CN106414018A - 用于制造具有加强环的齿轮的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造轮(1)的方法，包括步骤(a)，在该过程中，通过将第一聚合物材料注入到第一模具(30)中形成支撑芯部(3)，其从形成旋转轴线(XX')的孔的径向内壁(4I)延伸，尽可能远地到径向外周向边缘(6)，接着是涂覆步骤(b)，在该步骤过程中，在支撑芯部(3)上以第二聚合物材料包覆成型涂层(7)，以围绕周向边缘(6)形成轮缘(8)，该方法使得在形成支撑芯部(3)的步骤(a)的过程中，将称为“加强材料”的第三材料制成的预成形加强环(10)布置在第一模具(30)中，然后在第一材料的注入过程中将所述加强环(10)至少部分地嵌入到周向边缘(6)中。

Description

用于制造具有加强环的齿轮的方法
本发明涉及制造用于确保转矩在机构内的传递的轮的一般领域，并且更具体地涉及制造旨在用于齿轮式机构的齿轮的领域。
本发明更具体地涉及制造旨在用于机动车辆的动力转向减速器的齿轮。
特别地通过文献US-2010/0201030已知的是用于制造齿轮的方法，在该过程中金属轮毂以及由塑料材料制成的齿形轮缘布置在模具中，然后通过由成型操作一起形成塑料材料制成的中间圆盘而将轮毂连接到轮缘。
然而该方法可能具有一些弊端。
实际上，该方法首先要求当成型中间圆盘时相对于轮毂非常准确地定位轮缘。在实践中，由于注入塑料的压力，在成型操作过程中各部件的任何定位缺陷，或者一个部件相对于其它部件的不受控制的移位，可能导致轮齿相对于所述轮的旋转轴线的显著同心性缺陷，这可能妨害齿轮的正常操作(噪音、磨损……)，或者甚至造成其立即废弃。
然后，由于中间圆盘与齿轮的轮缘由塑料材料制成的事实，因此难以赋予所述轮令人满意的刚性。
由此，通过该已知方法获得的齿轮，当受到高的作用力时，并且尤其是受到与蜗杆的显著接触压力时，由于挤压、由于经历椭圆制造形式或者甚至形成一种平面部分的局部凹陷而可能易于变形。
当然，改变了轮的节圆直径的圆度的这种变形，可能干扰所述轮的正常操作，或者甚至显著地减少其寿命。
当然，可以通过增加轮内的材料厚度来试图克服这种刚性的不足，例如通过提供特别密集的厚加强肋的阵列。
然而，这种材料使用体积的增加趋于增加轮的重量，并且特别地是增加轮的总体尺寸，这可能与所述轮在受到严格紧凑性要求的机构内的实施不相容。
此外，该解决方案趋于产生一些原材料的浪费，并且还可能使模具的生产和/或成型操作自身复杂化。
由此，分配到本发明的目的旨在克服上述弊端以及提出用于制造轮，尤其是齿轮的新方法，这允许以简单且不昂贵的方式获得同时具有轻质、刚性与耐用的轮。
通过轮制造方法实现了分配到本发明的目的，所述方法包括形成载体芯部的步骤(a)，在该过程中，通过将第一聚合物材料注入到第一模具中，形成载体芯部，其从形成具有与轮的旋转轴线相应的主轴线(XX')的孔的径向内壁延伸，直到径向外周向边缘，然后所述方法包括涂覆步骤(b)，在该过程中，通过在载体芯部上的包覆成型操作，以第二聚合物材料形成涂层，以便在超过所述周向边缘的径向外表面的径向厚度中围绕周向边缘形成轮缘，所述方法的特征在于，在形成载体芯部的步骤(a)的过程中，在注入第一材料之前，将预成形的加强环在基本上以主轴线(XX')为中心的位置布置在第一模具中，该加强环由不同于第一聚合物材料且不同于第二聚合物材料的称为“加强材料”的第三材料制成，并且该第三材料具有大于第一材料且大于第二材料的杨氏模量，然后在注入第一材料的同时至少部分地将所述加强环嵌入到形成周向边缘的所述第一材料的块中。
