本發(fā)明涉及一種具有斜齒的齒輪和一種用于齒輪的區(qū)段/扇形段。

背景技術(shù)：

由WO 2013/020639 A1已知一種分塊的齒輪。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的目的是，減小在嚙合部接合時(shí)形成的噪聲。

按照本發(fā)明，這個(gè)目的通過(guò)根據(jù)在權(quán)利要求1中給出的特征的齒輪得以實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的重要特征在于具有斜齒的齒輪，該齒輪由多個(gè)區(qū)段組裝而成，其中每個(gè)區(qū)段具有嚙合部段，該嚙合部段具有直齒或斜齒，其中，在每個(gè)區(qū)段中所述嚙合部段通過(guò)第一腹板(或稱為接板)和第二腹板以及連接部段與連接區(qū)域相連接，其中，所述連接部段、第一腹板和第二腹板分別相互間隔開或者至少局部地相互間隔開，尤其由此使所述區(qū)段具有多個(gè)、尤其是三個(gè)或更多個(gè)軸向貫通的凹口，尤其其中，被第一腹板遮蓋的軸向區(qū)域與被第二腹板遮蓋的軸向區(qū)域間隔開，尤其由此使所述區(qū)段具有至少一個(gè)在周向方向上貫通的凹口。

在此優(yōu)點(diǎn)是，盡管所述齒輪是由多個(gè)區(qū)段組裝而成的，利用帶有處于接合的嚙合部件的斜齒仍可以低噪聲地傳遞轉(zhuǎn)矩。

在按照現(xiàn)有技術(shù)的分塊的齒輪中，齒輪在周向方向上由多個(gè)區(qū)段組裝而成，其中每個(gè)區(qū)段是一個(gè)圓周部段、即齒輪的圓周角區(qū)域。所述區(qū)段可以說(shuō)是利用切割平面從齒輪中切割出來(lái)，該切割平面在軸向方向且在從齒 輪軸線開始的徑向方向上延伸。因此嚙合部被設(shè)計(jì)成直齒，因?yàn)榉駝t齒會(huì)被切割并因此存在斷齒的危險(xiǎn)。

而在本發(fā)明中，在嚙合部段上設(shè)有斜齒。嚙合部段沿著齒槽切割開或者由齒槽界定。通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)齒輪的低噪聲運(yùn)行，但是嚙合部段具有如下邊界面，該邊界面以按照嚙合部螺旋角(或稱為傾斜角)的螺旋角延伸。按照本發(fā)明，相鄰各區(qū)段的這種邊界面間隔開，即設(shè)計(jì)成不傳遞力的，并且僅在設(shè)置在連接部段上的接觸面的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)連接或者所屬的力流。

所述接觸面由多個(gè)法蘭面組成，所述法蘭面分別僅僅沿徑向和軸向延伸，即不沿周向方向延伸。

因此各個(gè)區(qū)段的法蘭面貼靠在最緊鄰的區(qū)段的相應(yīng)法蘭面上。因此在周向方向上實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙的貼靠。但是在軸向上不實(shí)現(xiàn)面貼靠。因?yàn)樵O(shè)置在法蘭面之間的臺(tái)階分別相互間通過(guò)氣隙間隔開。在徑向上也不實(shí)現(xiàn)形狀鎖合的貼靠。通過(guò)這種方式也即如下傳遞聲波，其振動(dòng)模量可在周向方向上沒有重要損失地從一個(gè)區(qū)段傳遞到最緊鄰的區(qū)段，但是其它振動(dòng)模量強(qiáng)烈地衰減，這是因?yàn)樵趶较蚝洼S向方向上沒有實(shí)現(xiàn)區(qū)段相互間的形狀鎖合的貼靠。因此可以實(shí)現(xiàn)更小地形成噪聲，尤其是與一體形成的齒輪相比。

在一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，在每個(gè)區(qū)段中第一腹板、第二腹板、嚙合部段、連接部段和連接區(qū)域一體形成和/或設(shè)計(jì)成一件式的。在此優(yōu)點(diǎn)是，所述區(qū)段具有高的負(fù)荷能力并且可在一次夾緊中進(jìn)行加工，并因此也可以非常精確地制造鉆孔的相對(duì)間隔以及鉆孔與嚙合部的間隔。

在一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，第一腹板和第二腹板被設(shè)計(jì)成彎曲的，尤其是凸拱地彎曲，尤其是第一腹板沿軸向向前彎曲而第二腹板沿軸向向后彎曲。在此優(yōu)點(diǎn)是，以微少的材料使用并因此微少的加工費(fèi)用提高了區(qū)段的承載能力。

