相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2016年2月5日提交的英國(guó)專利申請(qǐng)no.1602148.7的優(yōu)先權(quán)。以上提及的申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此出于所有目的以全文引用的方式并入。

本發(fā)明大體上涉及齒輪組合件，且明確地說(shuō)而非排他性地，涉及用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的齒輪組合件。

背景技術(shù)：

如由發(fā)明人在本文中所意識(shí)的，提供一些背景信息。齒輪齒嚙合為通常需要將齒輪齒位置控制到微米級(jí)別以獲得最佳效率、耐久性和低噪聲(咔嗒聲和嘎吱聲)的相關(guān)特征。然而，制造公差、部件動(dòng)力學(xué)和熱膨脹率的差異意味著，將咬合的齒輪齒相對(duì)于彼此保持在最佳位置極為困難。應(yīng)對(duì)此問(wèn)題的常規(guī)方法為引入嚴(yán)格的公差控制、類似材料和游隙控制特征以使游隙和位置誤差保持最小。這些常規(guī)方法顯著增加了齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的成本、重量和復(fù)雜度。此外，游隙控制特征(如剪式齒輪)通常涉及折衷，例如交替使用咔嗒聲控制與嘎吱聲控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種齒輪組合件，其包括經(jīng)配置以彼此嚙合的第一齒輪與第二齒輪，所述第一齒輪包括內(nèi)環(huán)形元件和外環(huán)形元件以及安置于所述內(nèi)環(huán)形元件與所述外環(huán)形元件之間且耦接到所述內(nèi)環(huán)形元件和所述外環(huán)形元件的彈性環(huán)形元件，所述外環(huán)形元件包括與所述第二齒輪的第二齒輪齒嚙合的第一齒輪齒，其中所述第一齒輪和所述第二齒輪各自包括與所述第一齒輪齒和所述第二齒輪齒軸向隔開的圓形定位環(huán)，所述定位環(huán)經(jīng)配置以彼此嚙合且限制所述第一齒輪齒與所述第二齒輪齒相對(duì)于彼此的位置。

所述第一齒輪定位環(huán)可以連接到所述第一齒輪外環(huán)形元件。舉例來(lái)說(shuō)，所述第一齒輪定位環(huán)可以與所述第一齒輪外環(huán)形元件成一體。所述第一齒輪定位環(huán)可以與所述第一齒輪外環(huán)形元件同心。

所述第一齒輪定位環(huán)和/或所述第二齒輪定位環(huán)可以包括彈性外層。

所述第一齒輪定位環(huán)和所述第二齒輪定位環(huán)中的每一個(gè)可以具有小于相應(yīng)的第一齒輪和第二齒輪的外側(cè)直徑的外直徑。所述外側(cè)直徑可以從相應(yīng)的第一齒輪齒和第二齒輪齒的頂部測(cè)量。所述第一齒輪定位環(huán)和所述第二齒輪定位環(huán)中的每一個(gè)可以具有大于相應(yīng)的第一齒輪和第二齒輪的齒根(root)直徑的外直徑。所述齒根直徑可以從相應(yīng)的第一齒輪齒和第二齒輪齒的齒根或基部測(cè)量。所述第一齒輪定位環(huán)和所述第二齒輪定位環(huán)可以具有大致為相應(yīng)的第一齒輪和第二齒輪的外側(cè)直徑與齒根直徑的平均值的外直徑。

所述第一齒輪定位環(huán)的外直徑可以大體上對(duì)應(yīng)于所述第一齒輪的節(jié)圓(pitchcircle)直徑。所述第二齒輪定位環(huán)的外直徑可以大體上對(duì)應(yīng)于所述第二齒輪的節(jié)圓直徑。每個(gè)齒輪的節(jié)圓可以對(duì)應(yīng)于直徑導(dǎo)致與第一齒輪和第二齒輪相同的齒輪比的圓，所述圓接觸且滾動(dòng)而不滑動(dòng)。每個(gè)齒輪的節(jié)圓直徑可以在相應(yīng)齒輪的外側(cè)直徑與齒根直徑之間，例如在其間的中間位置。

