KR20150125590A - 백래시 없는 변속기 단을 위한 기어휠 및 이와 함께 설치되는 변속기 단 - Google Patents

백래시 없는 변속기 단을 위한 기어휠 및 이와 함께 설치되는 변속기 단 Download PDF

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KR20150125590A
KR20150125590A KR1020150058783A KR20150058783A KR20150125590A KR 20150125590 A KR20150125590 A KR 20150125590A KR 1020150058783 A KR1020150058783 A KR 1020150058783A KR 20150058783 A KR20150058783 A KR 20150058783A KR 20150125590 A KR20150125590 A KR 20150125590A
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wheel
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슈뇔쳐 클라우스
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마그나 파워트레인 아게 운트 코 카게
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Abstract

기어휠(01) 및 이러한 종류의 기어휠(01)과 끼워맞춰지는 변속기 단(06)에 대한 설명이 주어진다. 기어휠(01)은 제1 기어 림 부품(21) 및 이와 동축으로 배치되는 제2 기어 림 부품(22)을 포함하는 기어 림(02)을 포함한다. 2개의 기어 림 부품(21, 22)은 회전 축선(03)을 중심으로 서로에 대해 회전될 수 있다. 기어휠은 또한 2개의 기어 림 부품(21, 22) 사이에 위치되고, 원주 방향으로 작용하며, 2개의 기어 림 부품(21, 22)을 서로에 대해 사전 부하시키는 스프링(04)을 포함한다. 기어휠(01)은 제1 기어 림 부품(21) 및/또는 제2 기얼 림 부품(22) 및/또는 스프링(04) 사이의 상대적인 운동을 감쇠시키는 감쇠 수단(05)에 의해 특징지어 진다. 변속기 단은 적어도 하나의 서로 맞물리는 기어휠 쌍을 포함하고, 기어휠 쌍 중 하나의 휠은 상기 기어휠(01)로서 구현된다.

Description

백래시 없는 변속기 단을 위한 기어휠 및 이와 함께 설치되는 변속기 단{GEARWHEEL FOR A BACKLASH-FREE TRANSMISSION STAGE AND TRANSMISSION STAGE EQUIPPED THEREWITH}
본 발명은 독립 청구항 1의 전제부 절에 따른 기어휠 및 독립 청구항 15의 전제부 절에 따른 상기 종류의 기어휠과 끼워맞춰지는 변속기 단(transmission stage)에 관한 것이다.
변속기 단들에 있어서, 예를 들어 낮은 소음 수준에 대한 소망으로 인해, 기어휠에 대한 소정 휠의 회전시에 하나 이상의 기어휠이 이 기어휠과 맞물리는 하나 이상의 휠에 대해 어떠한 백래시도 갖지 않도록 설계된 하나 이상의 기어휠을 사용하는 경우가 있을 수 있다.
백래시 없는 변속기 단을 위한, 분할형 기어휠 또는 시저스 기어휠(scissors gearwheel) 또는 실제로 "분할 기어"라 칭하는, 이러한 과제를 실행하기 위한 기어휠이 알려져 있다.
DE 7345374는, 서로 맞물리는 기어휠 쌍 중 하나의 휠, 주로 구동 휠이 시저스 기어휠로서 구현되고, 이 기어 기어휠은 2개의 기어 림 부품 사이에 위치되고 원주 방향으로 작용하는 스프링에 의해 서로에 대해 사전부하되는 2개의 기어 림 부품을 포함하는 기어 림을 갖는 변속기 단을 개시하고 있다. 2개의 기어 림 부품 중 하나는 토크 전달을 위해 사용되는 반면, 다른 것은 백래시 보상을 실행한다.
DE 201 04 777 U1은 백래시 없는 평기어 단(spur wheel stage)을 위한 기어휠을 개시한다. 상기 기어휠은 허브, 허브에 의해 지지되는 기어 림 및 허브를 둘러싸는 환상 스프링을 갖는다. 기어 림은 기어휠의 회전 축선에 대해 수직으로 연장되는 분할면을 따라 2개의 기어 림 부품으로 분할된다. 기어 림 부품 중 하나는 허브에 고정된 림 부품인데 반해, 다른 기어 림 부품은 회전 축선 주위에서 동심으로 상기 림 부품에 대해 회전가능하도록 장착된 림 링이다. 원주 방향의 그 대향 단부에 의해, 환상 스프링은 정지부 형태의 접합부에서 한쪽에서는 허브에 고정된 림 부품에 다른 쪽에서는 림 링에 지지된다. 환상 스프링의 2개의 단부는 림 링이 림 부품에 대해 회전될 때 원주 방향으로 서로를 지나서 이동될 수 있고 반경방향으로 서로에 대해 오프셋되어 있는 정지부 중 적어도 하나에서 사전부하 하에 지지된다.
