更换齿条和小齿轮驱动装置的齿条的方法及夹具组件与流程

背景技术：

1、齿条和小齿轮驱动装置经常用于将旋转运动转换成线性运动和/或反之亦然。这种齿条和小齿轮驱动装置可以例如用于线性致动器和提升装置，其中马达的旋转运动被转换成线性致动或提升运动。另一个示例性应用领域是能量收集，例如波浪能量收集，其中浮标等的往复线性运动通过齿条和小齿轮驱动装置转换成输出轴的旋转运动。

2、在要转换大的力和/或扭矩的应用中，齿条和小齿轮驱动装置优选地包括与同一个齿条啮合的多个小齿轮。通过这种方式，待传递的扭矩可以在多个小齿轮之间以及在固定到相应小齿轮的相应数量的齿轮之间分配，使得可以减小每个扭矩传递齿面上的载荷。这种包括多个小齿轮的齿条和小齿轮驱动装置是超定的。这种超定可能导致与同时处于载荷传递接合的不同小齿轮和齿轮的齿面经受不同载荷相关的问题。为了克服这些问题，已经建议在每个小齿轮与其对应的齿轮之间引入一定的旋转灵活性或顺从性。

3、ep2921694b1公开了一种齿条和小齿轮驱动装置，其包括齿条和齿轮箱，该齿轮箱包含与齿条啮合的多个小齿轮。每个小齿轮固定到相应的主齿轮，该主齿轮机械地连接到齿轮箱的公共输入轴或输出轴。为了增强对同时接合的所有齿面的载荷分配，每个小齿轮通过相应的可弹性变形的固定装置固定到相应的主齿轮，该固定装置允许相应的小齿轮和主齿轮之间的有限的相对旋转。

4、在设置有用于小齿轮和相应主齿轮之间的旋转顺从性的装置的这种齿条和多小齿轮驱动装置中，重要的是精确地调节或校准每个小齿轮和主齿轮之间的相对标称旋转位置。另外，需要针对每对小齿轮和主齿轮以及相对于每对其他小齿轮和主齿轮精确地调节或校准提供旋转顺从性的可弹性变形装置的任何预张紧。

5、这种调节或校准需要在装置调试之前或调试时并且在齿条安装成与小齿轮接合的情况下进行。然而，在许多应用中，齿条相对于齿轮箱具有相当大的长度。另外，齿条通常需要是坚固且耐用的，这就导致齿条较重。在高精度应用场合中，齿条的直线度以及齿的几何形状和表面光洁度需要保持在窄公差内。因此，包括长且重的齿条的这种齿条和小齿轮驱动装置的组装和调节或校准以及其他处理通常是麻烦的，并且通常存在齿条可能被损坏的相当大的风险。

6、另一个问题由以下事实引起：齿条在调整或校准之后需要保持与小齿轮啮合接触直到调试，以便不失去校准。特别是在需要长且重的齿条的应用场合中，这就导致具有安装的齿条的装置从组装地点到使用地点的运输困难且麻烦。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种更换齿条和小齿轮驱动装置的齿条的方法，以及夹具组件，该夹具组件便于齿条和小齿轮驱动装置的组装、校准、测试、运输、安装和/或调试，该齿条和小齿轮驱动装置包括用于成对的小齿轮和主齿轮之间的旋转顺从的装置。

2、本发明的另一个目的是提供一种易于实施的方法。

3、另一个目的是提供一种设计简单的夹具组件。

4、通常，除非本文另有明确定义，否则权利要求中使用的所有术语将根据其在技术领域中的普通含义来解释。除非另有明确说明，否则对“一/一个/该元件、设备、组件、装置、步骤等”的所有引用将被开放地解释为指代元件、设备、组件、装置、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则本文公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行。

5、根据第一方面，本公开提供了一种更换齿条和小齿轮驱动装置的齿条的方法，该齿条和小齿轮驱动装置包括第一齿条和齿轮箱，该齿轮箱包括多个小齿轮，这些小齿轮布置成与第一齿条啮合，这些小齿轮通过旋转顺从装置连接到相应的主齿轮。所述方法在所附权利要求1中限定，并且包括：