有利地，根据本发明，加强环(其固有地比载体芯部和轮缘的相应(第一和第二)构成材料更加刚性)与载体芯部的整合，允许抵抗向心径向挤压，加固和加强所述载体芯部的周向边缘，并且更一般而言加固和加强轮。
实际上，所述加强环以形成框架捆扎的箍的方式支撑载体芯部的周向边缘，以及通过延伸支撑轮的轮缘。
有利地，加强环在轮的径向厚度中，并且更特别地在载体芯部的径向厚度中的下面植入，也就是说径向地在轮缘“下方”，使得轮的加强由于加强环而特别地紧凑且不显眼。
本发明由此允许借助于相对薄的加强环来提高轮的径向刚性，并且由此准许生产特别轻质和紧凑但机械上非常耐用的轮。
此外，加强环在芯部结构内的植入特别地简单且快速，因为其足以使环达到(第一)模具的腔体中。
最后，借助于具有非常容易获得的形状的加强环实现了轮的加强，根据本发明的加强轮的制造保持简单且不昂贵。
通过阅读下面的描述以及为了说明和非限定目的提供的附图的协助下，本发明的其它目的、特征与优点将更加详细地呈现，在附图中：
图1和图2分别按照立体图与剖切立体图示出了通过根据本发明的制造方法获得的轮的实例。
图3按照局部纵向截面视图示出了在图1和图2的轮中使用的载体芯部的细节。
图4按照立体图示出了根据本发明的锯齿冠类型的加强环的第一变型。
图5按照立体图示出了根据本发明的加强带类型的加强环的第二变型，具有所述加强带的横截面的细节图。
图6按照示意图示出了在注入用于形成载体芯部的第一材料之前加强环在第一模具内的安装。
本发明涉及用于制造轮1的方法，并且更具体地制造齿轮1。
所述齿轮1可以特别地是传动装置减速器轮，并且更具体地是用于动力转向的减速器轮。
如此，轮1可以例如形成用于通过蜗杆驱动的涡轮。
齿轮1可以具有任意类型的啮合齿(未示出)，例如形成直齿、斜齿、或人字齿。
轮1将有利地固定到优选地金属插口2，这将允许其例如通过收缩配合安装在轴(未示出)上。
另选地，轮1可以直接地形成在优选地金属轴上，其使所述轮的旋转轴线具体化(在实践中，用所述轴代替图1至图3中的插口2将是足够的)。
无论何种保持类型的安装，所述轴都可以优选地在其端部之一处包括小齿轮，以允许所述轴与诸如转向柱或齿条的另一个齿部接合。
根据本发明，该方法包括形成载体芯部3的步骤(a)，在该过程中，通过将第一聚合物材料注入第一模具30中，形成载体芯部3，其从形成具有主轴线(XX')的孔的径向内壁4I延伸，直到径向外周向边缘6，所述主轴线(XX')与轮1的旋转轴线相应，如特别地在图2和图3中看到的。
为了提高轮1的强度以及简化制造，所述载体芯部3将优选地以一件式形成，并且更优选地以一件式包覆成型在插口2上，或者甚至直接地形成在轴上(所述轴可以相应地以芯部的方式集成在第一模具30内)，芯部的内壁4I遵循(并且更具体地说覆盖)所述插口(相应地所述轴)的径向外夹持表面。
主轴线(XX')将有利地与轮1的由所述轮1的不同构成元件共用的旋转轴线相应，并且在实践中将通过上述轴具体化。
为了描述的目的，“轴向”表示根据所述主轴线(XX')或者与其平行所考虑的方向或尺寸，并且“径向”表示考虑横向于，以及更具体地垂直于所述主轴线(XX')所考虑的方向或尺寸。
根据本发明，该方法还包括在形成载体芯部3的步骤(a)之后的涂覆步骤(b)，在该过程中，通过在载体芯部3上的包覆成型操作，以第二聚合物材料形成涂层7，以便在超过所述周向边缘6的径向外表面6E的径向厚度中围绕周向边缘6形成轮缘8，特别地如在图2中所看到的。
在适当的情况下，可以在所述轮缘8的径向厚度中形成啮合齿(未示出)，并且更具体地切出啮合齿。