알려진 기어휠에 대한 공통점은 불만족스러운 질량 균형의 단점이고, 그 결과는 기어휠이 운동하는 회전 속도에 따라 한편으로는 같은 위상 및/또는 다른 위상의 비틀림 진동 및 최악의 경우에는 서로에 대해 회전할 수 있는 기어 림 부품의 공진 진동 및/또는 스프링의 진동이며, 이는 심지의 기어휠 및 그와 함께 끼워맞춰져 있는 변속기 단의 파괴를 초래할 수 있으며, 다른 한편으로는 예를 들어 2개의 기어 림 부품 사이에서 사전부하를 공급하며 가압 스프링이라고도 칭하는 환상 스프링으로서 구현된 스프링의 진동이다. 이것이 즉각적인 고장을 초래하지는 않더라도, 이는 예를 들어 가압 스프링이 그것의 2개의 단부에 의해 2개의 기어 림 부품에 고정되는 접합부에 증가된 마모를 유발하며, 상기 접합부는 예를 들어 가압 스프링의 2개의 단부의 대응하는 환상 개구에 결합되는 핀으로서 구현되는 것이며, 그리고/또는 가압 스프링 자체에, 예를 들어 가압 스프링이 그 2개의 단부에 의해 대응하여 설계된 접합부에 고정되게 하는 상기 개구에 증가된 마모를 유발하며, 그리고/또는 가압 스프링의 2개의 단부를 위한 정지부로서 구현되는 대응하는 접합부 및/또는 가압 스프링의 2개의 단부에 증가된 마모를 유발한다. 요컨대, 이는 감소된 작동 신뢰성과 함께 알려진 기어휠의 수명의 감소를 초래한다.
본 발명의 목적은 증가된 작동 신뢰성을 갖는 변속기 단뿐만 아니라 백래시 없는 변속기 단을 위한 기어휠을 개발하는 것이다.
상기 목적은 각각의 경우에 독립 청구항의 특징부에 의해 달성된다. 다른 유익한 실시형태들이 종속 청구항에 의해 기재되어 있다.
따라서, 본 발명의 제1 주제는 백래시 없는 변속기 단을 위한 기어휠에 관한 것이다. 분할형 기어휠 또는 시저스 기어휠 또는 실제로 "분할 기어"라고 칭할 수도 있는 상기 기어휠은 제1 기어 림 부품 및 제2 기어 림 부품을 포함하는 기어 림을 갖고, 제1 기어 림 부품은 제2 기어 림 부품과 동축으로 배치되며, 이 2개의 기어 림 부품은 회전 축선을 중심으로 서로에 대해 회전될 수 있다. 2개의 기어 림 부품은 2개의 기어 림 부품 사이에 위치되며 원주 방향으로 작용하는 스프링에 의해 서로에 대해 사전부하된다.
2개의 기어 림 부품 중 하나는 토크 전달을 위해 사용되는 반면, 다른 것은 백래시 보상을 실행한다.
회전 축선은 샤프트와 같은 기계적인 요소의 의미에서의 특징부가 아니라 회전 대칭 축선 또는 거울 축선과 유사한 기하학적 특징부이다.
회전 축선은 기어 림에 의해 둘러싸이고 그리고/또는 기어 림에 의해 형성되는 평면에 수직이다. 예를 들어, 이 평면은 기어 림을 그것의 기어 림 부품으로 분할하는 분할 평면일 수 있다.
회전 축선은 회전 축선에 대해 수직으로 연장되는 평면에서 보았을 때 기어 림의 기하학적 중력 중심과 일치하는 기어 림의 중심을 통과한다.
기어휠은 제1 기어 림 부품 및/또는 제2 기어 림 부품 및/또는 스프링 사이의 상대적인 운동을 감쇠시키는 감쇠 수단에 의해 특징지어 진다.
감쇠 수단은 스프링의 부하 방향에 대해 접선 감쇠 효과를 제공한다.
본 발명에 따른 의미에서의 감쇠는 진동의 원리에서 가능한 시스템의 진동의 진폭이 시간에 따라 감소하거나 또는 환경에 따라 진동이 전혀 발생하지 않을 수 있는 현상을 말하며, 종래기술과 관련하여 초반에 기재된 바와 같이 상기 시스템은 제1 및 제2 기어 림 부품 및 이들을 원주 방향으로 서로에 대해 사전부하시키는 스프링을 포함한다.
상기 상대적인 운동은 2개의 기어 림 부품 사이의 비틀림 진동, 및/또는 스프링과 2개의 기어 림 부품 중 적어도 하나와의 사이의 진동, 및/또는 스프링의 진동을 포함할 수 있다.
2개의 기어 림 부품은 휴지 위치를 가질 수 있으며, 이 휴지 위치에서 2개의 기어 림 부품은 회전 축선에 대한 상호 회전과 관련하여 스프링이 2개의 기어 림 부품 중 어느 하나를 다른 기어 림 부품에 대해 회전시킬 수 없는 서로에 대한 위치를 취한다. 휴지 위치에서, 스프링은 늦추어질 수 있고 그리고/또는 2개의 기어 림 부품의 서로에 대한 회전은 하나 이상의 정지부에 의해 일 방향으로 차단될 수 있으며, 그리고/또는 스프링은 양쪽 모두의 경우에 2개의 기어 림 부품의 각각에 대해 반대 방향의 동일한 크기의 힘을 작용시킨다.
스프링은 적어도 휴지 위치 이외에서 2개의 기어 림 부품을 서로에 대해 사전부하시킨다.
감쇠 수단은 적어도 휴지 위치에서 그리고/또는 휴지 위치 주위에서 상대적인 운동을 감쇠시킬 수 있다.