在一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，第一連接部段設(shè)置在區(qū)段的在周向方向上位于前面的端部區(qū)域上，尤其是，第二連接部段設(shè)置在區(qū)段的在周向方向上位于后面的端部區(qū)域上，其中，第一連接部段具有接觸面，通過(guò)該接觸面所述區(qū)段貼靠在最緊鄰的區(qū)段上，尤其貼靠在最緊鄰的區(qū)段的第二連接部 段的相應(yīng)接觸面上，其中，所述接觸面被設(shè)計(jì)成臺(tái)階式的，從而接觸面具有至少三個(gè)平的、尤其亦即平面地設(shè)計(jì)的法蘭面，其中，每個(gè)法蘭面設(shè)置在各自的圓周角位置上并遮蓋各自的軸向區(qū)域，其中，這些軸向區(qū)域分別相互間隔開或者最多相互鄰接地設(shè)置，尤其其中，這些軸向區(qū)域不相互搭接，其中，所述法蘭面的圓周角位置相互間隔開，尤其隨著法蘭面的軸向位置的增大而在周向方向上嚴(yán)格單調(diào)地增加。在此優(yōu)點(diǎn)是，簡(jiǎn)化了區(qū)段相互間的對(duì)準(zhǔn)并且在軸向方向上存在形狀鎖合。

在一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，所述嚙合部是外齒部。在此優(yōu)點(diǎn)是，可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)制造。

在一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，所述嚙合部段在其在周向方向上設(shè)置的端部區(qū)域上分別具有面對(duì)相鄰區(qū)段的第一邊界面，該第一邊界面平行于嚙合部的齒槽延伸，尤其其中，第一邊界面在徑向上并且沿著螺旋線延伸，其螺旋軸線是齒輪軸線并且其螺旋角對(duì)應(yīng)于嚙合部的螺旋角。在此優(yōu)點(diǎn)是，在嚙合部段中可以設(shè)置斜齒，該斜齒不中斷齒地延伸并因此非常能承受負(fù)荷。

在一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，所述嚙合部段——尤其以包含一部分第一邊界面的部段——在周向方向上突出于連接部段，尤其其中，所述嚙合部段——尤其以包含另一部分第一邊界面的另一部段——在周向方向上比連接部段延伸得更近。在此優(yōu)點(diǎn)是，連接部段在其在周向方向上的端部區(qū)域中與嚙合部段不同地切割或界定。因?yàn)樗鲞B接部段被界定在周向位置上，即其端部表面在這里僅沿徑向和軸向延伸，但是嚙合部段按照斜齒來(lái)限制，即按照螺旋線且沿徑向從齒輪軸線開始延伸。

在一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，所述連接部段具有第二邊界面，所述第二邊界面沿周向和軸向延伸，并且所述第二邊界面在徑向上位于相鄰區(qū)段的嚙合部段的突出部段的徑向內(nèi)側(cè)的對(duì)面，該突出部段沿周向突出于相應(yīng)的連接部段。

在一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，在相鄰的兩個(gè)區(qū)段的第一邊界面之間形成有第一間距。在此優(yōu)點(diǎn)是，在相鄰的兩個(gè)區(qū)段的嚙合部段之間不發(fā)生直接的力傳遞。

在一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，在第二邊界面與相鄰區(qū)段的嚙合部段的突出部段的徑向內(nèi)側(cè)之間形成有第二間距。在此優(yōu)點(diǎn)是，在連接部段與相鄰區(qū)段的嚙合部段之間不發(fā)生直接的力傳遞。

在一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，所述連接部段具有連接面，在該連接面上利用連接螺栓壓緊有相鄰區(qū)段的相應(yīng)連接面。在此優(yōu)點(diǎn)是，在連接部段之間實(shí)現(xiàn)力傳遞并且在此在一個(gè)周向位置上各個(gè)法蘭面接觸并且被連接螺栓相互壓緊以進(jìn)行力傳遞。

在一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，各個(gè)法蘭面分別在徑向方向和軸向方向上延伸，尤其但是不在周向方向上延伸，尤其亦即設(shè)置在唯一的周向位置上。在此優(yōu)點(diǎn)是，可以簡(jiǎn)單且成本有利地制造各個(gè)法蘭面。

在一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，在軸向方向上在第一法蘭面與第三法蘭面之間設(shè)置有第二法蘭面，其中，第一法蘭面和第三法蘭面分別具有用于使區(qū)段相互對(duì)準(zhǔn)的螺栓的鉆孔。在此優(yōu)點(diǎn)是，能夠準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)然后接著擰緊螺栓。因此能夠在連接部段之間實(shí)現(xiàn)力傳遞且不在嚙合部段之間實(shí)現(xiàn)力傳遞。