根据优选的布置，载体芯部3包括：轮毂4，其在形成孔的径向内壁4I与径向外表面4E之间轴向地延伸；凸缘5，其从所述轮毂4(并且更具体地从所述轮毂4的径向地外表面(所述凸缘5在其上开始))基本上径向地延伸直到凸缘边缘，所述凸缘边缘与轮毂的外表面4E不同并且径向地隔开，并且其形成周向边缘6(并且为了描述与编号方便，可以与下文中的所述周向边缘6相同)。
如图2和图3中所示，凸缘边缘6有利地通过使凸缘延伸而与凸缘5成一体，并且朝向基本上平行于主轴线(XX')的方向相对于所述凸缘5向下折转，以便与凸缘5形成基本上L形的角度。
载体芯部由此可以呈现凸起、中空和基本上钟形的形状，其稳固、刚性且轻质。
诸如在图2中看到的，凸缘5在轴向上通过定向在与凸缘边缘6轴向相对的一侧上的称为“上”表面5S的表面，以及通过轴向地定向在凸缘边缘6的与涂层7相对的一侧上的称为“下”表面5I的表面界定。
下表面5I优选地打算保持裸露，没有涂层。
优选地，涂层7以一体式包括前层7F和侧向层7L，一方面，前层在超过所述凸缘的轴向厚度中覆盖凸缘5的上表面5S，并且另一方面，在超过所述凸缘边缘的径向厚度中，侧向层通过覆盖凸缘边缘6的径向外表面6E使所述前层7F轴向延伸，由此所述侧向层7L形成前述轮缘8。
(固体)凸缘5优选地围绕主轴线(XX')以360度在所述轮毂的整个周向上围绕轮毂4，以用作轮的轮辐，以便能够确保所述轮毂4与位于齿轮1的周边处的轮缘8之间的稳定连接。
如此，应该指出的是，凸缘5的总直径D5，并且更一般而言，载体芯部3的总直径，将优选地等于或大于成品轮1的总直径D1的50％，60％，或者甚至等于75％，并且优选地小于或等于成品轮的所述总直径D1的90％或者甚至等于85％。通过指示的方式，在提供的图2中，该比率D5/D1大约是84％。
此外，尽管本发明不限于具有特定尺寸的轮1，但应该指出的是，特别是在轮1旨在用于动力转向减速器的情形中，轮1的总直径D1可以基本上包括在3cm与20cm之间，更具体地在5cm与15cm之间，并且优选地等于10cm。
轮毂4将优选地轴向延伸超过凸缘5的厚度，以便确保轮1在其轴上的充分的轴向支撑。
优选地，对于紧凑性的安全性来说，所述轮毂4将至少部分地延伸，在由凸缘5和凸缘边缘6包围的体积的内部，从下表面5I轴向地突出，如特别在图2和图3中看到的。
以特别优选的方式，轮毂4将在凸缘5的任一侧上轴向地延伸(超过)，从上表面5S轴向地突出，以及相反地从下表面5I轴向地突出。
根据本发明，在形成载体芯部3的步骤(a)的过程中，在注入第一材料之前，将预成形的加强环10在基本上以主轴线(XX')为中心的位置布置在第一模具30中，如图6中所示意的，该加强环由不同于第一聚合物材料且不同于第二聚合物材料的称为“加强材料”的第三材料制成，并且第三材料具有大于第一材料且大于第二材料的杨氏模量，然后在注入第一材料的同时至少部分地将所述加强环10嵌入到形成周向边缘6的所述第一材料的块中。
以这种方式，通过增加以比分别用于形成载体芯部4和轮缘8的第一聚合物材料和第二聚合物材料更加刚性的材料制成的加强环10，所述周向边缘6，以及更一般而言轮1被有利地加强，尤其地抵抗向心径向挤压力的作用力(这由此允许通过轮缘8的凹陷而显著地减小变形，并且由此避免了轮1的椭圆制造形式或者平面部分的局部形成)。
加强环10的存在还将在适当的情况下赋予轮1更好的尺寸稳定性，尤其是针对膨胀或收缩热现象。
可以选择构成加强环10的加强材料，使得至少根据所述加强环的“纵向”方向，也就是说根据正交方向，与(优选地圆形)曲线相切，根据该曲线所述加强环10围绕主轴线(XX')包绕，拉伸杨氏模量大于第一材料且大于第二材料的拉伸杨氏模量。
