CN111512072A - 齿轮传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿轮传动装置(1)，所述齿轮传动装置包括具有第一齿部(5)的第一齿轮(2)、具有第二齿部(7)的第二齿轮(3)和具有第三齿部(9)的第三齿轮(4)，所述第三齿轮(4)设置在第一和第二齿轮(2、3)之间，并且第三齿部(9)与第一和第二齿部(5、7)处于啮合嵌接中，此外，所述第三齿轮(4)通过支承元件(12)能转动地支承在支承销(11)上，所述支承销(11)延伸穿过一个壁部(17)中的通孔(16)。所述支承销(11)沿径向不变地固定在所述壁部(17)的通孔(16)中并且在支承销(11)和支承元件(12)之间设置弹簧元件(21)。

Description

齿轮传动装置

技术领域

本发明涉及一种齿轮传动装置，所述齿轮传动装置包括具有第一齿部的第一齿轮、具有第二齿部的第二齿轮和具有第三齿部的第三齿轮，所述第三齿轮设置在第一和第二齿轮之间，并且第三齿部与第一和第二齿部处于啮合嵌接中，此外，所述第三齿轮通过支承元件能转动地支承在支承销上，所述支承销延伸穿过一个壁部中的通孔。

此外，本发明还涉及一种用于装配齿轮传动装置的方法，所述齿轮传动装置包括具有第一齿部的第一齿轮、具有第二齿部的第二齿轮和具有第三齿部的第三齿轮，一个支承销穿过一个壁部中的通孔和第三齿轮插入，或者第三齿轮套插在所述支承销上，并且所述第三齿轮通过支承元件能转动地支承在所述支承销上，所述通孔构造成，使得所述第三齿轮设置在第一和第二齿轮之间，并使第三齿部与第一和第二齿部啮合嵌接。

背景技术

由DE 10 2011 017 337 A1已知一种内燃机，所述内燃机具有壳体、带有齿轮的曲轴、至少一个带有齿轮的平衡轴和将曲轴的齿轮与平衡轴的齿轮连接的中间齿轮。所述中间齿轮能转动地支承在一个支承销上，所述支承销沿径向可移动地支承在壳体中并且可以固定在壳体上。此外，该文献还记载了一种用于装配这种内燃机的方法，根据所述方法，沿径向在一个方向上给中间齿轮加载确定的力，所述方向居中地在中间齿轮与邻接的齿轮形成的两个接触中点之间延伸，此后，将支承销固定在壳体上。

就是说，为了调整齿隙需要确定的力。所述力通常由外部的致动机构产生，所述致动机构以确定的角度并且利用确定的力将中间齿轮压向两个另外的齿轮。因此，这种装配较为耗时。此外，致动机构成本很高。

发明内容

本发明的目的在于，在具有至少三个相互啮合的齿轮的齿轮传动装置中，简化齿隙的调整。

在前面所述的齿轮传动装置中，这样来实现所述目的，即，所述支承销沿径向不变地固定在所述通孔中，并且在支承销和支承元件之间设置弹簧元件。

此外，本发明的所述目的还利用前面所述的方法来实现，根据所述方法设定，以等于所述支承销的外径的直径制作所述通孔，并且在支承销和支承元件之间设置弹簧元件，利用所述弹簧将第三齿轮的第三齿部的齿压向第一齿轮的第一齿部的齿以及压向第二齿轮的第二齿部的齿。

这里有利的是，为了装配所述齿轮传动装置，可以提供一种预制的齿轮-支承元件-弹簧元件单元，所述单元能简单地套装到所述支承销上或者说所述支承销能简单地插入所述单元中。借助于所述弹簧元件将第三齿轮压向另外两个齿轮，从而例如为了调整啮合的齿轮的齿隙不再需要从外部、例如通过所述致动机构施加另外的用于挤压所述第三齿轮的力。由此可以明显简化齿隙的调整，因此在这种齿轮传动装置的装配线中可以实现相应的耗时和成本上的优点。此外可以设定，为了避免损坏可能存在的涂层，无载荷地进行套插。通常利用所述方法可以改进带涂层的支承销或带涂层的齿轮的套插，例如具有适应性涂层的支承销或齿轮，如例如记载在WO 2012/151604 A1或WO 2012/151603 A1中的支承销或齿轮。

根据所述齿轮传动装置的一个实施方案可以设定，所述弹簧元件构造成套筒形的。由此可以简化所述齿轮-支承元件-弹簧元件单元的操作，因为通过弹簧元件的套筒形状所述弹簧元件不再会容易地滑落。此外，由此不存在弹簧元件的优选方向，这样，可以以关于周边的任意姿态将弹簧元件装入齿轮传动装置中。