在一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，所述腹板設(shè)置在比嚙合部段小的徑向距離區(qū)域中。在此優(yōu)點(diǎn)是，所述腹板支承沿徑向放上的嚙合部段，并且用于連接相鄰各區(qū)段的連接部段的連接螺栓不會(huì)中斷或以其它方式妨礙齒輪的嚙合部，這是因?yàn)檫B接螺栓也設(shè)置在比嚙合部段小的徑向距離上，并且沿軸向在第一與第二腹板之間具有空間。

在一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，區(qū)段具有用于與滾筒或軸相連接的連接區(qū)域，其中，所述齒輪設(shè)置在比滾筒或軸更大的徑向距離上。在此優(yōu)點(diǎn)是，滾筒在其外周上可以配備有大的齒輪，由此可以傳遞大的扭矩。

在一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，在軸向上彼此最緊鄰的法蘭面之間分別設(shè)置有臺(tái)階，其中在區(qū)段的各個(gè)臺(tái)階與最緊鄰的區(qū)段的相應(yīng)臺(tái)階之間存在有軸向間距、尤其即存在有氣隙。在此優(yōu)點(diǎn)是，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的制造。

在一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，第一間距與齒輪外徑的比小于0.0005、尤其小于0.00025或者甚至小于0.000125，并且/或者第二間距與齒輪外徑的比小于0.0005、尤其小于0.00025或者甚至小于0.000125。在此優(yōu)點(diǎn)是，在 制造公差和由熱引起的膨脹的范圍內(nèi)能可靠地防止力傳遞，并且盡管存在間距也能實(shí)現(xiàn)低噪聲的運(yùn)行。所述間距位于齒的接合區(qū)域以外，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)間距產(chǎn)生的縫隙沿著齒槽、尤其亦即沿著齒槽的底部延伸。

在區(qū)段中重要的特征是，所述區(qū)段由ADI或GGG鑄鋼制成。在此優(yōu)點(diǎn)是，嚙合部可以承受高負(fù)荷。因?yàn)锳DI是以球墨鑄鐵為基礎(chǔ)的材料。通過(guò)特殊的熱處理可在伸展性良好的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度，在保持良好緩沖性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高度耐磨性。

因此嚙合部段的突出來(lái)的、即在周向方向上突出于連接部段的區(qū)域可以承受負(fù)荷，因?yàn)锳DI具有高強(qiáng)度。在這個(gè)區(qū)域中嚙合部也即可以承受高負(fù)荷，盡管這個(gè)區(qū)域是懸伸出來(lái)的。

其它優(yōu)點(diǎn)由從屬權(quán)利要求給出。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在借助附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明。

在圖1中示出帶斜齒的齒輪，該齒輪由在周向方向上相繼設(shè)置的、相同形式設(shè)計(jì)的區(qū)段組裝而成。

在圖2中以斜視圖示出區(qū)段中的兩個(gè)彼此拆開的區(qū)段。

在圖3中示出兩個(gè)區(qū)段中的第一區(qū)段。

在圖4中示出在齒輪的兩個(gè)區(qū)段的連接區(qū)域中的切向剖面的俯視圖。

附圖標(biāo)記列表：

1 嚙合部段

2 連接部段

3 用于滾筒的連接區(qū)域

4 凹口

20 用于連接螺栓的鉆孔

21 用于對(duì)中螺栓或用于對(duì)準(zhǔn)的螺栓的鉆孔

22 腹板，尤其是軸向前面的

23 腹板，尤其是軸向后面的

24 平的法蘭面

25 平的法蘭面

26 平的法蘭面

27 平的法蘭面

28 平的法蘭面

29 平的法蘭面

40 邊界面

41 邊界面

具體實(shí)施方式

所述齒輪由相同形式設(shè)計(jì)的區(qū)段組裝而成，即由相同的區(qū)段組裝而成。

每個(gè)區(qū)段均具有嚙合部段，該嚙合部段被構(gòu)造成配備有外齒部的圓柱外殼部段。

因?yàn)樵谥芟蚍较蛏鲜褂昧耸畟€(gè)區(qū)段以組裝齒輪，所以嚙合部段1類似于齒條區(qū)段，其中，齒條被設(shè)計(jì)成與相應(yīng)于齒輪的圓柱體的外殼面相應(yīng)地彎曲。