有利地，在先前地成型之后，加强环10(处于固态，因而是刚性或者半刚性的)可以接合在属于第一模具30的任何适当芯部或腔体31上，以便当(通过旨在形成载体芯部3的第一材料)填充所述第一模具30时，也就是说在第一包覆成型操作(在插口2或轴上实施)过程中，自动地以主轴线(XX')为中心然后保持在所述第一模具30中的适当位置中。
优选地，加强环10具有轴向高度H10严格大于径向厚度E10的横截面。
该构造将特别地允许形成径向紧凑的加强环10，然而关于轮1的轴向支撑，并且更特别地关于轮缘8的轴向支撑，确保了轴向延伸的支撑。
加强环10的横截面当然可以具有任何适当的形状。
然而，优选地，如图2至图6中所示，加强环10的横截面将基本上是矩形。
该形状特别地允许简化所述加强环10的制造并且关于期望的稳健性优化紧凑性(尤其是径向厚度)。
通过指示的方式，径向厚度E10，此外优选地在所述加强环的整个周向上是恒定的，可以包括在0.1mm与3mm之间，尤其取决于所使用的加强材料。
所述加强环10的轴向高度H10，此外优选地在所述加强环的整个周向上是恒定的，就其本身而言可以包括在轮1的总轴向高度H1(这里等于载体芯部的轴向高度H3)的20％与75％之间。
此外，应该指出的是，加强环10可以通过任何适当的方法(预)形成，并且尤其地通过初始平面条带的弯曲(塑性变形)、通过切割成型管的节段、或者通过成型操作(在形成载体芯部3的步骤(a)之前)。
优选地，如图2和图3中所示，加强环10压靠在凸缘边缘6的面向轮毂4的径向外表面4E的径向内表面6I上。
换句话说，加强环10优选地覆盖凸缘边缘6的内壁，面对(并且在一定距离处)轮毂4的径向外表面4E，在由凸缘5和所述凸缘边缘6形成的拱顶下方，并且与轮缘8相对，并且更一般而言相对于所述凸缘边缘6(相应地相对于凸缘5)与涂层7相对。
有利地，该布置允许利用载体芯部3的凹入结构将加强环10容易地容纳在其中。
此外，该布置有利于通过第一材料包覆成型加强环10，到目前为止足以在所述包覆成型操作之前以相切方式在第一模具30的腔体31(凸形)的外周上接合所述加强环10，该腔体具有与凸缘的下表面5I和凸缘边缘的径向内表面6I的形状匹配的形状，如图6中所示。
应该指出的是，加强环10的下边缘可以有利地通过向内止动突部11(也形成在第一材料中，并且附接到凸缘边缘6的其余部分)界定，并且由此被轴向地保持。
所述止动突部11可以具有围绕主轴线(XX')分布并且与第一模具30的衬垫13的通道相应的槽口12，所述衬垫13自身形成抵抗加强环10的轴向凹陷的邻接，以便在成型载体芯部3时允许(可复制的)插入并将所述加强环10保持在适当的轴向位置中(并且更一般而言根据适合的基部)。
优选地，在形成载体芯部3的步骤(a)的过程中，通过注入第一材料形成围绕主轴线(XX')以多个方位角布置的多个加强肋17，以便局部地加强凸缘5的轴向厚度，每个所述加强肋17将轮毂4的径向外表面4E连接到凸缘边缘6的径向内表面6I以及连接到凸缘5的下表面5I(其轴向地定向在所述凸缘边缘6的一侧上)，如图1至图3中所看到的。
这些加强肋17有助于载体芯部3的强度与刚性，并且更一般而言有助于轮1的强度与刚性，同时由于在所述加强肋17之间存在空单元18而保持轻质结构。
优选地，如图2和图3中所示，加强环10抵靠凸缘边缘6的内表面61的布置，一旦移除模具30的腔体31时，则允许离开加强环10的径向内表面10I(在该情形中其形成所述环的两个大面中的一个)，至少部分地在每个单元18的内侧上显而易见并且开放。
在特别优选的方式中，为了特别地确保其稳固性，加强环10一体地形成。
根据实施的可能性，加强环10由诸如钢的金属加强材料制成。
该选择允许获得特别刚性和抗性的加强环10，甚至具有保持轮1的紧凑性的小的径向厚度E10。
如此，金属(并且更具体地钢)加强环10的径向厚度E10可以包括在0.5mm与3mm之间。
