齿轮的制作方法

[0001]
本发明涉及一种金属的齿轮，所述金属的齿轮用于啮合地嵌接到由至少两个相互啮合的齿轮构成的齿轮传动装置的另一个齿轮中，所述金属的齿轮包括齿轮体，所述齿轮体具有周面和两个轴向的端面，其中，所述齿轮体在其外部的周面上具有带有齿的齿部，并且所述齿具有齿根并且在齿高上延伸。
[0002]
本发明还涉及一种分体式的齿轮布置结构，所述齿轮布置结构包括第一子齿轮和在所述第一子齿轮侧旁或在所述第一子齿轮上面设置的第二子齿轮。
[0003]
此外，本发明涉及一种齿轮传动装置，所述齿轮传动装置包括至少两个相互啮合的齿轮。


背景技术：

[0004]
通过传统的熔炼冶金法制造的构件总是较经常地通过粉末冶金制造的构件取代，尤其是因为后者能在较复杂的几何结构方面较简单地制造。然而由制造决定地，烧结构件在没有附加处理的情况下具有较小的机械强度，这另外由烧结构件的剩余孔隙度决定。因此，为了改善机械负荷能力，在现有技术中描述非常不同的方法，以便提高负荷能力，例如通过经由径向挤压或辊压而对齿轮进行表面压实。此外，已知用于提高机械负荷能力的通过表面硬化或表面压实的齿面处理或者为了改善机械特性有意地降低齿根区域中的硬度。