所述第一齒輪與所述第二齒輪可以隔開，使得所述第一齒輪的內(nèi)環(huán)形元件與外環(huán)形元件可以不同心。彈性元件因此可以在使用之前被預(yù)先加應(yīng)力。齒輪組合件，例如第一齒輪與第二齒輪的隔開、彈性環(huán)形元件的大小和/或彈性元件的彈性，可以經(jīng)配置使得齒輪定位環(huán)在齒輪組合件的使用期間保持接觸。第一齒輪與第二齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線可能會(huì)例如歸因于熱膨脹、軸承缺陷、軸的動(dòng)態(tài)動(dòng)作等而分開。彈性元件的預(yù)先加應(yīng)力可以使得第一齒輪與第二齒輪在彈性元件的作用下保持一起推動(dòng)，即使第一齒輪與第二齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線移動(dòng)分開。包括彈性元件的齒輪可以是驅(qū)動(dòng)齒輪或從動(dòng)齒輪。

第一齒輪和第二齒輪可以各自包括與第一齒輪齒和第二齒輪齒軸向隔開的另外的定位環(huán)。所述另外的定位環(huán)可以設(shè)置于所述第一齒輪齒和所述第二齒輪齒的與所述定位環(huán)相對(duì)的側(cè)上。所述另外的定位環(huán)可以經(jīng)配置以彼此嚙合且限制所述第一齒輪齒與所述第二齒輪齒相對(duì)于彼此的位置。對(duì)于定位環(huán)描述的特征可以同等地適用于另外的定位環(huán)。

彈性環(huán)形元件可以接合至外環(huán)形元件和/或內(nèi)環(huán)形元件。另外或替代地，所述彈性環(huán)形元件可以借助于一個(gè)或多個(gè)花鍵而被耦接到所述外環(huán)形元件和/或所述內(nèi)環(huán)形元件。

發(fā)動(dòng)機(jī)或機(jī)動(dòng)車輛可以包括上述齒輪組合件。

為避免在說(shuō)明書中不必要地花費(fèi)精力和重復(fù)本文，僅關(guān)于本發(fā)明的一個(gè)或幾個(gè)方面或?qū)嵤├枋瞿承┨卣鳌Ｈ欢?，?yīng)理解，在技術(shù)上可行的情況下，關(guān)于本發(fā)明的任何方面或?qū)嵤├枋龅奶卣饕部梢耘c本發(fā)明的任何其它方面或?qū)嵤├黄鹗褂谩?/p>

附圖說(shuō)明

為了更好地理解本發(fā)明，并且更加清楚地示出它可以如何實(shí)行，現(xiàn)將以實(shí)例方式參考附圖。所述附圖是按比例繪制的，但必要時(shí)可以使用其它相對(duì)尺寸。

圖1a為示出根據(jù)本發(fā)明的布置的齒輪組合件的第一齒輪的側(cè)視截面圖。

圖1b為示出根據(jù)本發(fā)明的布置的齒輪組合件的第二齒輪的側(cè)視截面圖。

圖2a為示出嚙合的第一齒輪與第二齒輪的端視圖。

圖2b為示出嚙合的第一齒輪與第二齒輪的側(cè)視截面圖。

圖3為示出第一齒輪和第二齒輪的接觸區(qū)域的圖2a的部分放大視圖。

圖4為示出根據(jù)本發(fā)明的替代布置的第一齒輪和第二齒輪的側(cè)視截面圖。

具體實(shí)施方式

參考圖1到圖3，根據(jù)本發(fā)明的布置的齒輪組合件100包括第一齒輪110和第二齒輪120。第一齒輪110與第二齒輪120經(jīng)配置以彼此嚙合，使得所述齒輪中的一個(gè)的旋轉(zhuǎn)引起另一個(gè)旋轉(zhuǎn)。因此，第一齒輪110包括第一齒輪齒112，且第二齒輪包括第二齒輪齒122，第一齒輪齒112與第二齒輪齒122嚙合。第一齒輪110和第二齒輪120繞相應(yīng)軸線114、124旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸線114、124可以大體上平行，但在替代布置中，旋轉(zhuǎn)軸線可以不平行。此外，第一齒輪齒112和第二齒輪齒122可以在平行于旋轉(zhuǎn)軸線114、124的方向上延伸。替換地，第一齒輪齒112和第二齒輪齒122可以不在平行于旋轉(zhuǎn)軸線114、124的方向上延伸，例如，齒輪齒可以成螺旋布置，使得所述齒繞著相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線形成螺旋線。