然而，如果我们使用与构成载体芯部3的第一聚合物材料几乎没有化学亲和性的金属加强材料，则适于使加强环10的表面纹理化和/或充分地嵌入加强环10，以便通过在所有方向上阻挡所述加强环而牢固地锚定在载体芯部3内。
为此目的，我们可以使用例如上述的止动突部11，其提供了下轴向邻接，以完成由凸缘5的块形成的上轴向邻接；凸缘边缘6的内表面6I就其本身而言提供了外部径向邻接；以及与加强环10的上边缘接触以便提供内部径向邻接的保持唇缘14(图3)，或者任何其它等同的不可移动构造。
根据一种实施可能性，特别好地适于(但非排他地)使用金属加强材料，并且其可以构成完整的发明，如图4中所示，加强环10为锯齿冠20的形式，其设有多个通道狭槽21，以允许加强肋17(剖开所述加强环10)在不受到所述加强环10阻断的情况下穿过加强环10的径向厚度E10。
为此目的，通道狭槽21具有基本上与加强肋17的形状匹配的形状，并且将更特别地基本上轴向地定向并在加强环10的轴向上边缘上的轴向上部上开放。
锯齿冠20由此呈现优选地抵靠止动突部11的(优选地不间断的)环形根部22，并且在此点上，轴向凸片23通过通道狭槽21彼此分开(并且其轴向高度大于根部22的轴向高度，对应于加强环10的H10)。
有利地，锯齿冠20的使用在一个方面允许受益于加强环10产生的加固效果，所述固体凸片23形成尽可能多的基本拱形物，每个拱形物将与单元18相应的中空角度部分中的一个内衬和支护到凸缘边缘6与轮缘8的后部，同时，在另一个方面，保持了载体芯部3的聚合物结构的连续性与整体性，由于通道狭槽21允许加强环10通过跨越所述加强肋而跨过加强肋17，而无需开槽或扼制或切断所述加强肋17，并且由此不会弱化它们。
根据一种实施可能性，加强环10由复合加强材料制成的加强带24形成，如图5中所示，其包括连续加强纤维26制成的框架25，按照与主轴线(XX')正交的方向，所述纤维沿着加强环10的外周延伸，所述框架25嵌入在由热塑性聚合物材料制成的基材27中。
加强带24可以例如通过浸渍(通过液态的基材27浸渍纤维26)并且然后通过压延来完成。
所述加强带24然后可以切割成期望的长度，然后在冷却并硬化成其最终的环10形状之前围绕其自身热包绕。
框架25可以有利地由平行于彼此定向的加强纤维26的束或网形成，在与主轴线(XX')正交的平面中，每个加强纤维围绕所述主轴线(XX')拉成与加强环10的轮廓相应的圆形。
所述纤维26将有利地是连续的，也就是说，每个纤维将在加强环10的整个长度上(也就是说，基本上在所述加强环10的整个周边上)不间断地一体延伸，这将赋予加强带优异的抗拉伸性(根据相对于主轴线正交的应力方向)。
加强纤维26尤其可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、或者这些类型的纤维中的两种或三种的组合。
基材27就其本身而言可以例如由聚酰胺PA66制成。
根据优选的实施变型，基材27可以由与形成载体芯部3的第一材料具有良好化学亲和性的材料以及例如具有与所述第一材料的组分相同或部分相同的组分的材料制成。
特别地，基材27可以具有与用于形成载体芯部3的第一材料的玻璃转换温度接近的玻璃转换温度。
以这种方式，在将固体形式的加强环10引入到模具30中之后，在注入第一材料时，我们可以部分地(表面地)熔化基材27，以便增加其与第一材料的化学及机械相互作用，并且由此提高加强环10固定在载体芯部3上的质量。