在這里述及的周向方向涉及齒輪，即為齒輪的周向方向。徑向距離以齒輪中心為基準(zhǔn)，亦即可確定為與齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的距離。軸向方向是與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的方向相平行的方向。

也即可以通過(guò)制造出空心圓柱體的外殼部段并在其外側(cè)面上加工出嚙合部來(lái)制造嚙合部段1。在此，該外殼部段在軸向上通過(guò)兩個(gè)平面、尤其即是齒輪的端面部段來(lái)限制，所述平面的法線平行于齒輪的軸線方向、即軸向方向。此外，嚙合部段1在周向方向上通過(guò)邊界面40和法蘭面來(lái)限制，該法蘭面具有多個(gè)表面部段(24、25、26、27、28、29)。鄰接邊界面40地設(shè)置有邊界面41，該邊界面的法線沿徑向取向。

在區(qū)段的徑向內(nèi)側(cè)上設(shè)有在周向方向上延伸的連接區(qū)域3，該連接區(qū)域用于固定在滾筒的外表面上。

在每個(gè)區(qū)段中，嚙合部段1通過(guò)腹板(22、23)與連接區(qū)域3相連接。 在此，第一腹板22在軸向上設(shè)置在前面，而第二腹板23在軸向上設(shè)置在后面。因此，第一腹板22與第二腹板23軸向間隔開。優(yōu)選給每個(gè)第一腹板22正好配設(shè)有一個(gè)第二腹板23，其中，第一腹板22和相應(yīng)配設(shè)的第二腹板23設(shè)置在相同的圓周角區(qū)域中。

第一腹板22在周向方向、即齒輪的周向方向上均勻地相互間隔開。因此，第二腹板23也在周向方向、即齒輪的周向方向上均勻地相互間隔開。

在每?jī)蓚€(gè)彼此最緊鄰的第一腹板22之間分別設(shè)置有軸向貫通的凹口。

在每?jī)蓚€(gè)彼此最緊鄰的第二腹板23之間分別設(shè)置有軸向貫通的凹口。

此外，第一腹板22和第二腹板23分別配備有彎曲區(qū)域，從而使它們軸向向外彎曲并因此被構(gòu)造成凸拱的。于是在區(qū)段中沿軸向形成在第一與第二腹板(22、23)之間的空腔以這種方式被加大并因此適合于，接納大的連接螺栓并提供足夠大的自由空間范圍供使用，該自由空間范圍例如也適用于操縱有待于通過(guò)連接螺栓建立的螺紋連接結(jié)構(gòu)。

在此這樣設(shè)計(jì)空腔，使得該空腔在周向方向上也貫通過(guò)區(qū)段。由于第一和第二腹板(22、23)的上述造型，空腔也在軸向方向上至少在不被腹板(22、23)和連接部段2遮蓋的角位置區(qū)域上是貫通的。

第一區(qū)段的在周向方向上位于前面的連接部段2貼靠在第二區(qū)段的在周向方向上位于后面的連接部段2上。

在此，設(shè)置在周向前面的接觸面被設(shè)計(jì)成臺(tái)階式的，由此該接觸面由三個(gè)分別平坦地、即平面地設(shè)計(jì)的法蘭面(24、25、26)組成。在此，法蘭面(24、25、26)中的每一個(gè)設(shè)置在各自的圓周角位置上并且遮蓋各自的軸向區(qū)域。在此這些軸向區(qū)域分別相互間隔開或者最多相互緊鄰地設(shè)置。因此各個(gè)軸向區(qū)域不搭接。法蘭面(24、25、26)的圓周角位置相互間隔開并且隨著法蘭面(24、25、26)的軸向位置的增大而在周向方向上增大。

設(shè)置在周向后面的接觸面相應(yīng)地設(shè)計(jì)成臺(tái)階式的，由此其平坦的、即平面的法蘭面(27、28、29)分別貼靠在最緊鄰的區(qū)段的相應(yīng)法蘭面(24、25、26)上。

法蘭面(24、25、26、27、28、29)具有用于連接螺栓的鉆孔20，并 且在軸向上位于外部的法蘭面(24、26、27、29)分別具有至少一個(gè)用于對(duì)中螺栓或用于使區(qū)段彼此對(duì)準(zhǔn)的螺栓的鉆孔21。

因此可實(shí)現(xiàn)法蘭面24貼靠在法蘭面29上，法蘭面25貼靠在法蘭面28上并且法蘭面26貼靠在法蘭面27，并且可利用對(duì)中螺栓實(shí)現(xiàn)區(qū)段相互間的對(duì)準(zhǔn)。然后借助插入連接螺栓使區(qū)段相互連接。