此外，所述弹簧元件可以构造成双曲面形的。除了套筒形以外，弹簧元件的这种构成附加地具有这样的优点，侧面区域贴靠在支承元件上，由此实现了简单的用于使第三齿轮对中的可能性。由此，在向其他两个齿轮推进时可以更好地避免第三齿轮发生扭曲或倾斜。

根据所述齿轮传动装置的另一个实施方案可以设定，所述弹簧元件具有至少一个缝隙。由此，在施加到第三齿轮上的挤压力方面实现了简单的可调节性，从而要调整的齿隙能够更好地与具体使用的齿部相适配。

为了更为简单地安装第三齿轮并且为了同时相对于另外两个齿轮将第三齿轮固定在希望的相对位置中，可以设定，所述弹簧元件与能够用来将支承销固定在所述壁部上的螺母连接。此外，通过弹簧元件与螺母的连接可以实现将弹簧元件更为精确地定位在支承销与支承元件之间。

根据所述方法的一个实施方案可以设定，将用于支承销的所述通孔这样定位在所述壁部中，使得第三齿部的节圆与第一和第二齿部的节圆相交。由此，在齿轮传动装置中安装第三齿轮时可以使弹簧元件具有更大的变形。由此，通过这种途径，同样可以在一定范围内改变挤压力，其方式是，根据齿轮传动装置改变各节圆的交点。由此可以将所述系统更为灵活地构成。此外，这个实施方案有这样的优点，即，在调节齿隙之后，可以使第三齿轮基本上不受载地与其他两个齿轮啮合，由此可以更为精确地设置轴间距，并且由此可以改善齿轮传动装置的噪声特性，和/或必要时与适应性涂层相结合可以改善齿轮传动装置的磨损模式/齿面接触区(Tragbild)。

附图说明

为了更好地理解本发明，参考附图来详细说明本发明。

其中分别以简化的示意图：

图1用正视图示出齿轮传动装置的一个局部；

图2用横向剖视图示出根据图1的齿轮传动装置的一个局部；

图3示出弹簧元件的一个实施方案。

具体实施方式

首先应确定，在不同地说明的实施形式中，相同的部件具有相同附图标记或相同构件名称，包含在整个说明书中的公开内容能够合理地转用到具有相同附图标记或相同构件名称的相同部件。在说明书中选用的位置说明，如例如上、下、侧等涉及当前说明的以及示出的附图并且在位置变化时这些位置说明能合理地转用到新的位置。

在图1中简化示出齿轮传动装置1的一个局部。所述齿轮传动装置包括第一齿轮2、第二齿轮3和第三齿轮4。

第一齿轮2具有第一齿部5，所述第一齿部具有第一齿6。

第二齿轮3具有第二齿部7，所述第二齿部具有第二齿8。

第三齿轮4具有第三齿部9，所述第三齿部具有第三齿10。

所述第三齿轮4设置在第一齿轮2和第二齿轮3之间，从而第三齿轮的齿10与第一齿轮2的齿6和第二齿轮8的齿8处于啮合嵌接。

第一、第二和第三齿轮2-4相应能转动地设置在轴上。

齿轮传动装置1特别是内燃机的一部分，第一齿轮2可以设置在曲轴上，而第二齿轮3可以设置在平衡轴上。第三齿轮4构成中间齿轮，以便由此实现第一和第二齿轮2、3的同向转动。

如能更好地从图2中看出的那样，第三齿轮4的轴通过支承销11形成。为了使第三齿轮4能够自由转动地设置在支承销11上，在第三齿轮4和支承销11之间设置支承元件12。在这个具体的实施例中，支承元件12沿径向方向始终设置在第三齿轮4的下方并且设置在支承销11的上方。此外，支承元件12在所示实施方案中是球轴承，所述球轴承特别是具有这样的轴向长度，所述轴向长度至少近似地等于第三齿轮4的轴向长度。

但所述支承元件12沿轴向方向也可以比第三齿轮4更长或更短。

支承销11可以具有轴区域13，所述轴区域具有光滑的表面。第三齿轮4优选设置在这个轴区域13中。

此外，所述支承销11特别是具有一个端部区域14，所述端部区域可以设有外螺纹。由此，螺母15可以设置在这个端部区域14中，利用所述螺母可以固定支承销11。对了实现这种固定，可以引导支承销11穿过壁部17中的通孔16。如果现在旋紧螺母15，支承销11的头部18被压向壁部并且由此力锁合和摩擦锁合地固定所述支承销。

