CN105313283A - 用于制造具有球面齿部的齿轮的模具和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于制造具有球面齿部（2）的齿轮（1）的模具（10；10a；10b），具有相对于彼此能运动的模具元件，模具元件在用于成形所述齿轮（1）的第一位置中借助于处于压力下的、液态的塑料构成腔（11），并且在用于将齿轮（1）从腔（11）中脱模的第二位置中彼此间隔地布置。根据本发明，在第一位置中通过多个沿着周向直接相互连接的分别能够围绕轴线（22；22a；22b）枢转地布置的齿形节段（20；20a；20b）构造球面齿部（2），齿形节段用于分别构造出所述球面齿部(2)的至少一个齿,齿形节段沿着平行于齿轮(1)的转动轴线(4)延伸的脱模方向松开球面齿部(2)的横截面，在第二位置中相对于第一位置将齿形节段(20；20a；20b)在其轴线(22；22a；22b)上径向向外枢转。

Description

用于制造具有球面齿部的齿轮的模具和方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造按照权利要求1的前序部分所述的具有球面齿部的齿轮的模具。本发明还涉及一种用于制造这样的齿轮的方法、一种包括多个根据本发明的模具的模具组件以及一种齿轮，该齿轮借助于根据本发明的模具来制造。

背景技术

按照权利要求1的前序部分所述的模具已经在实践中已知。它用于制造由塑料制成的正齿轮，所述正齿轮例如用作机动车的舒适性驱动装置中的传动器驱动装置的组成部分。所述舒适性驱动装置在本发明的范围中示例性地并且不受限地理解为滑动天窗驱动装置、座椅调整驱动装置、车窗升降驱动装置或者诸如此类的驱动装置。这样的相对于其转动轴线沿着周向具有球面齿部的正齿轮的优点在于，球面齿部实现了相对小的表面压力并且因此能够很高地承载。对这样的齿形来说不利的是用于制造所述齿轮的较为复杂的制造或者说较为复杂构造的模具。因此总而言之，在所述模具的构造出所述齿轮的齿部区域的区域中构造出底切，所述底切使得包括多个模具零件的模具成为必要。此外，为了使所述齿轮脱模，必须使所述模具零件至少部分地沿着不同的方向运动。因此，在实践中，为了成形所述齿部区域，通常使用圆节段状的模具零件，所述模具零件在用于成形所述齿轮的第一位置中构造出闭合的形状，并且为了使所述齿轮脱模而在第二位置中能够径向向外地运动。尤其由于相对于所述球面齿部能够径向向外调整地布置的模具元件，因而所述从实践中已知的模具具有比较高的空间需求。此外，用于使单个的模具零件沿着不同的方向运动的调整驱动装置是比较复杂地构造的。

发明内容

从所介绍的现有技术出发，本发明的任务在于，如此地改进按照两个独立权利要求的前序部分所述的用于制造具有球面齿部的齿轮模具和方法，从而实现所述模具的特别紧凑并且较为简单的结构。尤其，应该需要比较少的、能够主动调整的元件，该元件用于使单个的模具零件运动到其脱模位置中。

根据本发明，对具有权利要求1的特征的用于制造具有球面齿部的齿轮的模具来说，通过以下方式解决该任务，即在用于构造所述齿轮的第一位置中，能够通过多个、沿着周向直接相互连接的、分别能够围绕轴线枢转地布置的齿形节段构造出所述球面齿部，所述齿形节段用于分别构造出所述球面齿部的至少一个齿，其中所述齿形节段在用于使所述齿轮脱模的第二位置中沿着平行于所述齿轮的转动轴线延伸的脱模方向松开所述球面齿部的横截面，在所述第二位置中相对于第一位置使所述齿形节段在其轴线上径向向外地枢转。换而言之这表示，通过所述齿形节段的可枢转的组件，相对于现有技术而实现所述模具的明显更加紧凑的结构，因为已经足够的是，使所述齿形节段枢转比较小的角度，从而能够使所述齿轮脱模。通过所述模具的专门的构造此外可能的是，为了使所述齿型模具枢转并且为了将所述齿轮从所述模具中推出，仅仅必须使用唯一一个可主动运动的模具元件。

