齿轮装置 |
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| 申请号 | CN201610862308.6 | 申请日 | 2016-09-29 | 公开(公告)号 | CN106560634B | 公开(公告)日 | 2019-08-16 |
| 申请人 | 麦特达因国际德国有限公司; 米巴烧结奥地利有限公司; | 发明人 | C·杜曼斯基; W·西斯尔; A·米勒; K·迪金格尔; J·德普; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 齿轮 装置(12)，其具有包括第一端齿部(16)的固定轮(13)和包括第二端齿部(17)的空套轮(14)，其中第一端齿部(16)与第二端齿部(17)设置在至少大致相同的径向的高度上，其中固定轮(13)此外具有轴向的第一端面(18)并且空套轮(14)具有轴向的第二端面(19)，并且其中固定轮(13)通过至少一个弹性的连接元件(21)与空套轮(14)连接，为此弹性的连接元件(21)一方面与固定轮(13)的轴向的第一端面(18)并且另一方面与空套轮(14)的轴向的第二端面(19)连接。 | ||||||
| 权利要求 | 1.齿轮装置(12)，其具有包括第一端齿部(16)的固定轮(13)和包括第二端齿部(17)的空套轮(14)，其中，第一端齿部(16)与第二端齿部(17)至少大致设置在相同的径向高度上，此外，固定轮(13)具有轴向的第一端面(18)并且空套轮(14)具有轴向的第二端面(19)，其中，固定轮(13)通过至少一个弹性的连接元件(21)与空套轮(14)连接，为此，弹性的连接元件(21)一方面与固定轮(13)的轴向的第一端面(18)连接并且另一方面与空套轮(14)的轴向的第二端面(19)连接，其特征在于，弹性的连接元件(21)至少部分地由橡胶弹性的材料制成，由橡胶弹性的材料制成的弹性的连接元件(21)硫化或通过胶着部连接到固定轮(13)的轴向的第一端面(18)和空套轮(14)的轴向的第二端面(19)上。 |
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| 说明书全文 | 齿轮装置技术领域[0001] 本发明涉及一种齿轮装置，其具有包括第一端齿部的固定轮和包括第二端齿部的空套轮，其中，第一端齿部与第二端齿部至少大致设置在相同的径向的高度上，其中，固定轮此外具有轴向的第一端面并且空套轮具有轴向的第二端面。 背景技术[0003] 平衡轴在内燃机中如已知的用于减少基于自由的惯性力和惯性矩引起的振荡。平衡轴通常由曲轴驱动，为此，所述曲轴通过齿轮与所述平衡轴处于作用连接中。为了在此减少平衡轴和曲轴之间的相互啮合的齿部的噪声生成以及为了接收振荡由现有技术已知分开的齿轮(也称为脱耦的齿轮)，其中所述两个部件通过橡胶弹性的连接元件(也称为橡胶轨迹或套筒弹簧)连接。为此示例性参阅出自该申请人的AT 514 590 B1或其中引用的现有技术。 [0004] 为了建立曲轴齿轮和平衡轴齿轮的相同的旋转方向，在这两者之间安装所谓的中间轮，所述中间轮不仅与曲轴齿轮而且与平衡轴齿轮处于啮合的嵌接中。因为在此不必将中间轮同样设置在一单独的轴上，所以可以使用固定的轴，中间轮可旋转地支承在所述固定的轴上。 [0005] 为了减少啮合的齿部的噪声，值得期望的是，不只在平衡轴上的齿轮以先前所述意义脱耦，而是中间轮也脱耦。 [0006] 由现有技术此外已知齿轮传动装置的不同的实施变型方案。