由此，在形成载体芯部3的步骤(a)过程中，优选地执行加强环10的基材27的至少部分再熔合，以便一方面将所述基材27与凸缘边缘6连接，以及另一方面与加强肋17连接，使得加强环10形成径向地阻断加强肋17(不同于上述的锯齿冠20)的粘附界面，同时确保凸缘边缘的径向内壁6I与所述加强肋17之间的连接，一方面所述加强环的径向外表面10E粘附于径向内壁，另一方面加强肋粘附于并且开始于同一加强环10的径向内表面10I。
根据该布置，加强环在加强肋17与凸缘边缘6之间形成分离界面，但是不会弱化载体芯部3的聚合物构造，因为所述环通过如下方式完美地“化学地”集成到所述结构：在加强肋17与凸缘边缘6之间提供“结合”类型的良好粘附，基材27以某种方式确保所述凸缘边缘6与所述加强肋17之间的第一材料的连续性。
此外，用于形成加强环10的复合加强带24的厚度E10可以基本上包括在0.15mm与3mm之间。
根据一种实施可能性，除了不考虑加强环10的组成之外还可以应用它，如图5中所示，加强环10沿着其整个轴向高度H10被开口间隙28分裂，以便有利于将所述加强肋10弹性夹持在第一模具30内。
有利地，间隙28可以如图5中的情形基本上平行于主轴线(XX')，或者斜向地倾斜以便以斜面方式切割加强环10，该间隙允许所述加强环10弹性地调节其直径，以便适应第一模具30的形状，并且更具体地适应凸形腔体31的形状。
由此，将有利于所述加强环10安装在模具30中，并且改进了在注入第一材料的过程中自发地保持在适当位置。
应该指出的是，分裂式加强环10的这种布置特别良好地适于由条带制造所述加强环，以及特别是如上所述的加强带24，加强带将围绕自身被包绕，以赋予其所需的曲率并使其接近间隙28的两端靠近彼此。
当然，作为变型，优选的是可以使用连续且非分裂式加强环10，其形成在其自身上完全闭合的一体式环，如图4中所示。
无论其形状与布置如何，加强环10将优选地接合在模具30的腔体31上，如图6中所示，以便以切向包封的方式从外部环绕突起32，所述突起与(未来的)单元18相对应并且围绕主轴线(XX')彼此分开与(未来的)加强肋17相对应的间距。
此外，应该指出的是，我们可以将任何适当的热塑性聚合物用作构成载体芯部3的第一材料以及构成涂层7的第二材料。
优选地，构成芯部3的第一材料将比第二材料更加刚性(也就是说，在实践中将呈现更大的杨氏模量)。
为此目的，第一材料可以由通过加强纤维(或者通过更多的纤维或者通过抗耐性纤维，如果第二材料自身是复合物的话)加强的复合物形成。
使用第二刚性较低(更加柔性)的材料形成涂层7将呈现若干优点。
首先，这种第二材料将容易加工，这将使得啮合齿的切割快速且不昂贵。
然后，一旦形成轮1并且在力传递机构并且更具体地说蜗杆减速器内实施，啮合齿的相对柔性将允许它们符合蜗杆的螺纹的形状，啮合齿的相对柔性将允许它们符合蜗杆的螺纹的形状，这将增加啮合齿的数量以及增大在高载荷下的接触表面。这种相对柔性还将允许载荷分布和扩散在载体芯部3的更多延伸部分上，并且由此避免了高局部应力的发生，这可能造成损坏。
通过这种方式将提高轮1的操作与使用寿命。
用于形成载体芯部3的第一更加刚性的材料(并且更具体地第一纤维材料)的使用，将有利地有助于限制在所述芯部3(并且由此更一般而言轮1的结构)的载荷下的变形。
加强纤维的使用将进一步使所述载体芯部3(以及更一般而言轮1)对于热膨胀现象不太敏感，并且将赋予形成轮1的大部分机械应力部分的所述载体芯部3对机械疲劳以及对热老化与化学老化(相对于在机构中使用的润滑剂)更好的耐受性，这将由此使轮1获得更好的使用寿命。
此外，尽管第一材料和第二材料优选地具有组分，以及由此具有不同的机械特性，但是它们将优选地朝向彼此具有一定化学亲和性(相容性)，并且在适当情况下，具有足够接近的玻璃转换温度，以便能够粘附地结合到彼此，并且更具体地以便当注入(涂层7的)第二材料时通过(芯部3的)第一材料的表面再熔合而彼此固定。
