灯笼型齿轮单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及包括至少两个啮合齿轮的灯笼型齿轮单元，第一齿轮配置为带齿的灯笼齿轮，第二齿轮包括与灯笼齿轮接合的灯笼齿圈，所述灯笼齿圈包括至少一个第一环状螺栓保持器和设置在螺栓保持器边界上的多个螺栓。此外，本发明涉及用于内燃发动机的对应凸轮轴调节器。
【背景技术】
[0002]常规齿轮单元，不管它们是配置为带齿的齿轮装置、行星齿轮装置还是偏心齿轮装置，在现有技术中均用作各种应用的单级或多级齿轮装置。除了实际的带齿的齿轮装置，行星齿轮装置或偏心齿轮装置也可以包括带齿的齿轮，且除了相对于框架保持固定的轴(在齿轮箱中不改变其位置)之外，还包括在齿轮装置中偏心地回转的回转轴。除了精确构造之外，这种齿轮单元还需要在齿轮制造和安装方面的高精度，从而允许齿轮单元精确地操作且具有最少的可能摩擦量，尤其是在多级齿轮装置或高传动比的情况下。为了避免具有精密研磨齿的带齿的齿轮的这种复杂制造和安装，现有技术中已知提供带有灯笼齿轮元件和带齿的灯笼齿轮的齿轮单元。
[0003]带有灯笼齿轮元件的齿轮单元不仅用于仅仅传动旋转运动，而且用作汇总或分配齿轮装置。由于行星齿轮装置总是包括相对于框架保持固定的至少两个轴以及回转轴，由此可以容易地实现具有包括至少两级和相当高的传动比的齿轮装置的汇总齿轮装置。除了行星齿轮装置之外，偏心齿轮装置已经在单级齿轮装置的基础上允许高传动比。
[0004]行星齿轮装置以及偏心齿轮装置通常用于凸轮轴调节器，其允许在发动机操作期间将阀打开时间针对内燃发动机的负载性能调节。通过改变排气阀和进气阀的重叠时间，这种凸轮轴调节器不仅可以用于减少所消耗的燃料量且用于实现性能和扭矩的增加，而且用于减少排放，在对履行排气排放标准的日益增加的需求角度来看，这是重要的方面。除了各个齿轮单元之外，液压摆动马达也用作凸轮轴调节器。这种液压凸轮轴调节器通常被使用且经由发动机油回路驱动。因而，凸轮轴调节器的功能取决于发动机油的压力和温度。
[0005]从DE 10 2012 013 637 Al已知普通的灯笼型齿轮单元，其中，配置为带齿的灯笼齿轮的周转齿轮装置的行星与配置为基于内部链节形成的灯笼齿轮元件的太阳轮和环形轮接合。DE 24 14 730 Al也公开了带有由偏心地支撑的灯笼齿轮接合的基于链条的灯笼齿轮元件的齿轮单元。DE 41 10 195 Al和DE 102 48 355 Al公开了电动驱动的凸轮轴调节器，在这样的情况下，凸轮轴相对于凸轮轴轮的相对旋转角度的调节借助于行星齿轮装置或偏心齿轮装置完成。
[0006]尽管与链条技术协同，现有技术已知的灯笼型齿轮单元与包括精确研磨齿轮的常规齿轮单元相比旨在简化生产且降低生产成本，仍然伴随有与灯笼齿轮元件的生产以及灯笼齿轮元件在齿轮单元中的固定和安装有关的问题。因而，仍需要进一步改进灯笼型齿轮单元的构造、制造和组装，从而与常规齿轮单元相比改进这种构造的竞争力。
【发明内容】
[0007]因而，本发明的目的是提供一种灯笼型齿轮单元，用于改进现有技术中已知存在的带有灯笼齿轮元件的齿轮单元的问题。
[0008]对于普通的灯笼型齿轮单元，实现该目的，其中，环状螺栓保持器与螺栓一起具有周向轮廓，所述周向轮廓在平行于轴向的方向相对于灯笼齿轮没有重叠，从而环状螺栓保持器能够与螺栓一起在平行于轴向的方向与带齿的灯笼齿轮组装。环状螺栓保持器在预组装的齿轮单元中(例如在内燃发动机的凸轮轴调节器中)的没有重叠轴向可安装性在齿轮单元组装操作期间提供安装的高便利性，且在磨损部件的情况下，提供容易更换部件部分的可能性。灯笼齿轮配置为带齿的齿轮，具有配置用于与灯笼齿轮元件接合的齿轮廓。对于灯笼齿轮元件通常如此，螺栓从环状螺栓保持器的侧面垂直地突出，这可以具体地通过配置为周向延伸的一件式连续封闭且平坦的环状盘。这种抗折曲的(flexuralIy rigid)自支撑的环允许螺栓相对于第二齿轮固定地设置。