在从属权利要求中列举了用于制造具有球面齿部的齿轮的根据本发明的模具的有利的改进方案。

为了实现所述齿形节段在其轴线上的可枢转性，在结构设计方面的变型方案中设置成，所述齿形节段支承在沿着脱模方向可运动的支承元件的外周上。所述齿形节段的具体的支承设置成，所述支承元件具有径向环绕的凹槽，所述轴线延伸到该凹槽的横截面中，并且所述齿形节段利用枢转突起(Schwenkfortsatz)嵌入所述凹槽中。

在构造或者说成形所述齿轮的情况下，将处于高压下的液态塑料喷射到所述模具中。该高压导致的是，在没有其它结构方面的措施的情况下，使所述齿形节段在其轴线上枢转，从而不能产生所定义的齿几何形状。同时，在所述齿形节段运动的情况下，在所述齿形节段之间出现间隙，所述塑料进入所述间隙中。为了用于成形所述齿轮而构造稳固的复合构件，因而提出了，借助于将所述齿形节段径向地至少局部包围的锁止元件，在第一位置中所述齿形节段能够彼此定位，对所述复合构件来说，以尤其简单的方式和方法相互地点固定（ortsfest）地布置所述齿形节段。能够以极为简单的方式，以锁环的形式构造出该锁止元件，所述锁环在所述齿形节段的周面上包围所述齿形节段。

此外尤其优选的是，所述齿形节段由径向包围所述齿形节段、地点固定地布置的轴承环包围。该轴承环用于满足两个任务：第一，所述轴承环在用于成形所述齿轮的第一位置中径向地包围所述齿形节段，并且因此类似于所提到的锁止元件，用于所述齿形节段的相互地点固定的、刚稳的布置方式。第二，在所述支承元件运动的情况下，所述轴承环用于主动地与齿形节段共同起作用，以便绕其轴线控制或者说限制所述齿形节段的运动。

为了使得所述齿形节段围绕其枢转轴线主动地运动而设置的是，借助于至少一个、能够沿着脱模方向调整的调整机构，在两个位置之间操纵所述支承元件。因此足够的是唯一一个、例如以活塞杆为形式的调整机构，所述调整机构使所述支承元件在两个位置之间运动。因此不需要用于单个的齿形节段的独立的驱动装置。

为了尤其针对所提到的所述支承元件在两个位置之间的运动而提供用于所述支承元件的所定义的导引，优选设置成，将所述支承元件布置在具有用于所述支承元件的盲孔状的容纳部的本体中。

为了限制所述齿形节段的运动和其导引，此外尤其设置的是，所述齿形节段在第二位置中的位置能够通过布置在所述齿形节段上的导引突起来定义，所述导引突起在所述轴承环的导槽中导引突起，并且所述导引突起在第二位置中与至少一个布置在所述轴承环上的、作为用于所述导引突起的止挡件的相对元件（Gegenelement）共同地起作用。

作为对于刚刚提到的措施的替代方案或有可能的附加方案能够设置的是，通过与所述齿形节段处于作用连接中地布置的弹簧元件或者可运动的调整元件而进行所述齿形节段的运动。

按照独立的方法权利要求所述的根据本发明的方法的特征在于，在第一位置中通过多个、沿着周向直接相互连接的、分别能够围绕一轴线枢转地布置的齿形节段构造出所述球面齿部，所述齿形节段用于分别构造出所述球面齿部的至少一个齿,并且为了达到第二位置而相对于第一位置使所述齿形节段在其轴线上径向向外枢转,其中所述齿形节段沿着平行于所述齿轮的转动轴线延伸的脱模方向松开所述球面齿部的横截面。