通过指示的方式，人们可以使用第一复合材料，其包括与第二材料相同组分的聚合物基材，但是与所述第二材料的差异在于包含加强纤维，或者，如果第二材料自身是包含加强纤维的复合物，那么第一材料包含较大浓度的加强纤维或者与第一材料的性质不同的另一种性质的加强纤维。
通过实例的方式，在50％的玻璃纤维下可以选择纤维聚酰胺PA66作为第一材料，并且可以选择聚酰胺PA66作为第二材料。
此外，应该指出的是，可以在第二模具(未示出)中执行涂覆步骤(b)，其至少部分地重新使用第一模具30以及特别地上述的下凸形腔体31(这允许成型芯部3的与上表面5S相对的凹形下表面5I)，从而该方法需要相对小的工具。
该方法还允许节省能量，因为载体芯部3一硬化(在插口2或轴上，以及在加强环10上)，旨在形成涂层7的第二包覆成型操作就可以立即进行，而所述载体芯部3，以及第一模具30的至少一部分(重新使用部分，这里是腔体31)由于第一包覆成型操作仍是热的。
优选地，该方法包括：在涂覆步骤(b)之后切割齿的步骤(c)，在该过程中，优选地在将轮1固定在其轴上之后，在轮缘8中切割啮合齿。
有利地，在完成成型轮1之后，也就是说，特别是在执行第一包覆成型操作(在插口2上(或者优选地在轴上)对芯部3进行)与第二包覆成型操作(在所述芯部3上对涂层7进行)的全部步骤之后，通过后验地切割啮合齿，并且在轮1的有效旋转轴线已经通过插口2或者甚至通过所述轮1固定在其上的轴而具体化时，使得所述插口2，相应地所述轴，形成用于切割机的参考，可以避免通过切割获得的齿的节圆直径与所述有效旋转轴线之间的圆度和同心度的任何缺陷。
本发明还涉及通过根据所述特征中的任一个或两个的方法获得的这种齿轮1，并且由此具有相应结构特征中的任一个。
本发明还涉及根据上述特征中任一个的加强环10的使用，以加强由聚合物材料制造的轮1，尤其是齿轮，并且更具体地涉及这种加强环10的使用，以通过将所述加强环10嵌入轮1的聚合物块中来加强该轮的载体芯部3。
本发明更具体地涉及作为轮1(尤其是齿轮)的(刚性)加强环10的加强带24(嵌入在轮的聚合物块中)的使用，并且更具体地作为该轮的芯部3和/或轮缘8的加强环。
最后，本发明还涉及包括至少一个按照根据本发明的方法获得的轮1的机构，并且尤其是动力转向减速器。
当然，本发明绝不限于上面描述的仅有变型，本领域中的技术人员特别地能够将上述特征中的任一个隔离或者自由地结合在一起，或者替换其等同物。

Claims (10)

1.一种用于制造轮(1)的方法，所述方法包括形成载体芯部的步骤(a)，在该过程中，通过将第一聚合物材料注入到第一模具(30)中，形成载体芯部(3)，所述载体芯部从形成具有与所述轮(1)的旋转轴线相应的主轴线(XX')的孔的径向内壁(4I)延伸，直到径向外周向边缘(6)，所述方法然后包括涂覆步骤(b)，在该过程中，通过在所述载体芯部(3)上的包覆成型操作，以第二聚合物材料形成涂层(7)，以便在超过所述周向边缘(6)的径向外表面(6E)的径向厚度中围绕所述周向边缘(6)形成轮缘(8)，所述方法的特征在于，在形成所述载体芯部(3)的步骤(a)的过程中，在注入所述第一材料之前，将预成形的加强环(10)在基本上以所述主轴线(XX')为中心的位置布置在第一模具(30)中，所述加强环由不同于所述第一聚合物材料且不同于所述第二聚合物材料的称为“加强材料”的第三材料制成，并且所述第三材料具有大于所述第一材料且大于所述第二材料的杨氏模量，然后在注入所述第一材料的同时至少部分地将所述加强环(10)嵌入到形成所述周向边缘(6)的所述第一材料的块中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载体芯部(3)包括：轮毂(4)，其在形成所述孔的径向内壁(4I)与径向外表面(4E)之间轴向地延伸；凸缘(5)，其从所述轮毂(4)基本上径向地延伸直到凸缘边缘，所述凸缘边缘与所述轮毂的所述径向外表面(4E)不同并且径向地隔开并且其形成所述周向边缘(6)，并且其中，所述加强环(10)压靠在所述凸缘边缘(6)的面向所述轮毂(4)的所述径向外表面(4E)的径向内表面(6I)上。