这样例如WO 2013/189916 A1说明一种正齿轮传动机构，其包括至少两个固定到壳体地支承的固定轮，所述固定轮通过至少一个摆动支承的中间轮相互驱动连接，其中，所述中间轮与至少一个固定轮处于啮合的嵌接并且通过至少一个优选弹性的夹紧元件沿压紧方向挤压到固定轮上。借此实现振动脱耦，以用于缓冲在不均匀旋转的驱动时驱动力矩的尖峰。 发明内容[0007] 本发明的任务是，使中间轮可更通用地用在齿轮传动装置中地构造。尤其是本发明的任务是，改善在包括曲轴和平衡轴的齿轮传动装置中的噪声降低。 [0008] 本发明的任务利用一种开头所述的齿轮装置解决，其中，固定轮通过至少一个弹性的连接元件与空套轮连接，为此，弹性的连接元件一方面与固定轮的轴向的第一端面并且另一方面与空套轮的轴向的第二端面连接。 [0009] 此外，本发明的任务利用开头所述齿轮传动装置解决，其中，中间轮构成为包括固定轮和空套轮的按照本发明所述的齿轮装置。 [0010] 在此有利的是，利用中间轮的设计可能的是，弹性的连接元件可选地处于或不处于转矩流中。 [0011] 在中间轮的构成中，中间轮的齿轮圈同时与曲轴轮和平衡轮的齿部啮合，所述齿轮圈径向靠到所述齿部上，所述中间轮具有通过套筒弹簧的脱耦，所述套筒弹簧与轮毂部件和齿轮圈部件的径向的端面连接，并且中间轮包括不分开的齿轮圈，如其由上述现有技术已知的。齿轮圈在此占据偏心的位置，所述位置通过两个与中间轮同时啮合的齿轮造成，尤其是当平衡轴齿轮也脱耦时。回位力由套筒弹簧提供。转矩不通过弹性的连接元件，而是由曲轴轮传输到中间轮上并且从那里仅通过齿部传输到平衡轴轮上，即齿轮装置的弹性的连接元件不处于转矩流中。只存在中间轮的轮毂和齿轮圈之间的非常小的动态的转矩以及通过经由套筒弹簧的支承摩擦引起的小的静态的转矩。在此出现的推应力和拉应力导致套筒弹簧的高的机械的负载。 [0012] 通过将中间轮的齿部分成空套轮的齿部和固定轮的齿部可能的是，空套轮的齿部仅与曲轴的第一齿轮的齿部啮合并且径向靠置到其上，并且固定轮的齿部仅与平衡轴的第二齿轮的齿部啮合。转矩因此——简化地表达——从曲轴进入空套轮中，从那里通过弹性的连接元件进入固定轮中并且从那里进入平衡轴中。在平衡轴上的齿轮尤其同样是脱耦的齿轮。利用中间轮的该实施变型方案，更简单地能够实现中间轮部分齿部相对于固定的轴或轴承的偏心的位置，利用所述轴承，中间轮支承在固定的轴上。通过基于弹性的连接元件的小的径向的刚度可能的是，齿轮装置更好地靠置到两个与其啮合的齿轮上。 [0013] 但除了中间轮的该实施方式也存在可能性，固定轮的齿部和空套轮的齿部同时与曲轴的第一齿轮的齿部和平衡轴的第二齿轮的齿部啮合。在该情况中，固定轮的齿部可以张紧到空套轮的齿部上，如接着更详细地解释的那样。在该情况中也可实现噪声减少，其方式为减少啮合的齿部的齿面间隙。 [0014] 为了进一步改善这些效果，可以按照齿轮装置的一种优选的实施变型方案设置为，弹性的连接元件仅设置在固定轮的轴向的第一端面和空套轮的轴向的第二端面之间并且仅与这些轴向的端面连接。 [0015] 此外可以设置为，固定轮的轴向的第一端面构成在固定轮的空隙中和/或空套轮的轴向的第二端面构成在空套轮的空隙中。借此弹性的连接元件可以至少部分地设置在固定轮和/或空套轮内，由此可以减少齿轮装置的轴向的结构长度。 [0016] 优选弹性的连接元件至少部分地由橡胶弹性的材料制成，其中，特别优选的是，所述连接元件完全由橡胶弹性的材料制成。可以借此在弹性的连接元件的同时长的使用寿命的情况下将径向的刚度较好地调节到低的值。 [0017] 优选地，由橡胶弹性的材料制成的弹性的连接元件硫化到固定轮的轴向的第一端面和空套轮的轴向的第二端面上，由此可以实现弹性的连接元件在端面上的相应良好的附着并且借此再次实现较高的使用寿命。 [0018] 按照齿轮装置的另一种实施变型方案可以设置为，空套轮沿周向相对于固定轮预张紧，由此齿轮装置在与齿轮传动装置的其他的齿轮的齿部的啮合的嵌接中可以附加地赋予齿面间隙减小的功能。无间隙设置在此通过弹性的连接元件辅助。 [0019] 此外可以设置为，弹性的连接元件朝固定轮的轴向的第一端面方向和/或朝空套轮的轴向的第二端面方向具有扩大的横截面。借此可以在连接元件在端面上的同时高的连接强度的情况下实现小的径向的刚度，尤其是当弹性的连接元件至少部分地由硫化的橡胶制成时。 [0021] 用于更好地理解本发明，借助后续附图对其进行详细解释。 [0022] 分别在强烈简化的示意图中示出： [0023] 图1示出齿轮传动装置的前视图； [0024] 图2示出齿轮装置的一种优选的实施变型方案的一部分的横截面； [0025] 图3示出齿轮装置的另一种实施变型方案的一部分的前视图。 具体实施方式[0026] 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这些位置说明在位置改变时按意义转用到新的位置。 [0027] 在图1中示意性示出齿轮传动装置1的实施变型方案。齿轮传动装置1具有曲轴2，第一齿轮3不可相对旋转设置在所述曲轴上。第一齿轮3具有第一齿部4。所述第一齿部设置在第一齿轮3的径向外周上。 [0028] 要指出，齿轮传动装置1的全部的齿轮优选实施为端齿部，所述端齿部构成或设置在相应的齿轮的外周上。出于简化原因，这些齿部在图1中作为圆环示出。 [0029] 齿轮传动装置1此外具有至少一个平衡轴5，第二齿轮6不可相对旋转地设置在所述平衡轴上。第二齿轮6具有第二齿部7。所述第二齿部设置在第二齿轮6的径向外周上。 [0030] 在齿轮传动装置1的示出的实施变型方案中，设置有分别带有一个第二齿轮6的两个平衡轴5。但也可以只设置一个带有第二齿轮6的平衡轴5。 [0031] 在第一齿轮3和第二齿轮6之间设置中间轮8。中间轮8的齿部与曲轴2的第一齿轮3的第一齿部4和平衡轴5的第二齿轮6的第二齿部7处于啮合的嵌接中。不同于第一齿轮3和第二齿轮6，中间轮8不设置在轴上而是通过轴承10、例如滚动轴承在轴9上支承。轴9不可相对旋转地例如与发动机缸体11连接。 [0032] 中间轮8通过齿轮装置12形成，其较好地从图2可看出，图2示出齿轮装置12的一种优选的实施变型方案的一部分的横截面。 [0033] 齿轮装置12具有固定轮13(或第一部分齿轮)和空套轮14(或第二部分齿轮)。固定轮2通过轴承10支承在轴9上。优选固定轮2具有沿径向的方向向外连接到轴承10上的轮毂部件15，空套轮14可旋转运动地设置在所述轮毂部件上。 [0034] 固定轮13在其径向外周上具有第一端齿部16。空套轮14也在其外周上具有第二端齿部17。固定轮13的第一端齿部16和空套轮14的第二端齿部17优选至少大致、尤其是准确地设置或构成在相同的径向的高度上，如其由图2可看出的。亦即齿轮传动装置1的中间轮8通过分开的齿轮形成。 [0035] 固定轮13具有轴向的第一端面18。空套轮14具有轴向的第二端面19。在齿轮装置12的组装的状态中，固定轮13的轴向的第一端面18和空套轮14的轴向的第二端面19彼此相邻地设置。 [0036] 优选地，固定轮13的轴向的第一端面18构成在固定轮13的尤其是圆环形的空隙20、尤其是槽形的空隙20中。