虽然配置为灯笼型齿轮单元的一部分，环状螺栓保持器与螺栓的周向轮廓(在平行于轴向的方向没有重叠)允许配置为灯笼齿轮元件的第二齿轮相对于配置为灯笼齿轮的第一齿轮的齿部轴向悬浮设置。通常以一致的尤其是还以圆形的方式设置在至少一个第一环状螺栓保持器上且因而相对于第二齿轮固定的螺栓的数量与常规的带齿的齿轮的齿的数量相对应。在此，独立形成的螺栓可以通过铆钉固定在环状螺栓保持器的相应螺栓孔中。可选地，灯笼齿圈还可以配置为一件式部件，例如作为烧结部件部分，在该情况下，螺栓与螺栓保持器整体地形成。借助于根据本发明的该灯笼型齿轮单元，可以实现可配置为单级或多级齿轮装置的行星齿轮装置、偏心齿轮装置或类似类型的齿轮装置。
[0009]根据有利实施例，所述螺栓还包括带有套筒和滚轮中的至少一种的螺栓销，所述套筒和滚轮包围螺栓销。除了可在其螺栓端部具有较小直径以设置在环状螺栓保持器的螺栓孔中的简单螺栓之外，螺栓销还可以配置为中空螺栓或实心螺栓。将灯笼齿圈的螺栓配置为带有套筒和滚轮的螺栓销允许简单实现超过螺栓保持器轮廓的较大外直径。此外，使用围绕螺栓销设置的套筒和滚轮中的至少一种允许减少与灯笼齿轮接合或接触的表面上的磨损。与通常旋转地设置在套筒上或者直接设置在螺栓销上的滚轮相比，套筒通常压配合到螺栓销上。在使用的特定情况下，套筒还可以可选地以松配合或过渡配合的方式设置在螺栓销上。在包括偏心地支撑的齿轮的灯笼型齿轮单元的情况下，滚轮通常被使用以便减少偏心齿轮装置中的增加磨损量。为了优化齿轮装置的结构设计，套筒和滚轮的轴向长度可以根据在根据本发明的灯笼型齿轮单元中发生的负载和齿轮装置的紧凑结构设计的需求来选择。
[0010]为了形成没有重叠的周边轮廓，环状螺栓保持器在面向灯笼齿轮的第一周向表面上具有带有突起区域和凹进区域的齿形或波形轮廓。为了以简单的方式将螺栓设置在环状螺栓保持器上，第一周向表面的突起区域可以配置为螺栓孔眼，螺栓或螺栓销可以在螺栓孔眼的螺栓孔中紧固到位。尽管螺栓保持器与螺栓的周向轮廓在平行于轴向的方向没有重叠的事实，但是为了允许灯笼齿轮与灯笼齿圈在最少可能离隙量的情况下接合，螺栓孔眼的外直径在环状螺栓保持器的第一周向表面的突起区域上可以小于或等于螺栓的外直径和螺栓销上的套筒或滚轮的外直径。
[0011]根据有益实施例，环状螺栓保持器的第一周向表面的突起区域延伸跨过螺栓的周边的至少120°，优选跨过螺栓的周边的至少180°。由此得出，从120° (优选180° )的螺栓孔眼直径或螺栓直径向前，环状螺栓保持器的第一周向表面在螺栓孔眼之间的区域中相对于周向轮廓的突起区域凹进。第一周向表面的该形状虽然在平行于轴向的方向没有形成重叠，但是允许用于灯笼齿轮和灯笼齿圈之间接合的足够大的重叠区域。
[0012]根据优选实施例，环状螺栓保持器的第一周向表面的凹进区域可以比与灯笼齿圈接合的灯笼齿轮的齿顶圆更陡地或者向下更远地凹进。因而，环状螺栓保持器与螺栓能够在平行于轴向的方向相对于灯笼齿轮可靠地安装，而没有齿轮单元中发生的任何径向离隙。根据另一实施例，环状螺栓保持器的第一周向表面的凹进区域比螺栓在环状螺栓保持器上的中点圆更陡地凹进。波形或齿形周向轮廓的这种独特形状除了允许灯笼齿圈的可靠地平行于轴向安装之外，还允许灯笼齿轮和通过环状螺栓保持器固定到位的灯笼齿圈螺栓之间的可靠接合。
[0013]根据特定实施例，第二齿轮还包括带有径向灯笼齿圈接收装置的基体，从而环状螺栓保持器能够与螺栓一起在平行于轴向的方向安装在基体的径向灯笼齿圈接收装置中。基体的构造允许灯笼齿圈还相对于第二齿轮的完全安装基体的没有重叠的轴向可安装性。环状螺栓保持器在此配置为使得其还相对于灯笼齿圈接收装置在平行于轴向的方向没有重叠，因而其以轴向悬浮的方式容纳在灯笼齿圈接收装置中。灯笼齿圈和第二齿轮的基体因而可以实施为独立的部件部分，可以彼此独立地生产且在齿轮单元被组装时彼此独立地安装。没有重叠的轴向可安装性还允许在磨