壁部17例如可以是传动装置壳体的壳体壁部。

支承销11的轴区域13可以相对于其端部区域14带有凸肩，如在图2中示出的那样。例如端部区域14可以具有比轴区域13小的直径。

壁部17中的所述通孔16具有至少近似等于支承销11在轴区域13中的外径20的直径19。这里，“至少近似”是指，通孔16的直径19具有恰好使支承销11可以穿过的尺寸。但这个直径19的尺寸不会过大，以至于使得支承销在通孔16中有明显的径向可运动性。就是说，支承销11也可以称为固定轴。所述支承销固定且沿径向不变/不可移动地设置在壁部17的通孔16中。换言之，通孔16的直径19配合精确地与支承轴11的外径20相匹配。

支承销11在轴区域13中的外径20特别是具有与通孔16的直径19精确相等的尺寸。

如进一步由图2可以看到的那样，在支承销11和支承元件12之间设置至少一个弹簧元件21。所述至少一个弹簧元件21特别是沿径向方向设置在支承元件12的下方并且设置在支承销11的上方。支承元件12和/或支承销11优选直接贴靠在弹簧元件21上。

利用弹簧元件21可以实现的是，使第三齿轮4的第三齿部9的第三齿10压向第一齿轮2的第一齿部7的第一齿以及压向第二齿轮3的第二齿部7的第二齿8。

这个效果优选用于调整与第三齿部9啮合的第一和第二齿部5和7的齿隙。为此可以设定，第三齿10、特别是第三齿10的齿面的至少一部分，和/或第一和第二齿6、8、特别是第一和第二齿6、8的齿面的至少一部分设有能磨掉和/或适应性的涂层。备选地也可以施加(至少部分地)能磨掉的层，所述层本身不必通过涂覆施加，而是例如可以粘贴或以其他方式接合。

这种可磨掉的用于调整齿隙的涂层由现有技术、例如由WO02/48575A2已知，从而不必详细对此进行说明。只需要提及的是，这种涂层较为快速地被磨掉，就是说在齿轮2-4的磨合期之内磨掉，由此形成齿隙。这种涂层或层的层厚因此特别是对应于希望的齿隙的尺寸。如果两个相互啮合的齿轮都是有涂层的，则层厚仅相当于希望的齿隙的一半或一部分。

为了装配齿轮传动装置1，首先将第一和第二齿轮2、3预装到相应的轴上。此后从外部通过壁部17中的通孔16将支承销11导入壳体中，并将第三齿轮4套插到所述支承销上，而形成预装配的结构单元。但装配的这个顺序也可以是相反地进行的，其方式是，首先装入第三齿轮，并且此后使支承销11穿过壳体和组件弹簧元件21-支承元件12插入。

要安装的第三齿轮4设置在支承元件12上、特别是设置在球轴承上，弹簧元件21设置在球轴承的内圈上。这个齿轮-轴承-弹簧单元套到支承销11上。弹簧元件11因此沿第一齿轮2和第二齿轮3的方向施加力。所述力与弹簧元件21的几何结构以及与弹簧元件的材料相关并且由此可以在较宽的范围内适配调整。此时，齿轮-轴承-弹簧单元通过螺母15旋紧在支承销11上，从而一方面通过滚动轴承内圈与壳体之间的摩擦锁合，另一方面通过滚动轴承内圈与螺母15/垫片之间的摩擦锁合固定地定位齿轮-轴承单元，并且即使在运行中支承销11也不再能移动。

为了完整起见，要指出的是，通孔16当然必须这样定位在壁部中，即，使得第三齿轮4可以设置在第一和第二齿轮2、3之间，并且能使第三齿部9与第一和第二齿部5、7发生啮合嵌接。

如已经说明的那样，弹簧元件在几何结构方面以及在所采用的材料方面可以不同地设计。

作为材料可以采用例如聚合物和/或金属材料。弹簧元件21此外可以一体地构成或者作为复合材料构成。同样也可以采用例如构造成多层的弹簧元件21。

也可以使用多于一个弹簧元件21，这些弹簧元件例如在轴区域12中在支承销11的周边上分布地设置。

但优选所述弹簧元件21构造成套筒形的。

在图3中示出这种弹簧元件21的一个实施方案。所述弹簧元件21构造成双曲面形的，就是说，从而弹簧元件具有直径比两个端部区域小的中间区域。由此，这种弹簧元件21在中间区域贴靠在支承销11上，而在端部区域中贴靠在支承元件12上，如由图2示出的那样。