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在形成所述载体芯部的步骤(a)过程中，通过注入所述第一材料形成围绕所述主轴线(XX')以多个方位角布置的多个加强肋(17)，以便局部地加强所述凸缘(5)的轴向厚度，每个所述加强肋(17)将所述轮毂(4)的所述径向外表面(4E)连接到所述凸缘边缘(6)的所述径向内表面(6l)以及连接到所述凸缘(5)的轴向地定向在所述凸缘边缘(6)的一侧上的下表面(5I)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述加强环(10)由诸如钢的金属加强材料制成。
5.根据权利要求3和4所述的方法，其特征在于，所述加强环(10)为设有多个通道狭槽(21)的锯齿冠(20)的形式，以允许在所述加强肋不受到所述加强环阻断的情况下使所述加强肋(17)穿过所述加强环(10)的径向厚度(E10)。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述加强环(10)由复合加强材料制成的加强带(24)形成，其包括由例如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、或者这些类型的纤维中的两种或三种的组合的连续加强纤维(26)制成的框架(25)，所述加强纤维根据与所述主轴线(XX)正交的方向沿着所述加强环(10)的外周延伸，所述框架(25)嵌入在由热塑性聚合物材料制成的基材(27)中。
7.根据权利要求3和6所述的方法，其特征在于，在形成所述载体芯部的步骤(a)过程中，执行所述加强环(10)的所述基材(27)的至少部分再熔合，以使所述基材(27)一方面与所述凸缘边缘(6)连接，并且另一方面与所述加强肋(17)连接，使得所述加强环(10)形成径向地阻断所述加强肋(17)的粘附界面，同时确保所述凸缘边缘的所述径向内壁(6I)与所述加强肋(17)之间的连接，一方面所述加强环的所述径向外表面(10E)粘附于所述径向内壁，另一方面所述加强肋粘附于并且开始于同一加强环的径向内表面(10I)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述加强环(10)具有横截面，优选地基本上矩形的横截面，其轴向高度(H10)严格地大于所述径向厚度(E10)，所述径向厚度(E10)优选地在所述加强环的整个周边上是恒定的。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述加强环(10)沿着其整个轴向高度(H10)被开口间隙(28)分裂，以便有利于将所述加强环弹性夹持在所述第一模具(30)内。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：在所述涂覆步骤(b)之后切割齿的步骤(c)，在该过程中，优选地在将所述轮(1)固定在其轴上之后，在所述轮缘(8)中切割啮合齿。
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