參考圖1a，第一齒輪110包括內(nèi)環(huán)形元件111a和外環(huán)形元件111b，外環(huán)形元件111b徑向安置在內(nèi)環(huán)形元件111a外部。內(nèi)環(huán)形元件111a連接到或包括用于收納軸(未示出)的輪軸。替代地，內(nèi)環(huán)形元件111a可以與軸成一體。外環(huán)形元件111b包括第一齒輪齒112。

彈性環(huán)形元件111c被提供在內(nèi)環(huán)形元件111a與外環(huán)形元件111b之間。彈性環(huán)形元件111c耦接到內(nèi)環(huán)形元件111a和外環(huán)形元件111b中的每一個(gè)，使得內(nèi)環(huán)形元件的旋轉(zhuǎn)可以傳遞到外環(huán)形元件，或反之亦然。舉例來(lái)說(shuō)，彈性環(huán)形元件111c可以接合至內(nèi)環(huán)形元件111a和外環(huán)形元件111b中的每一個(gè)。另外或替代地，彈性環(huán)形元件111c可以包括花鍵或任何其它特征，其嚙合內(nèi)環(huán)形元件111a和/或外環(huán)形元件111b中的對(duì)應(yīng)特征以將所述環(huán)形元件可旋轉(zhuǎn)地耦接在一起。

彈性環(huán)形元件111c是由允許外環(huán)形元件111b相對(duì)于內(nèi)環(huán)形元件111a在徑向方向上移位的彈性材料制成。舉例來(lái)說(shuō)，彈性環(huán)形元件111c可以由例如氫化腈丁二烯橡膠(hnbr)的橡膠型材料制成。

第一齒輪110和第二齒輪120的旋轉(zhuǎn)軸線114、124可以隔開，使得彈性環(huán)形元件111c被預(yù)先加應(yīng)力。舉例來(lái)說(shuō)，彈性環(huán)形元件111c的最接近于第一齒輪與第二齒輪嚙合處的部分可以經(jīng)受壓縮。相比之下，彈性環(huán)形元件111c的距第一齒輪與第二齒輪嚙合處最遠(yuǎn)的部分可以經(jīng)受張力。

第一齒輪110和第二齒輪120可以各自包括定位環(huán)113、123。第一定位環(huán)113和第二定位環(huán)123與相應(yīng)第一齒輪和第二齒輪的齒輪齒112、122軸向隔開。具體來(lái)說(shuō)，如圖所示，第一定位環(huán)113與第二定位環(huán)123被分別提供到第一齒輪齒112與第二齒輪齒122的一側(cè)。第一定位環(huán)113與第二定位環(huán)123經(jīng)配置以在第一齒輪與第二齒輪嚙合時(shí)彼此接觸。具體來(lái)說(shuō)，第一定位環(huán)113和第二定位環(huán)123限制第一齒輪齒112與第二齒輪齒122相對(duì)于彼此的位置。

第一齒輪定位環(huán)113連接到第一齒輪外環(huán)形元件111b，且具體來(lái)說(shuō)，可以與第一齒輪外環(huán)形元件111b成一體。因此，第一齒輪定位環(huán)113可以相對(duì)于內(nèi)環(huán)形元件111a與第一齒輪外環(huán)形元件111b一起移動(dòng)。第一齒輪定位環(huán)113可以與第一齒輪外環(huán)形元件111b同心。然而，第一齒輪定位環(huán)113在齒輪組合件的使用期間可以不必與內(nèi)環(huán)形元件111a同心，因?yàn)閮?nèi)環(huán)形元件與外環(huán)形元件在此類使用期間可以不同心。