如进一步由图3可以看到的那样，弹簧元件可以为了调整要施加的力而具有至少一个缝隙22。可以设有多个缝隙22，这些缝隙特别是均匀地在弹簧元件21的周边上分布地设置。

所述至少一个缝隙22特别是可以沿弹簧元件21的纵向、就是说沿支承销11的轴向方向延伸。但所述缝隙也可以构造成相对于所述方向倾斜地延伸或者构造成螺旋形地延伸。

除了双曲面形的构型，弹簧元件21例如也可以构造成桶形的。此外可以设定，弹簧元件21具有弹簧片，所述弹簧片压向支承元件12或支承销11。

根据另一个实施方案可以设定，所述弹簧元件21与螺母15连接，利用所述螺母能够将支承销11固定在壁部17上。

也可以设定的是，用于支承销11的通孔16这样定位在壁部17中，即，使得第三齿部9的节圆与第一和第二齿部5、7的节圆相交。由于齿轮轴之间过小的间距，支承元件12和支承销11之间的弹簧元件21发生变形并且由此朝第一齿轮2和第二齿轮3的轴的方向施加较高的力。

术语“节圆”根据DIN 3960(本发明首次申请日有效的版本)的定义按照用于齿部的常规用语使用。

各实施例示出或描述了可能的实施方案，其中，在这里要指出的是，各个实施方案也可以相互组合。

为了符合规定最终要指出的是，为了更好地理解结构，所述齿轮传动装置或其组成部分不是一定按比例示出的。

附图标记列表

1 齿轮传动装置

2 齿轮

3 齿轮

4 齿轮

5 齿部

6 齿

7 齿部

8 齿

9 齿部

10 齿

11 支承销

12 支承元件

13 轴区域

14 端部区域

15 螺母

16 通孔

17 壁部

18 头部

19 直径

20 外径

21 弹簧元件

22 缝隙

Claims (7)

1.齿轮传动装置(1)，所述齿轮传动装置包括具有第一齿部(5)的第一齿轮(2)、具有第二齿部(7)的第二齿轮(3)和具有第三齿部(9)的第三齿轮(4)，所述第三齿轮(4)设置在第一和第二齿轮(2、3)之间，并且第三齿部(9)与第一和第二齿部(5、7)处于啮合嵌接中，此外，所述第三齿轮(4)通过支承元件(12)能转动地支承在支承销(11)上，并且所述支承销(11)延伸穿过一个壁部(17)中的通孔(16)，其特征在于，所述支承销(11)沿径向不变地固定在所述壁部(17)的通孔(16)中，并且在所述支承销(11)和支承元件(12)之间设置弹簧元件(21)。

2.根据权利要求1所述的齿轮传动装置(1)，其特征在于，所述弹簧元件(21)构造成套筒形的。

3.根据权利要求1或2所述的齿轮传动装置(1)，其特征在于，所述弹簧元件(21)构造成双曲面形的。

4.根据权利要求1至3之一所述的齿轮传动装置(1)，其特征在于，所述弹簧元件(21)具有至少一个缝隙(22)。

5.根据权利要求1至4之一所述的齿轮传动装置(1)，其特征在于，所述弹簧元件(21)与能够用来将支承销(11)固定在壁部(17)上的螺母(15)连接。

6.用于装配齿轮传动装置(1)的方法，所述齿轮传动装置包括具有第一齿部(5)的第一齿轮(2)、具有第二齿部(7)的第二齿轮(3)和具有第三齿部(9)的第三齿轮(4)，将一个支承销(11)穿过一个壁部(17)中的通孔(16)和第三齿轮(4)插入或者将第三齿轮(4)套插在所述支承销(11)上，并且第三齿轮通过支承元件(12)能转动地支承在所述支承销(11)上，所述通孔(16)构造成，使得所述第三齿轮(4)设置在第一和第二齿轮(2、3)之间并且使所述第三齿部(9)与第一和第二齿部(5、7)啮合嵌接，其特征在于，以等于支承销(11)的外径(20)的直径(19)制作所述通孔(16)，并且在所述支承销(11)和支承元件(12)之间设置弹簧元件(21)，利用所述弹簧元件将第三齿轮(4)的第三齿部(9)的齿(10)压向第一齿轮(2)的第一齿部(5)的齿(6)和第二齿轮(3)的第二齿部(7)的齿(8)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将用于支承销(11)的所述通孔(16)这样定位在所述壁部(17)中，使得第三齿部(9)的节圆与第一和第二齿部(5、7)的节圆相交。

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