齿轮的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种齿轮，该齿轮包括径向内侧的环形元件、径向外侧的环形元件和连接元件，径向外侧的环形元件具有齿部，另外连接元件沿径向方向设置在径向内侧的环形元件和径向外侧的环形元件之间并且与径向内侧的环形元件和径向外侧的环形元件连接，连接元件至少部分由橡胶弹性的材料制成。
【背景技术】
[0002]已知平衡轴在内燃机中用于减小由自由惯性力和惯性矩引起的振动。平衡轴通常由曲轴驱动，为此曲轴通过齿轮与平衡轴作用连接。为了在此减小平衡轴和曲轴之间齿部啮合的噪音并且吸收振动，由现有技术已知分体式齿轮，两个部件通过一个橡胶弹性连接元件连接。
[0003]已知这种分体式齿轮原则上用于减小机器零件的振动和噪声。例如DE 71 35 220Ul描述了一种减振的传动齿轮，其包括内侧部件，该内侧部件在其外周面上具有一个环形凹槽，该传动齿轮还包括环状的、同心地并且与内侧部件间隔开设置的外侧部件，该外侧部件在其内周面上也具有一个环形凹槽，该环形凹槽与设置在内侧部件上的环形凹槽一起构成一个环形腔，在环形腔中嵌入与内侧部件和外侧部件抗扭连接的橡胶弹性异形环，该异形环的未变形的径向延伸大于内侧部件和外侧部件之间形成的环形腔的径向延伸，在此两个环形凹槽的至少一个具有优选以均匀距离设置的扩宽部。
[0004]US 2，307，129A公开了一种类似的齿轮，但具有不同形状的弹性连接元件，该连接元件具有矩形横截面。
[0005]代替简单的异形环，弹性连接元件也可由层压材料制成，这例如由US 4,674, 351A公开。
[0006]EP 2 623 820 A公开了一种齿轮，该齿轮包括与振动源连接的内侧部件、连接元件和齿环，这样构造连接元件，以减小所引起的振动。连接元件可由弹性合成材料、如RTV(室温硫化型)塑料、硅或树脂系统制成。
[0007]但橡胶弹性连接元件也可用于与其连接的分体式齿轮部件的定中心，这例如由DE
3153 109 C2公开。该文献描述了一种减小噪声的机器零件，该机器零件包括两个通过减振元件彼此形锁合连接的、尤其是彼此同轴设置的部件、尤其是车轮的轮毂和轮箍，在此连接两个部件的、贴靠在倾斜壁上的减振元件由可浇注材料制成，该材料从可浇注状态在收缩下进入弹性状态，并且通过减振元件连接的部件具有围绕共同的轴线均匀分布设置的、朝向分型缝开口的用于贴靠在倾斜壁上的材料的容纳腔，在收缩时材料构成拉杆并且如夹紧锥或夹紧楔一样定心地拉紧到壁上。
[0008]DE 602 05 710 T2描述了一种用于内燃机的平衡系统，该平衡系统具有包括第一小齿轮和第二小齿轮的驱动轴，所述第一小齿轮通过发动机曲轴的齿圈驱动，所述第二小齿轮通过固定在从动轴上的第三小齿轮驱动从动轴，第一小齿轮具有一个由可收缩材料、如橡胶制成的环，该环嵌入两个由钢制成的环之间，这两个钢环分别固定在驱动轴和小齿轮的内侧上。在该文献中也已经认识到，可收缩的环吸收由曲轴传递的振动并且因此承受更高的负荷。因而在一种特殊实施方式中提出，该环具有珍珠云母(Margarite)形状或椭圆形状，以便在脱开来自曲轴振动的情况下向系统中导入非线性刚度，从而避免可引起系统断裂的共振现象。
[0009]尤其是在这种齿轮用于平衡轴中时，所述齿轮基于不平衡承受更大的机械负荷，这导致内侧环形元件相对于外侧环形元件的轴向距离发生变化。由此设置在两个环形元件之间的弹性连接元件承受持续变化的拉力负荷和压力负荷。因而可导致连接元件断裂。
【发明内容】
[0010]本发明所基于的任务在于改善这种齿轮中弹性连接元件与两个环形元件的连接。
[0011]本发明任务在开头所提的齿轮中以下述方式得以解决:径向内侧的环形元件在径向内侧的环形元件与连接元件之间的连接区域中的边缘以及径向外侧的环形元件在径向外侧的环形元件与连接元件之间的连接区域中的边缘设有倒圆。