감쇠 수단은 제1 기어 림 부품 및/또는 제2 기어 림 부품 및/또는 스프링 사이의 상대적인 운동으로부터 유래하는 운동 에너지를 흡수하는 가요성 재료를 포함하는 하나 이상의 요소를 포함할 수 있다.
운동 에너지를 흡수하는 가요성 재료는 단지 몇 가지 생각할 수 있는 실시형태를 들면 고무 및/또는 고무 화합물 및/또는 고무 유사 재료일 수 있다.
감쇠 수단은 하나 이상의 충격 감쇠기를 포함할 수 있다. 충격 감쇠기는 바람직하게는 상대적인 운동을 감쇠시켜 휴지 위치 초래한다.
휴지 위치에 대한 근접도의 증가에 따라 감쇠의 증가가 제공될 수 있다.
기어휠은 각각의 기어 림 부품에 스프링의 대향 단부의 각각을 위한 접합부를 가질 수 있다.
스프링은 그 대향 단부에 의해 한쪽에서는 제1 기어 림 부품의 접합부 및 다른 쪽에서는 제2 기어 림 부품의 접합부에 지지될 수 있다. 이 경우, 스프링은 휴지 위치에서 제1 및 제2 기어 림 부품의 2개의 접합부에 대해 사전부하 하에 지지될 수 있다. 여기서, 사전부하는 압축력에 의해 초래된다. 스프링과 접합부 사이의 인장력의 전달은 예를 들어 DE 201 04 777 U1으로부터 알려진 바와 같이 지지에서는 예상되지 않는다.
대안으로서, 스프링은 그 대향 단부에 의해 접합부에 고정될 수 있고, 스프링-그 대향 단부의 영역에서- 및 접합부는 서로에 대해 형상결합방식으로(positively) 연결된다. 형상결합방식의 결합을 위해, 접합부는 예를 들어 스프링의 대향 단부의 대응하는 개구에 결합되는 핀으로서 설계될 수 있다. 이러한 종류의 배치가 예를 들어 DE 7345374로부터 알려져 있다.
접합부는 2개의 기어 림 부품이 회전될 때 접합부가 서로를 지나가도록 2개의 기어 림 부품에 배치될 수 있다. 이는 예를 들어 기어휠의 회전 축선에 대한 2개의 접합부의 서로에 대한 반경방향 오프셋에 의해 달성될 수 있다. 회전 축선에 대한 2개의 접합부의 축방향 오프셋이 마찬가지로 생각될 수 있다.
감쇠 수단은 접합부와 스프링의 대향 단부와의 사이의 적어도 일부에 제공될 수 있다. 예를 들어, 감쇠 수단은 접합부와 스프링의 대향 단부와의 사이에 배치되는 운동 에너지를 흡수하는 가요성 재료를 포함하는 하나 이상의 요소를 포함할 수 있다.
대안으로서 또는 추가로, 감쇠 수단은 기어 림 부품 중 적어도 하나와 스프링과의 사이의 적어도 일부에 제공될 수 있다. 예를 들어, 감쇠 수단은 기어 림 부품 중 적어도 하나와 스프링과의 사이에 배치되는 운동 에너지를 흡수하는 가요성 재료를 포함하는 하나 이상의 요소를 포함할 수 있다.
스프링은 환상 스프링으로서 설계될 수 있다.
감쇠 수단은 기어 림 부품 중 적어도 하나와 환상 스프링과의 사이의 적어도 일부에 제공될 수 있다.
감쇠 수단은 바람직하게는 기어 림 부품 중 적어도 하나와 원주 방향으로 서로 대향하여 위치되는 환상 스프링의 2개의 단부 중 적어도 하나와의 사이의 적어도 일부에 제공될 수 있다.
환상 스프링은 원주 방향으로 서로 대향하여 위치되는 그 단부에 의해 한쪽에서는 제1 기어 림 부품의 접합부 및 다른 쪽에서는 제2 기어 림 부품의 접합부에 지지될 수 있고, 상기 접합부는 예를 들어 DE201 04 777 U1에 의해 기재된 바와 같이 예를 들어 정지부로서 설계된다.
대안으로서, 환상 스프링은 원주 방향으로 서로 대향하여 위치되는 그 단부에 의해 한쪽에서는 제1 기어 림 부품의 접합부 및 다른 쪽에서는 제2 기어 림 부품의 접합부에 고정될 수 있으며, 상기 접합부는 예를 들어 핀으로서 설계되며, 예를 들어 DE 201 04 777 U1에 의해 기재된 바와 같이 스프링-그 대향 단부의 영역에서- 및 접합부는 서로에 대해 형상결합방식으로 연결된다.
기어휠은 기어휠의 회전 축선과 동축으로 배치되며 기어 림을 유지하는 허브를 가질 수 있다.
예를 들어 환상 스프링으로서 설계되는 스프링은 허브를 둘러쌀 수 있다.
2개의 기어 림 부품은 예를 들어 DE 201 04 777 U1에 의해 기재된 바와 같이 스냅 링 리테이너에 의해 축방향으로 고정될 수 있고 하나가 다른 것에 꼭 맞게 배치될 수 있다.
바람직하게는 환상 스프링으로서 설계되는 스프링은 하나 또는 양쪽 기어 림 부품의 대응 형상 오목부에 배치될 수 있고, 상기 오목부는 환상 스프링으로서 설계된 스프링의 예에서는 환상이다.