但也存在可能性，对此备选或附加地，将空套轮14的轴向的第二端面19构成在空套轮14(在图2中未示出)的空隙中。 [0037] 当然也存在固定轮13和/或空套轮14没有这样的空隙20的构成的可能性，如其在图2中对于空套轮14示出的。 [0038] 在固定轮13的轴向的第一端面18和空套轮14的轴向的第二端面19之间设置至少一个弹性的连接元件21。通过该弹性的连接元件21，固定轮13与空套轮14连接。所述弹性的连接元件21为此一方面与固定轮13的轴向的第一端面18并且另一方面与空套轮14的轴向的第二端面连接。 [0039] 原则上，弹性的连接元件21可以是任何如下元件，所述元件具有足够的弹性的特性，例如至少一个弹簧、尤其是螺旋弹簧，其中，在该情况中优选设置多个这样的弹性的连接元件21，所述连接元件尤其是均匀地在齿轮装置的周边上均匀分布地设置。 [0040] 但在一种优选的实施变型方案中，弹性的连接元件21至少部分地由至少一种橡胶弹性的材料、尤其是至少一种橡胶形成。例如弹性的连接元件21可以至少部分地由(X)NBR((羧基的)丙烯腈-丁二烯-橡胶)、HNBR(氢化的丁腈-橡胶)、硅橡胶(VMQ)、NR(天然橡胶)、EPDM(三元乙丙橡胶)、CR(氯丁二烯-橡胶)、SBR(苯乙烯丁二烯橡胶)等制成，其中也可以使用由此的材料混合物。例如弹性的连接元件21可以由不同的并且尤其是相互连接的弹性的材料制成的至少两种连接元件部分构成。 [0041] “至少部分地”指的是，在弹性的连接元件21中例如可以加入紧固元件或加固元件，例如纤维和/或丝线(其例如由金属、塑料、天然纤维等制成)或棒等。然而优选弹性的连接元件21仅由橡胶弹性的材料制成。 [0042] 弹性的连接元件21与固定轮12的轴向的第一端面18和空套轮14的轴向的第二端面19的连接可以例如通过胶着部或通过机械的连接进行，为此在弹性的连接元件21中或上也可以设置至少一个(金属的)紧固元件。但如果所述连接元件由至少一种橡胶弹性的材料制成或由其预备阶段制造的话，弹性的连接元件21与固定轮12的轴向的第一端面18和空套轮14的轴向的第二端面19的连接优选通过弹性的连接元件21的直接的硫化进行。 [0043] 为了改善所述至少一种弹性的连接元件21的附着，可以在固定轮13的轴向的第一端面18中和/或在空套轮14的轴向的第二端面19中构成至少一个槽形的空隙22，如其在图2中以虚线示出的。该槽形的空隙22可以只在离散的区域中、也就是说不整周地构成或构成为圆环形的。优选所述至少一个槽形的空隙22具有背切。例如所述空隙沿垂直于齿轮装置12的轴向方向的方向观察具有燕尾槽形的横截面。 [0044] 如已经提到的，设置至少一个弹性的连接元件21。所述连接元件优选环形或盘形地构成，从而其也可以称为盘形弹簧——用于与先前所述的套筒弹簧区分。但也可能的是，设置多个弹性的连接元件21，所述连接元件只在齿轮装置12的周边的部分区域上延伸。在该情况中，多个弹性的连接元件21以彼此相同的距离在齿轮装置12的周边上分布地设置。 [0045] 可能的是，所述至少一个弹性的连接元件21延伸直至径向的端面上地在齿轮装置12中设置。当然在齿轮装置12的一种优选的实施变型方案中，所述至少一个弹性的连接元件21仅设置在固定轮13的轴向的第一端面18和空套轮14的轴向的第二端面19的之间并且仅与这些轴向的端面18、19连接，如其在图2中示出的。 [0046] 图3示出齿轮装置12的另一种并且必要时本身独立的实施形式的一部分，其中再次对于相同的部件使用如图2中相同的附图标记或用于说明图2的构件名称。