件22的第一高度31相同于或不同于第二支承元件23的第二高度32地构成。

此外可能的是，支承元件22和/或23和/或弹簧元件7至少局部地、尤其是在弹簧元件7支承在支承元件22、23的区域中设有滑动涂层。例如该滑动涂层可以由滑动漆形成。

滑动涂层在本发明的意义中是这样的涂层，利用该涂层，彼此贴靠的面的摩擦减小。

滑动涂层层厚可以关于上述的第一高度30、第二高度31和壁厚32的总和与距离x33相关被考虑。

在优选的实施形式中，主齿轮2和可扭转的齿轮4由金属的烧结材料制造。这尤其是由于，借此第一和第二支承元件22、23的成形可成批相对简单地实现。然而要提到，主齿轮2和/或可扭转的齿轮4也可以由实心材料制成。

尤其是关于烧结技术的制造被证明有利的是，第一支承元件22和/或第二支承元件23不具有在彼此邻接的面之间的锐边的过渡部。这样例如可以从第一表面19出发朝第一支承元件22的第一支承面24的方向构成倾斜的斜面，如从图5可看出的。同样可以从第二表面21出发朝第二支承元件23的第二支承面25的方向构成这样的倾斜的斜面。

此外，长形的第一和/或第二支承元件22、23的径向的端部区域可以构造有倒圆，如从图2和3可看出的。

利用所有这些措施可以改善主齿轮2和可扭转的齿轮4的脱模，由此第一和第二支承元件22、23在脱模成形（Ausformen）时不被破坏。

为了固定可扭转的齿轮4关于主齿轮2的相对轴向位置可以设置固定元件34、尤其是固定环，如其在图4中描述的。固定环可以保持在对应的、尤其是槽形的接纳部35中。

但也可能或优选地，可扭转的齿轮4沿轴向方向向主齿轮2预张紧。为此，可以代替固定元件34在接纳部35中设置另一个弹簧元件，例如上述的另外的弹簧元件14（参见图1）。通过所述预张紧，弹簧元件7的扭转或扭曲被更好避免或阻止，所述可扭转的齿轮4利用该弹簧元件沿周向3相对于主齿轮2预张紧。通过所述预张紧，齿轮装置1的动力学特性改变，方法是：所述动力学特性基于较高的摩擦变得更具惰性

最后按规定要指出：为了更好地理解齿轮装置1的构造，该齿轮装置及其组成部分局部未按比例和/或放大和/或缩小地示出。

附图标记列表

1 齿轮装置

2 主齿轮

3 周向

4 齿轮

5 轮毂

6 空隙

7 弹簧元件

8 支承接片

9 支承接片

10端部区域

11端部区域

12空隙

13方向

14弹簧元件

15环

16舌片

17槽

18端部区域

19表面

20环形接片

21表面

22支承元件

23支承元件

24支承面

25支承面

26角度

27角度

28长度

29宽度

30高度

31高度

32壁厚

33距离

34固定元件

35接纳部

Claims (11)

1.齿轮装置(1)，所述齿轮装置包括：主齿轮(2)和相对于该主齿轮可沿周向(3)相对扭转的齿轮(4)，其中，主齿轮(2)具有轮毂(5)，所述可扭转的齿轮(4)设置在该轮毂上，并且主齿轮(2)具有第一表面(19)且所述可扭转的齿轮(4)具有第二表面(21)；以及弹簧元件(7)，该弹簧元件设置在主齿轮(2)的第一表面(19)和所述可扭转的齿轮(4)的第二表面(21)之间，并且利用该弹簧元件，所述可扭转的齿轮(4)沿周向(3)相对主齿轮(2)预张紧，其特征在于，主齿轮(2)在第一表面(19)上具有至少一个超出所述第一表面(19)朝所述可扭转的齿轮(4)的第二表面(21)的方向凸出的第一支承元件(22)并且所述可扭转的齿轮(4)具有至少一个超出所述第二表面(21)朝主齿轮(2)的第一表面(19)的方向凸出的第二支承元件(23)，其中，弹簧元件(7)在所述第一支承元件(22)和所述第二支承元件(23)之间设置并且因此与主齿轮(2)的第一表面(19)和与所述可扭转的齿轮(4)的第二表面(21)间隔开地设置，第一支承元件(22)与主齿轮(2)一件式构成并且第二支承元件(23)与可扭转的齿轮(4)一件式构成。

2.按照权利要求1所述的齿轮装置(1)，其特征在于，设置至少三个第二支承元件(23)。

3.按照权利要求1或2所述的齿轮装置(1)，其特征在于，设置至少四个第一支承元件(22)。

4.按照权利要求1或2所述的齿轮装置(1)，其特征在于，所述第一支承元件(22)和/或所述第二支承元件(23)长形地构成，其具有沿齿轮装置(1)的径向方向的纵向延伸。

5.按照权利要求4所述的齿轮装置(1)，其特征在于，所述第一支承元件(22)和/或所述第二支承元件(23)的长度(28)与宽度(29)之比从2：1至8：1的范围中选择。

6.按照权利要求1或2所述的齿轮装置(1)，其特征在于，弹簧元件(7)构成为Ω弹簧，并且分别有一个第一支承元件(22)设置在Ω弹簧的敞开区域旁的区域中。

7.按照权利要求1或2所述的齿轮装置(1)，其特征在于，主齿轮(2)的第一表面(19)与可扭转的齿轮(4)的第二表面(21)以距离x(33)彼此间隔开，其中，沿齿轮装置(1)的轴向方向(13)，所述至少一个第一支承元件(22)的第一高度(30)、所述至少一个第二支承元件(23)的第二高度(31)和弹簧元件(7)的壁厚(32)总共等于距离x(33)的50％与100％之间。

8.按照权利要求1或2所述的齿轮装置(1)，其特征在于，所述第一支承元件(22)和第二支承元件(23)和/或所述弹簧元件(7)至少局部地设有滑动涂层。

9.按照权利要求1或2所述的齿轮装置(1)，其特征在于，所述可扭转的齿轮(4)利用另一个弹簧元件沿轴向方向(13)相对主齿轮(2)预张紧。

10.按照权利要求1所述的齿轮装置(1)，其特征在于，主齿轮(2)具有多个第一支承元件(22)。

11.按照权利要求1所述的齿轮装置(1)，其特征在于，可扭转的齿轮(4)具有多个第二支承元件(23)。