技术实现要素：

[0005]
本发明的任务在于，改善金属的齿轮或配备有该齿轮的齿轮传动装置的机械负荷能力。
[0006]
本发明的任务在文首提及的齿轮中通过以下方式解决，即，在所述两个轴向的端面中的一个端面上设置有盘形的或环形的增强元件，所述增强元件以沿径向方向覆盖至少直至一半的齿高和所述齿根的方式延伸。
[0007]
所述任务还利用文首提及的分体式的齿轮布置结构解决，其中，所述两个子齿轮中的至少一个子齿轮按照本发明构造。
[0008]
此外，本发明的任务利用文首提及的齿轮传动装置解决，其中，所述两个相互啮合的齿轮中的至少一个齿轮按照本发明构造或构造为按照本发明的齿轮布置结构。
[0009]
在此有利的是：利用侧向的增强元件实现几何变化，所述几何变化可以通过附加地施加的材料改善齿根强度、特别是可以降低齿根应力。通过在侧向设置在齿部上的类似盘的增强元件，齿部的齿可以在使用中支撑在所述增强元件上。由此导致在转矩相同时材料的负荷较小。出乎意料地，支撑的几何结构的积极作用可以比通过单纯地加宽齿部的改善强地起作用。
[0010]
为了进一步改善这些效果，按照齿轮的一种实施变型方案可以规定：所述增强元件与所述齿的齿顶对齐地设置。
[0011]
在所述齿轮的一种优选实施变型方案中，所述齿轮体与所述齿部并且与所述增强
元件一件式地构造为烧结构件。因此，不仅实现简单的可制造性，而且因此可以通过构造为一件式的构件来改善向增强元件中的力导入。
[0012]
优选地，本发明在窄的齿轮中应用，因为在这里机械特性的改善仅能困难地以其他方法制造。出于这个原因，按照本发明的另一种实施变型方案可以规定：所述齿部具有轴向的齿宽，所述齿宽为所述齿部的模数的1倍至4倍之间。
附图说明
[0013]
为了较好地理解本发明，借助后续附图详细解释本发明。
[0014]
分别在简化的示意图中：
[0015]
图1示出齿轮的一种实施变型方案；
[0016]
图2以斜视图示出分体式的齿轮布置结构；
[0017]
图3以向齿部上的俯视图示出按照图2的分体式的齿轮布置结构；
[0018]
图4示出分体式的齿轮布置结构的一种实施变型方案；
[0019]
图5以向齿部上的俯视图示出按照图4的分体式的齿轮布置结构；
[0020]
图6示出齿轮传动装置的一种实施变型方案；
[0021]
图7以向齿部上的俯视图示出按照图1的齿轮传动装置。
具体实施方式
[0022]
首先要指出：在不同描述的实施方式中，相同部件设有相同的附图标记或者说相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容能够按意义转用到具有相同的附图标记或者说相同的构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的位置说明、例如上、下、侧向等等也参考直接描述的以及示出的附图并且在位置改变时按意义转用到新的位置上。
[0023]
在图1中示出齿轮1。齿轮1由金属材料制成。该齿轮设置用于啮合地嵌接到由至少两个相互啮合的齿轮1、2构成的齿轮传动装置3的另一个齿轮2中(图2)。
[0024]
齿轮1具有齿轮体4。齿轮体4具有径向外部的周面5，在该周面上设置或构造有齿部6。齿轮体4沿轴向方向由两个轴向的端面7、8界定(第二端面8能从图6较好地看出)。
[0025]
齿部6具有齿9或者说由所述齿构成。齿9具有齿根10，通过所述齿根，两个并排设置的齿9相互连接。齿9还具有齿高11(沿径向方向观察)。
[0026]
齿部6特别是实施为直齿部，但也可以是斜齿部(倾斜啮合的圆柱齿轮)。
[0027]
齿体4还沿轴向方向具有与齿轮体4同中心地设置的穿透部12，该穿透部例如用于容纳轴或毂。
[0028]
为了机械地增强所述齿部仅规定：在轴向的端面8上设置有增强元件13。增强元件13在图1中仅能在齿9之间看到。然而，所述增强元件盘形或环形地构造，如这能从图6较好地看出。在盘形地构造时，增强元件13可以覆盖穿透部12。
[0029]
增强元件延伸直至对应于至少一半的齿高11的径向高度。但是，所述增强元件也可以进一步向外延伸并且必要时也沿径向方向突出于齿9。然而，在齿轮1的优选实施变型方案中，增强元件13延伸直至齿9的齿顶14的区域中。增强元件特别是可以与齿顶14对齐，从而增强元件13虽然在整个齿高11上覆盖齿9(沿轴向方向观察)，然而沿径向方向不突出于齿9。
[0030]
增强元件13沿径向方向向内延伸至少如此程度，使得所述增强元件覆盖齿根10(又沿轴向方向观察)，从而齿根10从朝向增强元件13的方向观察不能看到，如这在图6中的右边的齿轮1示出。
[0031]