감쇠 수단은 바람직하게는 환상 스프링으로서 구현되는 스프링과 회전 축선으로부터 외측을 향해 반경방향으로 떨어져 있는 하나 또는 양쪽 기어 림 부품의 오목부를 경계 짓는 적어도 하나의 벽과의 사이의 적어도 일부에 제공될 수 있다.
감쇠 수단은 바람직하게는, 회전 축선으로부터 외측을 향해 반경방향으로 떨어져 있는 하나 또는 양쪽 기어 림 부품의 오목부를 경계 짓는 적어도 하나의 벽과 바람직하게는 환상 스프링으로서 구현되는 스프링의 원주 방향으로 서로 대향하여 위치되는 2개의 단부 중 적어도 하나와의 사이의 적어도 일부에 제공될 수 있다.
특히 바람직한 선택으로서, 감쇠 수단은, 바람직하게는 환상 스프링으로서 구현되는 스프링과 회전 축선으로부터 외측을 향해 반경방향으로 떨어져 있는 하나 또는 양쪽 기어 림 부품의 오목부를 경계 짓는 벽과의 사이에 배치되는 운동 에너지를 흡수하는 가요성 재료를 포함하는 2개의 요소를 포함하며, 이 요소는 스프링의 단부의 영역에서 하나의 요소가 스프링의 각각의 단부에 대해 배치된다.
이 경우, 하나의 요소는 스프링의 일 단부의 영역과 제1 기어 림 부품과의 사이에 배치될 수 있고, 하나의 요소는 스프링의 나머지 단부의 영역과 제2 기어 림 부품과의 사이에 배치될 수 있다.
이러한 배치에서, 스프링의 일 단부는 바람직하게는 제1 기어 림 부품과 가동 연결되고, 스프링의 나머지 단부는 바람직하게는 제2 기어 림 부품과 가동 연결되어, 2개의 기어 림 부품을 원주 방향으로 서로에 대해 사전부하시킨다.
대안으로서, 양쪽 요소는 스프링의 단부의 영역에서 스프링과 회전 축선으로부터 외측을 향해 반경방향으로 떨어져 있는 단지 하나의 기어 림 부품의 오목부를 경계 짓는 벽과의 사이에 제공될 수 있다.
기어휠은 직선형 또는 사면 톱니 또는 이중 또는 다중 사면(V-형상, N-형상, W-형상 등)을 가질 수 있다.
기어휠의 톱니는 인벌류트 톱니(involute toothing) 또는 사이클로이드 톱니(cycloid toothing) 또는 인벌류트 톱니와 사이클로이드 톱니의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 기어휠에 대해 톱니의 다른 유형을 또한 생각할 수 있다.
상기 기어휠은 몇 가지 생각할 수 있는 실시형태를 들면 평기어 단을 위한 평기어, 타원형 기어 단(elliptical wheel stage)을 위한 타원형 기어(elliptical wheel), 또는 베벨 기어 단(bevel wheel stage)을 위한 베벨 기어(bevel wheel)로서 구현될 수 있다. 이러한 리스트는 완전하다고 할 수 없다.
본 발명의 이러한 부품은 충격 감쇠기로, 예를 들어 백래시 없는 변속기 단을 위한 기어휠에 설치되는 고무 완충기 형태로 실행될 수 있으며, 이는 기어휠의 제2 기어 림 부품에 대해 기어휠의 회전 축선을 중심으로 회전가능하도록 배치되고 가압 스프링에 의해 원주 방향으로 제2 기어 림 부품에 대해 스프링-부하되는 기어휠의 제 1 기어 림 부품의 비틀림 진동을 감쇠시키며, 제1 기어 림 부품과 제2 기어 림 부품의 서로에 대한 상대적인 회전을 제한하는 정지부에서의 제1 기어 림 부품과 제2 기어 림 부품과의 사이 및/또는 가압 스프링의 하나 또는 양쪽 대향 단부와 각각의 경우에 기어 림 부품 중 하나에 회전가능하게 연결되는 하나 또는 양쪽 접합부와의 사이의 임의의 딱딱한 충격을 회피시키고 비틀림 진동의 진폭을 감소시킨다.
상기 기어휠은 증가된 서비스 수명 및 작동 신뢰성과 함께 마모의 감소를 가능하게 한다.
본 발명의 제 2 주제는, 서로 맞물리는 기어휠 쌍 중 하나의 휠, 주로 구동 휠이 상기 기어휠로서 구현되며, 이 기어휠은 2개의 기어 림 부품 사이에 위치되고 원주 방향으로 작용하는 스프링에 의해 서로에 대해 사전 부하되는 2개의 기어 림 부품으로 포함하는 기어 림을 갖는 변속기 단에 관한 것이다. 2개의 기어 림 부품 중 하나는 토크 전달을 위해 사용되는 반면, 다른 것은 백래시 보상을 실행한다.
변속기 단은 몇 가지 생각할 수 있는 실시형태를 들면 평기어 단, 타원형 기어 단 또는 베벨 기어 단으로서 구현될 수 있다. 예를 들어 선형 구동장치로서 사용되는 랙 단(rack stage) 형태의 실시형태가 마찬가지로 생각될 수 있다.
설명된 목적의 완전한 달성 외에도, 특히 종래기술의 모든 단점의 제거를 통해 종래기술 이상의 장점이 얻어진다.