所述方法的有利的设计方案设置了,为了达到第二位置,使所述齿形节段从第一位置中与由本体制成的支承元件一起沿着所述支承元件的纵轴线的方向运动。

此外尤其有利的是，在第一位置中将所述齿形节段在其位态中通过锁止元件锁定。

所述模具的紧凑的结构实现了，构造出具有多个、布置在共同的模具块中的模具的模具组件，总而视之，所述模具块具有比较小的位置需求。通过这样的模具块的紧凑的结构，此外还实现了较小的投资需求，所述投资需求例如由较为简单构造的加热或者冷却装置或者诸如此类装置而引起。

附图说明

从优选的实施例的下述的说明以及借助于附图可见本发明的其它的优点、特征和具体情况。

其中：

图1：在立体的单个视图中示出了具有球面齿部的齿轮，

图2：在纵向截面中示出了在闭合位置中的用于制造图1中所展示的齿轮的根据本发明的第一模具，

图3：在剖切的、透视性的视图中示出了在部分打开的位置中的根据图2的模具，

图4：在透视性、剖切的视图中示出了用于说明所述模具的齿形节段的脱模位态的根据图3的模具的细节，

图5至图7：分别在纵向截面中示出了在用于脱模所述齿轮的不同的位态期间的根据图2的模具，

图8至图10：分别在纵向截面中示出了在不同的位态期间相对于图2到7变型的模具，

图11：在部分纵向截面中示出了在齿轮的脱模位态中相对于图8到10再次变型的模具以及

图12：在立体视图中示出了包括多个根据本发明的模具的模具组件。

相同的元件或者说具有相同功能的元件在附图中设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中展示了构造为正齿轮的齿轮1，正如它尤其作为传动器驱动装置的组成部分应用在机动车的舒适性驱动装置中那样。所述舒适性驱动装置在本发明的范围中理解为滑动天窗驱动装置、座椅调整驱动装置、车窗升降驱动装置或者诸如此类的驱动装置。但是，本发明不应局限于所述齿轮1的这样的应用，而是应该可应用于任意的齿轮1或者说极为不同的用途上。

所述齿轮1在其外周上具有球面齿部（Globoidverzahnung）2，该球面齿部对称于齿轮1的中面3构造。此外，所述齿轮1具有与其转动轴线4同中心的贯通开口5，该贯通开口用于可转动地支承所述齿轮1。所述球面齿部2还构造在相对于中间区域6在高度方面变大的齿环7上。

总观图2和图3，可见用于制造齿轮1的根据本发明的模具10的主要的组成部分。在这里，所述模具10在其闭合的状态中构造了确定所述齿轮1的形状的腔11。齿轮1在所述腔11中的成形或者说构造以已知的方式和方法通过将液态的塑料喷射到所述腔11中而进行。

所述模具10包括作为载体起作用的本体12，在该本体中构造了盲孔状的容纳部13，该容纳部用于容纳和导引一支承元件15。正如仅仅借助于图5至图7所示的那样，所述支承元件15与一调整活塞16耦合，该调整活塞用于将所述支承元件15从用于构造所述齿轮1的下沉的第一位置运动到上升的第二位置中，这应通过图5中的箭头17所说明，在所述第一位置中所述支承元件15例如放置在所述容纳部13的基底上。不仅所述本体12而且所述支承元件15基本上是圆柱状构造的。此外，所述支承元件15同时用作内核18，该内核用于构造所述齿轮1的几何形状的一部分，从而内核18的背离于所述容纳部13的上侧同时限制了所述腔11。

在所述支承元件15的外周上构造了径向环绕的环形凹槽19，多个沿着所述支承元件15的周向布置的齿形节段20利用枢转突起21伸入所述环形凹槽中，其中，所述齿形节段20在环形凹槽19以内分别在轴线22中沿着箭头25（图3）的方向可枢转地支承。齿形节段20在环形凹槽19中绕所述轴线22的可枢转的支承的准确的实施或者说构造未被具体地示出，因为其并非本发明的主要方面。所述轴线22垂直于所述支承元件15的纵轴线32延伸。