增强元件13可以以在齿根10上开始并且径向向外延伸的方式构造。但是，所述增强元件也可以延伸直至穿透部12的始端，从而增强元件13也部分或完全覆盖齿轮体4的端面8，或者所述增强元件可以(如已经述及的那样)以部分或完全覆盖穿透部1的方式设置。
[0032]
增强元件13可以沿轴向方向具有厚度15(图7)，该厚度选自齿部的模数的0.5倍至3倍的范围。
[0033]
在本发明的范围内，齿部的模数例如可以为1mm至3mm之间。
[0034]
优选齿轮1按照粉末冶金方法由金属的烧结粉末、例如烧结钢制造为烧结构件。在此，按照齿轮1的一种优选实施变型方案可以规定：齿轮体4与齿部6并且与增强元件13一件式地构造为烧结构件。
[0035]
因为粉末冶金方法本身是已知的，所以省去对此的其他细节。
[0036]
优选齿轮1具有仅一个增强元件13。此外优选的是：齿轮1仅在其轴向的端面7、8之一上具有增强元件13，如各所述附图示出这一点。
[0037]
为完整起见在这里要指出：齿部6不是用于嵌接齿带(或链)的齿部。
[0038]
按照齿轮1的另一种实施变型方案可以规定：齿部6沿轴向方向具有齿宽16，该齿宽为齿部的模数的1倍至4倍之间，如这最好能从图7看到。齿轮1或齿部6则是相对窄的。
[0039]
齿轮1可以在不同应用中使用，如图2至图7示出这一点，这些图示出本发明的其他并且必要时本身独立的实施变型方案，其中，对于相同部件又使用与在之前的图1中相同的附图标记或构件名称。为了避免不必要的重复，指出或参考对图1的详细说明。
[0040]
因此，齿轮1可以是分体式的齿轮布置结构17的部分。一种实施变型方案在图2和图3中示出。这个分体式的齿轮布置结构17用于降低在齿轮布置结构17的齿部的齿向另一个齿轮2的齿部中嵌接时的齿面间隙，所述另一个齿轮与分体式的齿轮布置结构17一起构成齿轮传动装置3。
[0041]
为此，分体式的齿轮布置结构17具有两个子齿轮18、19。子齿轮19是固定轮并且第二子齿轮18是活动轮，该活动轮能相对于固定轮沿周向方向旋转。在此，齿部6被分到两个子齿轮19上。在这个分体式的齿轮布置结构17中，活动轮通过之前描述的齿轮1构成。在此，这个齿轮1可以也设置在固定轮的毂20上。所述齿轮还优选沿周向方向相对于固定轮预紧，特别是利用至少一个弹簧元件、例如奥米伽弹簧(omegafeder)21。
[0042]
图4和图5示出分体式的齿轮布置结构17的另一个实施变型方案，该齿轮布置结构又与齿轮传动装置3的所述另一个齿轮2处于啮合嵌接中。
[0043]
在这个实施变型方案中，两个子齿轮18、19通过齿轮1构成。这个齿轮以其自由的端面7(图1)在分界缝22上(直接)彼此贴靠。在此，自由的端面7是齿轮1的两个轴向的端面7、8中的不具有增强元件13的那个端面。因此，齿轮1的增强元件13在这个实施变型方案的分体式的齿轮布置结构17中处于外部地设置并且将齿部6包围在其之间，如这能从图5看出。分体式的齿轮布置结构17则具有之前对图1描述的齿轮1的双倍的轴向长度。
[0044]
两个齿轮1可以相互连接、例如拧紧或销固定。隐含地在图4中示出连接元件23。
[0045]
但是，齿轮传动装置3也可以不同地实施，如图6和图7示出这一点。齿轮传动装置
可以又按照本发明具有两个齿轮1，但所述齿轮为了与按照图2至图5的齿轮传动装置3区分而相互啮合。因此，齿轮1的在图6和图7中示出的布置结构是大小相等方向相反(gegengleich)的圆柱齿轮布置结构。
[0046]
各实施例示出或描述本发明可能的实施变型方案，其中，在这里要注意：各个实施变型方案彼此的组合也是可能的。
[0047]
按规定最后要指出：用于较好地理解齿轮1的构造，分体式的齿轮布置结构17和齿轮传动装置3不强制按比例示出。
[0048]
附图标记列表
[0049]1ꢀꢀꢀ
齿轮
[0050]2ꢀꢀꢀ
齿轮
[0051]3ꢀꢀꢀ
齿轮传动装置
[0052]4ꢀꢀꢀ
齿轮体
[0053]5ꢀꢀꢀ
周面
[0054]6ꢀꢀꢀ
齿部
[0055]7ꢀꢀꢀ
端面
[0056]8ꢀꢀꢀ
端面
[0057]9ꢀꢀꢀ
齿
[0058]
10
ꢀꢀ
齿根
[0059]
11
ꢀꢀ
齿高
[0060]
12
ꢀꢀ
穿透部
[0061]
13
ꢀꢀ
增强元件
[0062]
14
ꢀꢀ
齿顶
[0063]
15
ꢀꢀ
厚度
[0064]
16
ꢀꢀ
齿宽
[0065]
17
ꢀꢀ
齿轮布置结构
[0066]
18
ꢀꢀ
子齿轮
[0067]
19
ꢀꢀ
子齿轮
[0068]
20
ꢀꢀ
毂
[0069]
21
ꢀꢀ
奥米伽弹簧
[0070]
22
ꢀꢀ
分界缝
[0071]
23
ꢀꢀ
连接元件