본 발명 및 그 장점을 도면에 도시된 예시적인 실시형태에 의해 이하에서 보다 상세하게 설명한다. 도면에서는 형상의 일부가 간략화 되어 있고 다른 형상들은 보다 큰 명확화를 위해 다른 요소에 대해 확대된 축척으로 도시되어 있기 때문에, 도면의 개별적인 요소의 크기 비율은 항상 실제 크기 비율에 대응하는 것은 아니다. 동일하거나 동일한 작용을 갖는 본 발명의 요소에 대해서는 동일한 도면 부호가 사용된다. 또한, 각각의 도면을 설명하기 위해 요구되는 도면 부호만이 이해의 목적을 위해 각각의 도면에 도시되어 있다. 도시된 실시형태는 본 발명에 따른 기어휠 또는 본 발명에 따른 변속기 단이 어떻게 구현될 수 있는지에 대한 예일 뿐이며 한정적인 선택을 나타내는 것이 아니다.
도 1은 기어휠을 부분적으로 절개된 측면도에서 나타낸다.
도 2는 도 1로부터의 기어휠을 사시도에서 나타낸다.
백래시 없는 변속기 단을 위한 도 1 및 도 2에 전체적으로 또는 부분적으로 나타낸 기어휠(01)은 기어 림(02)을 포함한다. 기어 림(02)은 제1 기어 림 부품(21) 및 그것과 동축으로 배치된 제2 기어 림 부품(22)을 포함한다. 2개의 기어 림 부품(21, 22) 중 하나는 토크 전달을 위해 사용되는 반면, 다른 것을 백래시 보상을 실행한다.
2개의 기어 림 부품(21, 22)은 기어 휠(01)의 회전 축선(03)을 중심으로 서로에 대해 회전될 수 있다. 회전 축선(03)은 회전 축선(03)에 대해 직각으로 연장되는 평면에서 보았을 때 기어 림(02)의 기하학적 중력 중심과 일치하는 기어 림(02)의 중심을 통과한다. 샤프트와 같은 기계적인 요소의 의미에서의 특징부가 아닌 회전 대칭 축선 또는 거울 축선과 유사한 기하학적 특징부를 형성하는 회전 축선(03)은 기어 림(02)에 의해 둘러싸이고 그리고/또는 기어 림에 의해 형성되는 평면에 수직이다. 이 평면은 예를 들어 기어 림(02)을 그 기어 림 부품(21, 22)으로 분할하는 분할 평면일 수 있다.
분할형 기어휠(01) 또는 시저스 기어휠(01) 또는 "분할 기어"라고도 칭하는 백래시 없는 변속기 단을 위한 기어휠(01)은 2개의 기어 림 부품(21, 22) 사이에 위치되고 원주 방향으로 작용하는 스프링(04)을 포함한다. 스프링(04)은 2개의 기어 림 부품(21, 22)을 서로에 대해 사전부하시킨다. 기어휠(01)은 제1 기어 림 부품(21) 및/또는 제2 기어 림 부품(22) 및/또는 스프링(04) 사이의 상대적인 운동을 감쇠시키는 감쇠 수단(05)에 의해 특징지어 진다.
상기 상대적인 운동은 2개의 기어 림 부품(21, 22) 사이의 비틀림 진동, 및/또는 스프링(04)과 2개의 기어 림 부품(21, 22) 중 적어도 하나와의 사이의 진동, 및/또는 스프링(04)의 진동을 포함할 수 있다.
여기서, 감쇠 수단(05)에 의해 제공된 감쇠는, 진동의 원리에서 가능한 시스템의 진동의 진폭이 시간에 따라 감소하거나 또는 환경에 따라 진동이 전혀 발생하지 않을 수 있는 현상을 말하며, 종래기술과 관련하여 초반에 기재된 바와 같이 상기 시스템은 제1 기어 림 부품(21) 및 제2 기어 림 부품(22) 및 이들을 원주 방향으로 서로에 대해 사전부하시키는 스프링(04)을 포함한다.
감쇠 수단(05)은 제1 기어 림 부품(21) 및/또는 제2 기어 림 부품(22) 및/또는 스프링(04) 사이의 상대적인 운동으로부터 유래하는 운동 에너지를 흡수하는 가요성 재료를 포함하는 하나 이상의 요소(51, 52)를 포함할 수 있다.
운동 에너지를 흡수하는 가요성 재료는 바람직하게는 고무 및/또는 고무 화합물 및/또는 고무 유사 재료이다.
감쇠 수단(05)은 상대적인 운동을 감쇠시켜 휴지 위치를 초래하는 하나 이상의 충격 감쇠기(53, 54)를 포함하고, 이 휴지 위치에서 2개의 기어 림 부품(21, 22)은 회전 축선(03)에 대한 상호 회전과 관련하여 스프링(04)이 2개의 기어 림 부품(21, 22) 중 어느 하나를 다른 기어 림 부품(22, 21)에 대해 회전시킬 수 없는 서로에 대한 위치를 취한다.