所述齿形节段20中的每一个用于构造出所述球面齿部2的齿，对此它具有相应的相对形状（Gegenform）。在所示的实施例的变型方案中也可能的是，减少所述齿形节段20的数目，办法是，每个齿形节段20用于构造出所述球面齿部2的至少两个齿。

在所述齿形节段20的被展示在图2和图3中的位置中，这些齿形节段沿着周向直接以其侧面23、24相互无间隙地连接。所述齿形节段20具有相对于所述支承元件15径向向内伸入的、齿状的突起26（图4），构造所述突起用于构造出所述齿轮1的球面齿部2的几何形状。在模具10的被展示在图4中的第二位置中，所述齿形节段20围绕其轴线22如此地枢转一个角度，使得所述突起26相对于所构造的齿轮1或者说其球面齿部2径向向外地伸出并且松开所述齿轮1的球面齿部2，所述第二位置用于将所述齿轮1从所述模具10中脱模，其中，所述齿形节段20的侧面23、24彼此间隔。

在该实施例中，所述齿形节段20径向地被地点固定地布置在本体12上的轴承环30局部地围住。正如最好借助于图2的展示可见的是，所述轴承环30在其径向向内伸入的周面上具有导槽31，该导槽平行于所述支承元件15的纵轴线32或者齿轮1的转动轴线4地布置。从所述齿形节段20的外周伸向远处的导引突起33嵌入所述导槽31中。所述导引突起31布置在与枢转突起21相同的高度上。相应于图2、4和5的展示，所述导槽31从轴承环30的朝向所述本体12的端面起始，并且以与所述轴承环30的对立的端侧的一定间距终止。由此，所述轴承环30构成径向向内伸入的止挡件34，该止挡件限制了所述齿形节段20的导引突起33到所述导槽31中的运动。

沿着轴向，在背离所述本体12的侧面上，锁环35连接至所述轴承环30，借助于未示出的驱动装置同样沿着纵轴线32的方向可调整地布置所述锁环。相应于图2的展示，在用于构造所述齿轮1的第一位置中，径向地从外部向内地，所述锁环35利用一保持区段36围住所述齿形节段20。此外，所述锁环用其面向所述轴承环30的端侧在第一位置中在与轴承环30的重叠区域中平坦地靠置在该轴承环上。在所述锁环35内插入了一作为核心或者说浇口插件起作用的柱形的元件38，该元件在面向所述齿轮1的侧面上限制了所述腔11并且此外利用与所述齿形节段20共同起作用的接触面39构造出用于使所述齿形节段20围绕其轴线22运动的端部止挡件。作为补充方案提到了，也能够通过相应变型的轴承环30满足具有保持区段36的所述锁环35的功能。

正如借助于图5至7所展示的，所述本体12和支承元件15还由推出杆41、42贯穿，所述推出杆借助于未示出的调整驱动装置用于将所制造的齿轮1从所述腔11或者说从所述支承元件15中推出。

现在借助于图2以及5至7将当前所描述的模具10的功能方式阐释如下：在图2中展示了所述模具10的闭合的状态，在该状态中，所述模具10的元件占据其第一位置，在该第一位置中还构成了所述腔11。在所述模具10的该状态中，通过未示出的喷射通道将液态的、暖化的塑料在高压下喷射到所述腔11中。因为所述齿形节段20利用其侧面23、24直接相互地靠置，并且所述轴承环30利用其导引面31以及接触面39将所述齿形节段20彼此定位，那么即便在液态的塑料的比较高的压力下，也避免了所述齿形节段20围绕其轴线22的运动。在所述腔11中构造出所述齿轮1并且在塑料冷却之后，接着相应于图6，首先将所述锁环35与所述元件38一起从所述轴承环30以及齿形节段20上沿着箭头43的方向去除，所述箭头平行于所述齿轮1的转动轴线4延伸并且其方向相应于所述齿轮1的脱模方向。此外，通过所述调整活塞16将所述支承元件15局部地从其在本体12中的容纳部13中运动出来。在所述支承元件15的运动中，所述齿形节段20的导引突起33在所述轴承环30的导槽31中沿着运动。一旦所述导引突起33到达与所述轴承环30的止挡件34的接触中，那么在所述支承元件15从所述容纳装置13中的另外的向上运动的情况下，所述齿形节段20围绕所述轴线22枢转，从而所述突起26径向向外地运动，以便松开所述齿轮1的球面齿部2的区域。最后，为了使所述齿轮1脱模而使所述推出杆41、42向上运动，从而将所述齿轮1从内核18或者说从支承元件15取下。因为在该状态中，所述齿形节段20或者说其突起26径向地位于所述齿轮1的球面齿部2的区域之外，那么在这种情况中，在所述球面齿部2和突起26之间便不再出现接触。