6、-提供齿条和小齿轮驱动装置，所述齿条和小齿轮驱动装置具有安装成与所述齿轮箱的所述小齿轮啮合接合的第一齿条，

7、-提供夹具组件，所述夹具组件包括第二齿条和联接装置，

8、-将所述第二齿条布置成与所述第一齿条纵向同轴对准，

9、-通过所述联接装置将所述第二齿条的第一端连接到所述第一齿条的近端，

10、-通过所述第一齿条和所述第二齿条的线性位移使所述第二齿条与所述齿轮箱的所述小齿轮啮合接合，和

11、-将所述第一齿条与所述第二齿条断开，所述方法还包括：

12、-当所述第一齿条或所述第二齿条与所述齿轮箱的小齿轮啮合接合时，校准每个小齿轮和主齿轮之间的标称旋转位置。

13、因此，第一齿条可以构成“通用齿条”，其在下文中命名为旨在安装在齿轮箱中并且在齿条和小齿轮驱动装置的正常操作下与小齿轮接合的齿条。第二齿条可以构成“辅助齿条”，其在下文中命名为旨在例如齿条和小齿轮驱动装置的组装、校准、测试运输和/或调试期间临时用作通用齿条的替换件的齿条。

14、术语“夹具组件”在本文中用于命名布置成定位、引导和/或保持所述部件中的一个与不形成夹具组件的一部分的另一部件对准的部件的集合。更具体地，本文描述的“夹具组件”包括第二或辅助齿条和联接装置，该联接装置布置成将第二齿条或辅助齿条可释放地连接到不形成夹具组件的一部分的第一或通用齿条并与之对准。

15、该方法允许辅助齿条可以容易地作为纵向延伸部固定到齿条和小齿轮驱动装置的通用齿条上。通过这种方式，可以在齿条和小齿轮驱动装置的组装和校准期间使用通用齿条。在校准期间使用与小齿轮形成齿接合的通用齿条确定了每个小齿轮和主齿轮之间的标称相对旋转位置以及任何弹性顺从构件的预张紧相对于通用齿条的实际齿几何形状被精确地调节。一旦校准已经完成，通用齿条和固定至通用齿条的端部的辅助齿条可以线性地移位，直到齿轮箱的小齿轮与辅助齿条形成齿接合。此后，通用齿条可以与辅助齿条断开连接。只要辅助齿条呈现出与通用齿条大致相同的齿几何形状，则在齿轮箱中用辅助齿条替换通用齿条之后，标称相对旋转位置以及在校准期间完成的预张紧就将被保持。

16、此后，齿条和小齿轮驱动装置可以在通用齿条与具有辅助齿条的齿轮箱分离的情况下被运输。这提供了重要的优点，因为通用齿条在许多应用场合中相对于齿轮箱的长度可能非常长。由于这种长且重的通用齿条的细长构造，具有安装的通用齿条的齿条和小齿轮驱动装置的运输和其他处理相当于损坏通用齿条和/或齿轮箱的相当大的风险。通过该方法有效地消除或减少了该问题，该方法允许长且重的通用齿条可以与齿轮箱分离地运输和搬运，直到齿条和小齿轮驱动装置最终在使用现场调试。在这种运输和搬运期间，与小齿轮保持齿接合的辅助齿条确保在运输和搬运期间保持齿轮箱的校准。

17、在运输到使用地点之后，该方法允许通用齿条可以容易地作为延长件固定到辅助齿条。此后，通用齿条可以与齿轮箱中的小齿轮接合，同样没有先前完成的校准丢失的风险。一旦通用齿条最终被安装，辅助齿条可以被断开并从通用齿条移除。此后，辅助齿条可以以类似的方式用于其他齿条和小齿轮驱动装置。

18、如果辅助齿条具有与通用齿条相同的齿几何形状，则也可以在校准期间以及在齿轮箱的测试期间使用与小齿轮接合的辅助齿条。在这种情况下，辅助齿条可以保持与小齿轮接合，直到齿条和小齿轮驱动装置的最终组装或调试，其中通过将通用齿条固定为通用齿条的延长部分并线性地移位如此连接的齿条直到通用齿条与小齿轮接合，辅助齿条被通用齿条替换。