2개의 기어 림 부품(21, 22)은 휴지 위치를 가질 수 있으며, 이 휴지 위치에서 2개의 기어 림 부품은 회전 축선(03)에 대한 상호 회전과 관련하여 스프링(04)이 2개의 기어 림 부품(21, 22) 중 어느 하나를 다른 기어 림 부품(22, 21)에 대해 회전시킬 수 없는 서로에 대한 위치를 취한다. 휴지 위치에서, 스프링(04)은 늦추어질 수 있고 그리고/또는 서로에 대한 2개의 기어 림 부품(21, 22)의 회전은 하나 이상의 정지부에 의해 일 방향으로 차단될 수 있으며, 그리고/또는 휴지 위치에서, 스프링(04)은 양쪽 모두의 경우에 2개의 기어 림 부품(21, 22)의 각각에 대해 반대 방향의 동일한 크기의 힘을 작용시킨다.
스프링(04)은 바람직하게는 적어도 휴지 위치 이외에서 2개의 기어 림 부품(21, 22)을 서로에 대해 사전부하시킨다.
감쇠 수단(05)은 적어도 휴지 위치에서 그리고/또는 휴지 위치 주위에서 상대적인 운동을 감쇠시킬 수 있다.
바람직하게는 휴지 위치에 대한 근접도가 증가함에 따라 감쇠가 증가한다.
기어휠(01)은 바람직하게는 각각의 기어 림 부품(21, 22)에 스프링(04)의 대향 단부(41, 42)의 각각을 위한 접합부(61, 62)를 갖는다.
스프링(04)은 그 대향 단부(41, 42)에 의해 한쪽에서는 제1 기어 림 부품(21)의 접합부(61) 및 다른 쪽에서는 제2 기어 림 부품(22)의 접합부(62)에 지지될 수 있거나, 또는 스프링(04)은 그 대향 단부(41, 42)에 의해 접합부(61, 62)에 고정될 수 있으며, 접합부(61, 62) 및 스프링(04)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 스프링의 대향 단부(41, 42)의 영역에서 서로에 대해 형상결합방식으로 연결된다. 형상결합방식의 결합을 행하기 위해, 접합부(61, 62)는 예를 들어 스프링(04)의 대향 단부(41, 42)의 대응하는 개구(43, 44)에 결합되는 핀(63, 64)으로서 설계될 수 있다.
접합부(61, 62)는 바람직하게는 2개의 기어 림 부품(21, 22)이 회전될 때 접합부가 서로를 지나가도록 2개의 기어 림 부품(21, 22)에 배치된다. 이는 예를 들어 기어휠(01)의 회전 축선(03)에 대한 2개의 접합부(61, 62)의 서로에 대한 상대적인 반경방향 오프셋에 의해 달성될 수 있다. 회전 축선(03)에 대한 2개의 접합부(61, 62)의 축방향 오프셋이 마찬가지로 생각될 수 있다.
감쇠 수단(05)은 접합부(61, 62)와 스프링(04)의 대향 단부(41, 42)와의 사이의 적어도 일부에 제공될 수 있다. 예를 들어, 감쇠 수단(05)은 접합부(61, 62)와 스프링(04)의 대향 단부(41, 42)와의 사이에 배치되는 운동 에너지를 흡수하는 가요성 재료를 포함하는 하나 이상의 요소를 포함할 수 있다.
감쇠 수단(05)은 바람직하게는 기어 림 부품(21, 22) 중 적어도 하나와 스프링(04)과의 사이의 적어도 일부에 제공될 수 있다. 예를 들어, 감쇠 수단(05)은 기어 림 부품(21, 22) 중 적어도 하나와 스프링(04)과의 사이에 배치되는 운동 에너지를 흡수하는 가요성 재료를 포함하는 하나 이상의 요소(51, 52)를 포함할 수 있다.
특히 바람직한 선택으로서, 스프링(04)은 환상 스프링(45)으로서 설계된다.
환상 스프링(45)은 원주 방향으로 서로 대향하여 위치되는 그 단부(41, 42)에 의해 한쪽에서는 제1 기어 림 부품(21)의 접합부(61) 및 다른 쪽에서는 제2 기어 림 부품(22)의 접합부(62)에 지지될 수 있고, 상기 접합부는 예를 들어 DE 201 04 777 U1에 기재된 바와 같이 예를 들어 정지부로서 설계된다.
대안으로서, 환상 스프링(45)은 원주 방향으로 서로 대향하여 위치되는 그 단부(41, 42)에 의해 한쪽에서는 제1 기어 림 부품(21)의 접합부(61) 및 다른 쪽에서는 제2 기어 림 부품(22)의 접합부(62)에 고정될 수 있으며, 상기 접합부는 예를 들어 핀으로서 설계되며, 예를 들어 DE 201 04 777 U1에 기재된 바와 같이 스프링(04)-그 대향 단부(41, 42)의 영역에서- 및 접합부(61, 62)는 서로에 대해 형상결합방식으로 연결된다.
감쇠 수단(05)은 기어 림 부품(21, 22) 중 적어도 하나와 환상 스프링(45)과의 사이의 적어도 일부에 제공될 수 있다.
예를 들어, 감쇠 수단(05)은 기어 림 부품(21, 22) 중 적어도 하나와 원주 방향으로 서로 대향하여 위치되는 환상 스프링(45)의 2개의 단부(41, 42) 중 적어도 하나와의 사이의 적어도 일부에 제공될 수 있다.