第一齒輪定位環(huán)與第二齒輪定位環(huán)可以形成滾動(dòng)接觸。為增大摩擦和/或減小磨損，第一齒輪定位環(huán)113和第二齒輪定位環(huán)123中的一者或兩者可以包括例如呈橡膠輪胎形式的任選彈性外層113'。

第二齒輪定位環(huán)123可以連接到第二齒輪120的其余部分，具體來(lái)說(shuō)，第二齒輪定位環(huán)123可以耦接到第二齒輪的其上設(shè)置第二齒輪齒122的部分。第二齒輪齒122可以剛性地連接到第二齒輪的輪軸，且可以保持與旋轉(zhuǎn)軸線124同心。然而，在替代布置中，第二齒輪120可以包括類似于關(guān)于第一齒輪110所描述的彈性元件的中間彈性元件。

第一齒輪定位環(huán)113和第二齒輪定位環(huán)123為圓形。第一齒輪定位環(huán)113和第二齒輪定位環(huán)123中的每一個(gè)可以具有允許齒輪齒嚙合而且允許齒輪定位環(huán)彼此接觸的外直徑。舉例來(lái)說(shuō)，第一齒輪定位環(huán)和第二齒輪定位環(huán)可以具有小于相應(yīng)的第一齒輪和第二齒輪的外側(cè)直徑的外直徑。齒輪的外側(cè)直徑可以從齒輪齒的頂部測(cè)量。類似地，第一齒輪定位環(huán)113和第二齒輪定位環(huán)123中的每一個(gè)可以具有大于相應(yīng)的第一齒輪和第二齒輪的齒根直徑的外直徑。齒根直徑可以從齒輪齒的齒根，例如在所述齒的頂部之間測(cè)量。

為限制第一齒輪定位環(huán)113與第二齒輪定位環(huán)123之間的滑動(dòng)，定位環(huán)的外直徑可以大體上對(duì)應(yīng)于相應(yīng)齒輪的節(jié)圓直徑。舉例來(lái)說(shuō)，第一齒輪定位環(huán)113的外直徑可以大體上對(duì)應(yīng)于第一齒輪110的節(jié)圓直徑。同樣，第二齒輪定位環(huán)123的外直徑可以大體上對(duì)應(yīng)于第二齒輪120的節(jié)圓直徑。每個(gè)齒輪的節(jié)圓可以對(duì)應(yīng)于與第一齒輪和第二齒輪具有相同齒輪比的圓，所述圓接觸且滾動(dòng)而不滑動(dòng)。將了解，每個(gè)齒輪的節(jié)圓直徑可以在相應(yīng)齒輪的外側(cè)直徑與齒根直徑之間。

旋轉(zhuǎn)軸線114、124可以隔開，使得彈性環(huán)形元件111c在齒輪組合件100的使用期間保持處于加應(yīng)力狀態(tài)。彈性元件111c因此可以確保第一齒輪定位環(huán)113與第二齒輪定位環(huán)123在使用期間保持接觸，且齒輪之間的游隙可以降到最低。第一齒輪定位環(huán)113和第二齒輪定位環(huán)123還可以確保一個(gè)齒輪的齒不會(huì)延伸地過(guò)遠(yuǎn)而進(jìn)入另一齒輪的齒之間的間隙中，由此避免齒輪鎖定、產(chǎn)生不完全接觸和/或噪聲。

齒輪組合件100可以經(jīng)配置而使得齒輪定位環(huán)113、123在齒輪組合件的使用期間保持接觸。舉例來(lái)說(shuō)，可以選擇齒輪的直徑、彈性元件的彈性、彈性元件的徑向厚度和/或第一齒輪與第二齒輪的隔開，使得彈性環(huán)形元件111c在齒輪組合件的正常使用期間保持處于加應(yīng)力狀態(tài)。在加應(yīng)力狀態(tài)下，彈性元件111c提供推動(dòng)第一齒輪110與第二齒輪120嚙合的力。齒輪組合件100的正常使用對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)軸線114、124的預(yù)期變化，例如，如由熱膨脹、軸承公差和/或軸/軸承動(dòng)力學(xué)造成。