19、该方法还可以用于齿条和小齿轮驱动装置的维护和修理，其中需要临时移除或更换通用齿条。在这种情况下，辅助齿条固定到现有的通用齿条上，然后线性移动，直到小齿轮与辅助齿条接合。此后，现有的通用齿条与辅助齿条断开连接以进行维修，并且此后再次连接到辅助齿条，以通过线性位移与小齿轮重新接合。可替代地，在断开现有的通用齿条之后，可以将替换的通用齿条连接至辅助齿条并使其与小齿轮接合。

20、因此，该方法提供了用于在组装、测试、运输、调试、修理和维护期间校准和/或维持齿条和小齿轮驱动装置的小齿轮和主齿轮的校准的简单且有效的手段。

21、根据一个实施例，该方法包括将第二齿条的至少一个齿状表面布置成与第一齿条的相应齿状表面共面对准。

22、该方法可以包括在第二齿条的第一端和第一齿条的近端之间插入至少一个间隔构件，用于调节第一端处的最外齿和近端处的最外齿之间的间距。

23、联接装置可以包括杆，该杆在穿过第二齿条的孔中纵向延伸，并且该方法然后可以包括将杆连接到近端并纵向张紧杆以将第一端压向近端。

24、通过第一齿条和第二齿条的线性位移使第二齿条与齿轮箱的小齿轮啮合接合的步骤可以通过旋转齿轮箱的输入/输出轴来实现。

25、根据第二方面，提供了如所附权利要求6所述的夹具组件。夹具组件旨在在更换齿条和小齿轮驱动装置的齿条时使用，该装置包括第一齿条和齿轮箱，该齿轮箱包括布置成与第一齿条啮合的多个小齿轮。所述夹具组件包括：从第一端延伸到第二端的第二齿条；以及联接装置，用于将第二齿条的第一端可释放地连接到第一齿条的近端。所述联接装置包括：引导装置，其布置成保持第二齿条与第一齿条纵向同轴对准，杆，其延伸穿过第二齿条中的纵向孔并且具有可连接到第一齿条的近端的第一杆端，以及张紧布置，其可连接到杆并且布置成接合第二齿条，用于张紧杆，从而将第一端压向近端。

26、夹具组件提供了用于执行根据第一方面的方法的有效装置。

27、夹具组件可包括至少一个间隔构件，该至少一个间隔构件布置成当第二齿条连接到第一齿条时介于第二齿条的所述第一端和第一齿条的近端之间。间隔构件可以包括垫片或类似装置。这种单个间隔构件或多个间隔构件可介于第二齿条和第一齿条之间，用于在通用齿条和辅助齿条之间的过渡部处保持正确的齿几何形状。特别地，这种单个或多个间隔构件可用于调节第一端处的最外齿和近端处的最外齿之间的节距。

28、引导装置可以包括衬套，该衬套在第一端处被径向引导地接收在所述孔中并且被布置成将杆连接到近端。

29、衬套可以包括第一部分，该第一部分通过过渡配合、间隙配合或过盈配合被接收在所述孔中。

30、衬套可包括外螺纹或内螺纹，该外螺纹或内螺纹布置成与布置在第一齿条的近端处的对应螺纹形成螺纹接合。这允许夹具组件的简单且可靠的设计，并且允许第一齿条和第二齿条通过简单的操作相互连接。

31、衬套可以包括外螺纹部分，该外螺纹部分从第二齿条的第一端纵向突出。

32、张紧装置可以包括第一螺旋接头。

33、第一螺纹接头可包括布置在杆的第二杆端处的外螺纹和止动构件，该止动构件具有对应的内螺纹和止动表面，该止动表面布置成由布置在第二齿条的第二端处的端表面支撑。

34、夹具组件还可包括至少一个环形支撑构件，该环形支撑构件布置成接收在孔中并支撑地接收所述杆。

35、杆可以通过第二螺纹接头固定到衬套。

36、夹具组件提供了与上述相同的优点。

37、进一步的目的和优点将从示例性实施例的以下描述和所附权利要求中显现。