예를 들어 환상 스프링(45)으로서 설계되는 스프링(04)은 하나 또는 양쪽 기어 림 부품(21, 22)의 대응 형상 오목부(07)에 배치될 수 있고, 상기 오목부는 환상 스프링(45)으로서 설계된 스프링(04)의 예에서는 환상이다.
감쇠 수단(05)은 바람직하게는 환상 스프링(45)으로서 설계되는 스프링(04)과 회전 축선(03)으로부터 외측을 향해 반경방향으로 떨어져 있는 하나 또는 양쪽 기어 림 부품(21, 22)의 오목부(07)를 경계 짓는 적어도 하나의 벽(70)과의 사이의 적어도 일부에 제공될 수 있다.
감쇠 수단(05)은 바람직하게는, 회전 축선(03)으로부터 외측을 향해 반경방향으로 떨어져 있는 하나 또는 양쪽 기어 림 부품(21, 22)의 오목부(07)를 경계 짓는 적어도 하나의 벽(70)과 바람직하게는 환상 스프링(45)으로서 구현되는 스프링(04)의 원주 방향으로 서로 대향하여 위치되는 2개의 단부(41, 42) 중 적어도 하나와의 사이의 적어도 일부에 제공될 수 있다.
특히 바람직한 선택으로서, 감쇠 수단(05)은, 바람직하게는 환상 스프링(45)으로서 구현되는 스프링(04)과 회전 축선(03)으로부터 외측을 향해 반경방향으로 떨어져 있는 하나 또는 양쪽 기어 림 부품(21, 22)의 오목부(07)를 경계 짓는 벽(70)과의 사이에 배치되는 운동 에너지를 흡수하는 가요성 재료를 포함하는 2개의 요소(55, 56)를 포함하며, 이 요소(55, 56)는 스프링(04)의 단부(41, 42)의 영역에서 하나의 요소(55, 56)가 스프링(04)의 각각의 단부(41, 42)에 대해 배치된다.
이 경우, 하나의 요소(55)는 스프링(04)의 일 단부(41)의 영역과 제1 기어 림 부품(21)과의 사이에 배치될 수 있고, 하나의 요소(56)는 스프링(04)의 나머지 단부(42)의 영역과 제2 기어 림 부품(22)과의 사이에 배치될 수 있다.
이러한 배치에서, 스프링(04)의 일 단부(41)는 바람직하게는 제1 기어 림 부품(21)과 가동 연결되고, 스프링(04)의 나머지 단부(42)는 바람직하게는 제2 기어 림 부품(22)과 가동 연결되어, 2개의 기어 림 부품(21, 22)을 원주 방향으로 서로에 대해 사전부하시킨다.
대안으로서, 양쪽 요소(55, 56)는 스프링(04)의 단부(41, 42)의 영역에서의 스프링(04)과 회전 축선(03)으로부터 외측을 향해 반경방향으로 떨어져 있는 단지 하나의 기어 림 부품(21 또는 22)의 오목부(07)를 경계 짓는 벽(70)과의 사이에 제공될 수 있다.
기어휠(01)은 기어휠(01)의 회전 축선(03)과 동축으로 배치되며 기어 림(02)을 유지하는 허브(08)를 가질수 있다.
예를 들어 환상 스프링(45)으로서 설계되는 스프링(04)은 허브(08)를 둘러쌀 수 있다.
2개의 기어 림 부품(21, 22)은 예를 들어 DE 201 04 777 U1에 기재된 바와 같이 스냅 링 리테이너에 의해 축방향으로 고정될 수 있고 하나가 다른 것에 꼭 맞게 배치될 수 있다.
기어휠(01)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 사면 톱니를 가질 수 있다.
기어휠은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 평기어 단을 위한 평기어로서 구현될 수 있다.
이미 언급된 바와 같이, 위에 기재된 기어휠(01)은 적어도 하나의 서로 맞물리는 기어휠 쌍을 갖는 백래시 없는 변속기 단의 일부일 수 있다. 기어휠 쌍 중 하나의 휠, 주로 구동 휠은 상기 기어휠(01)로서 구현되고, 이 기어휠(01)은 기어휠(01)의 회전 축선(03)을 중심으로 서로에 대해 회전될 수 있고 2개의 기어 림 부품(21, 22) 사이에 위치되고 원주 방향으로 작용하는 스프링(04)에 의해 서로에 대해 사전 부하되는 2개의 기어 림 부품(21, 22)을 포함하는 기어 림(02)을 갖는다.
변속기 단은 평기어 단, 타원형 기어 단 또는 베벨 기어 단으로서 구현될 수 있다. 예를 들어 선형 구동장치로서 사용되는 랙 단 형태의 실시형태가 마찬가지로 고려될 수 있다.
종래기술 이상의 장점은 스프링(04)의 진동의 감쇠 및 진폭의 감소를 통한 마모의 감소 및 서비스 수명 및 작동 신뢰성의 수반되는 증가이다. 이는 감쇠 요소(51, 52, 53, 54, 55, 56)를 삽입함으로써 달성되며, 상기 요소는 바람직하게는 고무를 포함한다.