上述的在周向方向上且至少部分地也在軸向上貫通的空腔提供了足夠的空間以利用工具操縱螺紋連接結(jié)構(gòu)、即例如安置和操縱螺栓頭。腹板22的膨起的、即凸拱的結(jié)構(gòu)加大了這個(gè)空間。

如在圖4中利用切向剖切的區(qū)段所示的，兩個(gè)區(qū)段的連接部段2之間的接觸區(qū)域在軸向方向上單調(diào)地、但是不嚴(yán)格單調(diào)地在周向方向上、尤其也在圖4的剖面的內(nèi)部延伸。在此，臺(tái)階之間具有間隙、尤其是氣隙。因此也即在設(shè)置在法蘭面24和法蘭面25之間的臺(tái)階與設(shè)置在法蘭面29和法蘭面28之間的臺(tái)階之間設(shè)置有氣隙，從而使這兩個(gè)臺(tái)階在軸向方向上略微相互間隔開。

區(qū)段的嚙合部段1的邊界面40同樣接觸地貼靠在最緊鄰的區(qū)段的嚙合部段1的相應(yīng)邊界面40上。

因此在各個(gè)區(qū)段的連接部段2上螺旋連接有相鄰區(qū)段的相應(yīng)連接部段2。連接部段2在徑向和軸向方向上延伸。因此整個(gè)連接部段2位于一個(gè)圓周角區(qū)域中。

在連接面中設(shè)置有在周向方向上取向的鉆孔(20、21)。在此，鉆孔20用于供螺栓插入，相鄰各區(qū)段通過(guò)所述螺栓相互壓緊。此外還設(shè)有至少一個(gè)用于插入用于使區(qū)段相對(duì)于彼此對(duì)準(zhǔn)的螺栓的鉆孔21。因此能夠在牢固地旋緊連接螺栓之前使區(qū)段對(duì)準(zhǔn)。在完成對(duì)準(zhǔn)以后牢固地旋緊連接螺栓并因此固定區(qū)段的相對(duì)位置。

嚙合部段1在其在徑向上位于外部的側(cè)上具有嚙合部。在此，嚙合部被構(gòu)造成斜齒。邊界面40(區(qū)段的嚙合部段1通過(guò)該邊界面緊鄰相鄰區(qū)段的相應(yīng)嚙合部段)沿著嚙合部的齒槽形成。因此通過(guò)邊界面40不切割齒。因此邊界面40與斜齒、即螺旋線部段相應(yīng)地延伸并且在徑向方向上延伸。 在一級(jí)近似的程度上它可以作為平面考慮。

但是因?yàn)檫B接部段2的法蘭面(24、25、26、27、28、29)在純徑向和軸向方向上取向，所以嚙合部段1局部地突出于連接部段2。因此嚙合部段1至少在第一軸向區(qū)域中在周向方向上突出于法蘭面26，在第二軸向區(qū)域中嚙合部段1在周向方向上回縮，由此可以看到邊界面41。在此，邊界面41在軸向和周向方向上延伸，即它具有唯一的徑向距離。

在此，這樣限定區(qū)段的公差，使得相鄰的兩個(gè)區(qū)段在其法蘭面(24、25、26、27、28、29)上接觸，但是在邊界面40和41的區(qū)域中存在間距。此時(shí)，在由區(qū)段組裝而成的齒輪的外徑大于2米、尤其是大于4米的情況下，優(yōu)選所述間距小于1mm，尤其小于0.5mm。因此所述間距與外徑的比小于0.0005、尤其是小于0.00025或甚至0.000125。

通過(guò)這種方式也可以容許由熱引起的和/或裝配引起的間距變化。因?yàn)閭鬟f力的法蘭面(24、25、26、27、28、29)完全承擔(dān)在相鄰各區(qū)段之間傳導(dǎo)的力。

嚙合部段1的突出部段遮蓋相鄰區(qū)段的邊界面41，尤其在弧向(radial)方向上遮蓋相鄰區(qū)段的邊界面41。

同樣，每?jī)蓚€(gè)相鄰區(qū)段的邊界面40在周向方向且也在軸向方向上看去相對(duì)而置。

在其它按照本發(fā)明的實(shí)施例中，所述齒輪不是帶有斜齒而是帶有直齒。于是優(yōu)選省去邊界面41。但是盡管如此，在最緊鄰的各區(qū)段的相互面對(duì)的邊界面40之間仍然保留有非常窄的氣隙。