在图8到10中展示了修改的模具10a，对该模具来说，将所述导引突起33a布置在枢转突起21a以下。所述齿形节段20a因此相对于所述齿形节段20朝向本体12的方向加长地构造。由此，沿着构造在所述轴承环30a上的、倾斜的导引斜件44并且在导槽31a中，出现所述齿形节段20a的缓慢和加长的滑移。在所述支承元件15a相应于箭头45的运动的情况下，所述导引斜件44用于将所述齿形节段20a围绕其轴线22a进行受控的倾翻。

在图11中再次展示了修改的模具10b，对该模具来说通过以下方式进行所述齿形节段20b的运动，即在所述支承元件15b中，在所述齿形节段20b的高度上分别布置了一横向于所述支承元件15b的纵轴线32布置的销46，该销利用轴线22b上方的端侧与所述齿形节段20b处于贴靠接触中。所述销46的对立的端部与一可相应于双箭头48向上运动和向下运动的控制元件49的倾斜的控制面47如此地共同起作用，使得在所述控制元件49升高的情况下，通过控制面47使所述销46径向向外运动以便使所述齿形节段20b围绕其轴线22b进行枢转，所述控制元件以杆或者环为形式。

在所述模具10的未示出的其它的修改方案中，也能够例如设置的是，在根据图11的模具10b的改变中弃用所述控制元件49，并且由压力弹簧取代所述销46，所述压力弹簧将所述齿形节段20b在抬起的位态中围绕轴线22b径向向外地挤压。

最后在图12中展示了模具组件100，所述模具组件在模具块101中例如容纳四个根据本发明的模具10。

能够以多种方式和方法变型或者说修改当前所描述的模具10、10a、10b，而不偏离于本发明思想。该发明思想在于齿形节段20、20a、20b的、能够围绕轴线22、22a、22b枢转的布置方式，所述齿形节段用于在所述模具10、10a、10b的脱模位置中将所述齿轮1的球面齿部2松开。

Claims (15)

1.用于制造具有球面齿部（2）的齿轮（1）的模具（10；10a；10b），其具有相对于彼此能运动的模具元件，所述模具元件在用于成形所述齿轮（1）的第一位置中借助于处于压力下的液态的塑料构造出腔（11），并且在用于将所述齿轮（1）从所述腔（11）中脱模的第二位置中彼此间隔地布置，

其特征在于，

所述球面齿部（2）在所述第一位置中能够通过多个沿着周向直接相互连接的、分别围绕轴线（22；22a；22b）能枢转地布置的齿形节段（20；20a；20b）来构造，所述齿形节段分别用于构造所述球面齿部（2）的至少一个齿，其中所述齿形节段（20；20a；20b）在所述第二位置中沿着平行于所述齿轮（1）的转动轴线（4）延伸的脱模方向松开所述球面齿部（2）的横截面，在所述第二位置中所述齿形节段（20；20a；20b）相对于所述第一位置在其轴线（22；22a；22b）上径向向外枢转。