본 발명은 특히 백래시 없는 기어휠 및 이것과 함께 끼워맞춰지는 변속기 단의 생산 분야에서 산업적으로 적용될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시형태를 참고하여 기재되었다. 그러나, 통상의 기술자는 이하의 청구항의 보호의 범위 내에서 본 발명에 대한 변형 또는 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. 제1 기어 림 부품(21) 및 제1 기어 림 부품(21)과 동축으로 배치되는 제2 기어 림 부품(22)을 포함하는 기어 림(02)으로서, 2개의 기어 림 부품(21, 22)은 회전 축선(03)을 중심으로 서로에 대해 회전될 수 있는 기어 림(02), 및 2개의 기어 림 부품(21, 22) 사이에 위치되고, 원주 방향으로 작용하며, 2개의 기어 림 부품(21, 22)을 서로에 대해 사전부하시키는 스프링(04)을 갖는 백래시 없는 변속기 단을 위한 기어휠(01)에 있어서, 제1 기어 림 부품(21), 제2 기어 림 부품(22) 및 스프링(04) 중 적어도 2개 사이의 상대적인 운동을 감쇠시키는 감쇠 수단(05)을 특징으로 하는, 기어휠(01).
  2. 제1항에 있어서, 감쇠 수단(05)은 제1 기어 림 부품(21), 제2 기어 림 부품(22) 및 스프링(04) 중 적어도 2개 사이의 상대적인 운동으로부터 유래하는 운동 에너지를 흡수하는 가요성 재료를 포함하는 하나 이상의 요소(51, 52, 53, 54, 55, 56)를 갖는, 기어휠(01).
  3. 제2항에 있어서, 운동 에너지를 흡수하는 가요성 재료는 고무 또는 고무 화합물 또는 고무 유사 재료인, 기어휠(01).
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 감쇠 수단(05)은 상대적인 운동을 감쇠시켜 휴지 위치를 초래하는 하나 이상의 충격 감쇠기(53, 54)를 포함하며, 상기 휴지 위치에서 2개의 기어 림 부품(21, 22)은 회전 축선(03)에 대한 상호 회전과 관련하여 스프링(04)이 2개의 기어 림 부품(21, 22) 중 어느 하나를 다른 기어 림 부품(22, 21)에 대해 회전시킬 수 없는 서로에 대한 위치를 취하는, 기어휠(01).
  5. 제1항에 있어서, 휴지 위치에 대한 근접도의 증가에 따라 감쇠의 증가가 제공되는, 기어휠(01).
  6. 제1항에 있어서, 기어휠(01)은 각각의 기어 림 부품들(21, 22)에 스프링(04)의 대향 단부(41, 42)의 각각을 위한 접합부(61, 62)를 갖는, 기어휠(01).
  7. 제6항에 있어서, 스프링(04)은 그 대향 단부들(41, 42)에 의해 한쪽에서는 제1 기어 림 부품(21)의 접합부(61) 및 다른 쪽에서는 제2 기어 림 부품(22)의 접합부(62)에 지지되는, 기어휠(01).
  8. 제6항에 있어서, 스프링(04)은 그 대향 단부들(41, 42)에 의해 접합부(61, 62)에 고정되며, 접합부(61, 62, 63, 64) 및 스프링(04)은 스프링(04)의 대향 단부들(41, 42, 43, 44)의 영역에서 서로 형상결합방식으로 연결되는, 기어휠(01).
  9. 제6항, 제7항 또는 제8항에 있어서, 접합부(61, 62)는 2개의 기어 림 부품(21, 22)이 회전될 때 접합부(61, 62)가 서로를 지나가도록 2개의 기어 림 부품(21, 22)에 배치되는, 기어휠(01).
  10. 제6항에 있어서, 감쇠 수단(05)은 접합부(61, 62)와 스프링(04)의 대향 단부(41, 42)와의 사이의 적어도 일부에 제공되는, 기어휠(01).
  11. 제2항에 있어서, 감쇠 수단(05, 55, 56)은 기어 림 부품(21, 22) 중 적어도 하나와 스프링(04)과의 사이의 적어도 일부에 제공되는, 기어휠(01).
  12. 제1항에 있어서, 스프링(04)은 환상 스프링(45)으로서 설계되는, 기어휠(01).
  13. 제1항에 있어서, 스프링(04)은 하나 또는 양쪽 기어 림 부품(21, 22)의 대응 형상 오목부(07)에 배치되는, 기어휠(01).
  14. 제13항에 있어서, 감쇠 수단(05, 55, 56)은 스프링(04)과 회전 축선(03)으로부터 외측을 향해 반경방향으로 떨어져 있는 하나 또는 양쪽 기어 림 부품(21, 22)의 오목부(07)를 경계 짓는 적어도 하나의 벽(70)과의 사이의 적어도 일부에 제공되는, 기어휠(01).
  15. 적어도 하나의 서로 맞물리는 기어휠 쌍을 갖고, 기어휠 쌍 중 하나의 휠은 백래시 없는 변속기 단을 위한 기어휠(01)로서 구현되며, 이 기어휠(01)은 기어휠(01)의 회전 축선(03)을 중심으로 서로에 대해 회전될 수 있고, 2개의 기어 림 부품(21, 22) 사이에 위치되고 원주 방향으로 작용하는 스프링(04)에 의해 서로에 대해 사전 부하되는 2개의 기어 림 부품(21, 22)을 포함하는 기어 림(02)을 갖는 변속기 단에 있어서, 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 기어휠(01)을 특징으로 하는, 변속기 단.
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