參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的替代布置的齒輪組合件200可以包括第一齒輪210和第二齒輪220，其各自除了定位環(huán)113、123之外還包括另外的定位環(huán)213、223。所述另外的定位環(huán)與第一齒輪齒和第二齒輪齒軸向隔開，且被提供在第一齒輪齒和第二齒輪齒的與定位環(huán)113、123對(duì)置的側(cè)上。另外的定位環(huán)213、223經(jīng)配置以彼此嚙合，且限制第一齒輪齒與第二齒輪齒相對(duì)于彼此的位置。將了解，上文關(guān)于定位環(huán)113、123所描述的特征可以同等地適用于另外的定位環(huán)213、223。舉例來(lái)說(shuō)，另外的定位環(huán)213、223中的一者或兩者可以包括例如呈橡膠輪胎形式的任選彈性外層213'。

本文中描述的齒輪組合件100、200可以用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中。具體來(lái)說(shuō)，齒輪組合件100、200可以用來(lái)將曲軸可旋轉(zhuǎn)地耦接到發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡器軸。此類軸可能會(huì)歸因于所施加的負(fù)載而經(jīng)受徑向移位。本文中描述的齒輪組合件可以有助于確保齒輪在此類徑向移位期間保持嚙合且限制齒輪之間的游隙。

圖1到圖4示出具有各個(gè)部件的相對(duì)定位的實(shí)例配置。如果示出為彼此直接接觸或直接耦接，那么至少在一個(gè)實(shí)例中，此類元件可以被分別稱為直接接觸的或直接耦接的。類似地，示出為彼此鄰接或鄰近的元件可以至少在一個(gè)實(shí)例中分別為彼此鄰接或鄰近的。作為一實(shí)例，以共享面的方式彼此接觸放置的部件可以被稱為以共享面的方式接觸。作為另一實(shí)例，彼此隔開放置并且在其中僅具有空間而沒(méi)有其它部件的元件可以在至少一個(gè)實(shí)例中被稱為如此。作為又一個(gè)實(shí)例，示出為在彼此上方/下方、在彼此相對(duì)側(cè)處、或在彼此左側(cè)/右側(cè)的元件可以被稱為相對(duì)于彼此如此。另外，如圖中所示，最頂端元件或元件的部位可以在至少一個(gè)實(shí)例中被稱為部件“頂部”，并且最底端元件或元件的部位可以被稱為部件“底部”。如本文中所使用，頂部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相對(duì)于圖的豎軸，并且用來(lái)描述圖的元件相對(duì)于彼此的置放。由此，示出為在其它元件上方的元件在一個(gè)實(shí)例中垂直地定位在其它元件上方。作為又一個(gè)實(shí)例，圖中描繪的元件的形狀可以被稱為具有那些形狀(例如，例如是圓形的、直式的、平面的、彎曲的、圓形的、斜面的、成角度的等)。此外，示出為彼此相交的元件可以在至少一個(gè)實(shí)例中被稱為相交元件或彼此相交。又另外，示出為在另一元件內(nèi)部或示出為在另一元件外部的元件可以在一個(gè)實(shí)例中被稱為如此。

可以為易于描述而在本文中使用例如“內(nèi)”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等的空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，以描述一個(gè)元件或特征與另一(些)元件或特征的關(guān)系，如附圖中所說(shuō)明。除了圖中所描繪的定向之外，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)還可能意欲涵蓋裝置在使用或操作中的不同定向。舉例來(lái)說(shuō)，如果附圖中的裝置翻轉(zhuǎn)，那么描述為在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件將定向在其他元件或特征“上方”。因此，實(shí)例術(shù)語(yǔ)“下方”可以涵蓋上方和下方兩個(gè)定向。裝置可以按其它方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或處于其它定向)，且本文中所用的空間相對(duì)描述符可以相應(yīng)地進(jìn)行解釋。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，盡管已作為實(shí)例參考一個(gè)或多個(gè)實(shí)例描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于所揭露的實(shí)例，且可以在不脫離如由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍的情況下構(gòu)建替代實(shí)例。