2.按照权利要求1所述的模具，其特征在于，

所述齿形节段（20；20a；20b）支承在沿着脱模方向能运动的支承元件（15；15a；15b）的外周上。

3.按照权利要求2所述的模具，其特征在于，

所述支承元件（15；15a；15b）在所述模具（10；10a；10b）的第一位置中构造出所述腔（11）的部分区域。

4.按照权利要求2或3所述的模具，其特征在于，

所述支承元件（15；15a；15b）具有径向环绕的凹槽（19），所述轴线（22；22a；22b）在该凹槽的横截面中延伸，并且所述齿形节段（20；20a；20b）利用枢转突起（21）嵌入所述凹槽（19）中。

5.按照权利要求1至4中任一项所述的模具，其特征在于，

借助于径向的、至少局部包围所述齿形节段（20；20a；20b）的锁止元件（35）能够将所述齿形节段（20；20a；20b）在第一位置中彼此定位，所述锁止元件尤其以锁环为形式。

6.按照权利要求1至5中任一项所述的模具，其特征在于，

所述齿形节段（20；20a；20b）由径向地包围所述齿形节段（20；20a；20b）的、优选地点固定地布置的轴承环（30；30a）所包围。

7.按照权利要求2至6中任一项所述的模具，其特征在于，

为了使所述齿形节段（20；20a；20b）在两个位置之间运动，所述支承元件（15；15a；15b）与至少一个调整构件（16）连接。

8.按照权利要求2至7中任一项所述的模具，其特征在于，

所述支承元件（15；15a；15b）布置在一具有用于所述支承元件（15；15a；15b）的盲孔状的容纳部（13）的本体（12）中。

9.按照权利要求6至8中任一项所述的模具，其特征在于，

能够通过被布置在所述齿形节段（20；20a）上的导引突起（33；33a）定义所述齿形节段(20；20a)在第二位置中的位置，在所述轴承环（30；30a）的导槽（31；31a）中导引所述导引突起，并且所述导引突起在第二位置中与至少一个布置在所述轴承环（30；30a）上的、作为用于所述导引突起（33；33a）的止挡件（34）起作用的相对元件共同地起作用。

10.按照权利要求1至8中任一项所述的模具，其特征在于，

通过被布置与所述齿形节段（20b）处于作用连接中的弹簧元件或者能运动的调整元件（46、49）来进行所述齿形节段（20b）的运动。

11.用于尤其借助于按照权利要求1至10中任一项所述的模具（10；10a；10b）来制造具有球面齿部（2）的齿轮（1）的方法，在该方法中设置了相对于彼此能运动的模具元件，为了成形所述齿轮（1）而将所述模具元件带入到第一位置中，在所述第一位置中，所述模具元件构成腔（11），据此处于压力下的、液态的塑料被引入所述腔（11）中，并且接着所述模具元件为了将所述齿轮（1）从所述腔（11）中脱模而被带入到第二位置中，在该第二位置中所述模具元件彼此间隔地布置，

其特征在于，

在第一位置中通过多个、沿着周向直接相互连接的、分别能够围绕轴线（22；22a；22b）枢转地布置的齿形节段（20；20a；20b）构造出所述球面齿部（2），所述齿形节段用于分别构造出所述球面齿部(2)的至少一个齿,并且为了达到第二位置而相对于第一位置将所述齿形节段(20；20a；20b)在其轴线(22；22a；22b)上径向向外枢转,其中所述齿形节段沿着平行于所述齿轮(1)的转动轴线(4)延伸的脱模方向松开所述球面齿部(2)的横截面。

12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，

为了达到所述第二位置，将所述齿形节段（20；20a；20b）与由本体（12）形成的支承元件（15；15a；15b）一起从第一位置沿着所述支承元件（15；15a；15b）的纵轴线（32）的方向运动。

13.按照权利要求11或12所述的方法，其特征在于，

所述齿形节段（20；20a；20b）在所述第一位置中在所述齿形节段的位态中通过锁止元件（35）锁定。

14.模具组件（100），其包括多个、布置在共同的模具块（101）中的、按照权利要求1至10中任一项所述的模具（10；10a；10b）。

15.齿轮（1），其借助于按照权利要求1至10中任一项所述的模具（10；10a；10b）或者按照权利要求11至13中任一项所述的方法来制造。