为了避免不必要的重复，指出或参考对于图2的详细的说明。 [0047] 在齿轮装置12的该实施变型方案中，空套轮14沿齿轮装置12的周向预张紧到固定轮13上。借此实现，固定轮13的第一端齿部16沿齿轮装置12的周向相对于空套轮14的第二端齿部以确定的或可预先确定的角度量错开或扭转。由此实现所谓的拼合齿轮，利用所述拼合齿轮，到齿轮传动装置1的其他的齿轮、亦即例如第一齿轮3和/或第二齿轮6的另一个齿部中的无间隙的嵌接(图1)是可能的。如果可以制造所述拼合齿轮，其方式为空套轮14在所述至少一个弹性的连接元件21的安装或硫化之前沿齿轮装置的周向相对于固定轮13扭转并且在该位置中利用销或类似物固定，所述销或类似物在齿轮装置12安装到一个或所述齿轮传动装置1中之后再次被去除。 [0048] 按照齿轮装置12的另一种实施变型方案可以设置为，所述弹性的连接元件21朝固定轮13的轴向的第一端面18的方向和/或朝空套轮14的轴向的第二端面19的方向具有扩大的横截面，如其在图2中示出的。亦即弹性的连接元件的中心区域23沿垂直于齿轮装置12的轴向方向的方向看可以具有最小的横截面。 [0049] 在此有利的是，弹性的连接元件21的直接连接到固定轮13的轴向的第一端面18上的区域和/或直接连接到空套轮14的轴向的第二端面19上的区域设有弄圆部24，由此可以改善弹性的连接元件21的机械的负荷能力。尤其是所述弄圆部可以相对于弹性的连接元件21构成有凸的弯曲部(Krümmung)(曲率)，如其在图2中示出的。 [0050] 齿轮传动装置1和因此齿轮装置12的齿轮的齿部也可以一般地作为直齿圆柱齿部(Geradstirnverzahnung)或作为斜齿圆柱齿部 实施。齿轮传动装置1也可以称为圆柱齿轮驱动装置。 [0051] 此外固定轮13的齿部和空套轮14的齿部可以具有相同的或彼此不同的轴向的宽度。 [0052] 如已经先前说明的，中间轮8、亦即齿轮装置12的齿部可以靠置到齿轮传动装置1的第一齿轮3、即其第一齿部4上和/或靠置到第二齿轮6、即其第二齿部7上(图1)。按照齿轮传动装置1的一种实施变型方案可以在此设置为，固定轮13靠置到齿轮传动装置1的平衡轴5的第二齿轮6上并且空套轮14靠置到齿轮传动装置1的曲轴2的第一齿轮4上。 [0053] 各实施例示出可能的实施变型方案，其中，在这里在指出，各个实施变型方案彼此的组合也是可能的。 [0054] 按规定最后要指出，为了更好地理解齿轮传动装置1或齿轮装置12的构造，其部分地不按比例和/或放大和/或缩小地示出。 [0055] 附图标记列表 [0056] 1 齿轮传动装置 [0057] 2 曲轴 [0058] 3 齿轮 [0059] 4 齿部 [0060] 5 平衡轴 [0061] 6 齿轮 [0062] 7 齿部 [0063] 8 中间轮 [0064] 9 轴 [0065] 10 轴承 [0066] 11 发动机缸体 [0067] 12 齿轮装置 [0068] 13 固定轮 [0069] 14 空套轮 [0070] 15 轮毂部件 [0071] 16 端齿部 [0072] 17 端齿部 [0073] 18 端面 [0074] 19 端面 [0075] 20 空隙 [0076] 21 连接元件 [0077] 22 空隙 [0078] 23 中心区域 [0079] 24 弄圆部 |
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