[0012]在此有利的是，由此可改善齿轮、尤其是连接元件的持续承载能力。通过在径向内侧和径向外侧的环形元件上构造倒圆边缘可避免连接区域在边缘上的点过载。由此所出现的连接元件的持续变化的压力负荷和拉力负荷可被连接元件更好地吸收。另外也可避免边缘的切口效应。因此连接元件可在其几何形状方面简单地设计，使得无需连接元件的复杂化形状，其例如在前面提到的DE 60205710T2中被用于避免系统断裂。另外通过倒圆扩大了用于连接径向内侧的环形元件和径向外侧的环形元件与连接元件的表面，由此也可改善持续承载能力。通过边缘的倒圆使得在连接元件与两个环形元件的轴向端面齐平构造时连接元件在连接区域中径向围绕环形元件，由此也可更好地吸收齿轮沿轴向方向的拉力负荷和压力负荷。作为附加效果，当两个环形元件由烧结材料制成时，倒圆的边缘还具有更易于脱模的优点。
[0013]根据齿轮的一种实施方式可规定，所述连接元件沿轴向方向突出于径向内侧的环形元件和径向外侧的环形元件地并且沿径向方向部分地覆盖径向内侧的环形元件和/或径向外侧的环形元件地延伸。由此进一步改善了连接元件与两个环形元件的连接。由此可实现该连接的耐久性。
[0014]出于同样的原因可进一步规定，径向内侧的环形元件在至少一个轴向端面上具有凹口和/或径向外侧的环形元件在至少一个轴向端面上具有凹口并且连接元件嵌入一个或多个所述凹口中。出于上述原因在此轴向端面中的凹口的边缘也设有倒圆。
[0015]替换或附加地，为了改善连接元件与环形元件之间的连接可规定，径向内侧的环形元件在至少一个径向表面上具有凹口和/或径向外侧的环形元件在至少一个径向表面上具有凹口并且连接元件嵌入凹口中，在此仍优选径向表面中的凹口的边缘也设有倒圆。
[0016]优选连接元件硫化到径向内侧的环形元件和径向外侧的环形元件上，因为由此可更完整和配合精确地在连接元件的倒圆边缘区域中形成倒圆。
[0017]径向内侧的环形元件也可设置在不平衡元件上。由此可显著缩短不平衡元件相对于连接元件具有的杠杆，由此可减小连接元件尤其是连接区域中的机械负荷。另外由此也可提供一种尤其是用于平衡轴的紧凑组件，借助该组件可减小沿轴向方向的结构空间长度。
【附图说明】
[0018]为了更好地理解本发明，借助下面的附图详细说明本发明。附图为简化示意图。附图如下:
[0019]图1为齿轮的第一种实施方式的分解图；
[0020]图2为根据图1的齿轮的侧视剖面图；
[0021]图3为齿轮的另一种实施方式的局部横截面图；
[0022]图4为齿轮的另一种实施方式的局部横截面图；
[0023]图5为齿轮的另一种实施方式的局部横截面图；
[0024]图6为齿轮的另一种实施方式的局部横截面图；
[0025]图7为齿轮的另一种实施方式的横截面图。
【具体实施方式】
[0026]首先要指出，在不同的实施方式中相同部件使用同一附图标记或相同构件名称，其中，在全部说明书中包含的公开内容可以按意义转到具有相同附图标记或相同构件名称的部件上。同样，在说明中选择的位置说明如上面、下面、侧面等涉及直接描述以及所示附图并且在位置改变时按意义转到新的位置。
[0027]在图1和2中示出齿轮I的第一种实施方式。齿轮I包括第一径向内侧的环形元件2、第二径向外侧的环形元件3和连接元件4。第一径向内侧的环形元件2也可称为轮毂部件并且第二径向外侧的环形元件3也可称为齿环。
[0028]第一径向内侧的环形元件2和/或第二径向外侧的环形元件3优选由一种金属材料、如钢、或优选由一种烧结材料、如烧结钢制成。但其它金属材料也可用于径向内侧的环形元件2和/或径向外侧的环形元件3，在此径向内侧的环形元件2和/或径向外侧的环形元件3也可由至少两种不同的金属材料制成。
[0029]连接元件4至少部分由橡胶弹性的材料制成、如⑴NBR((羧基)丙稀腈丁二稀橡胶、HNBR(氢化丁腈橡胶)、硅橡胶(VMQ)、NR(天然橡胶)、EPDM(乙烯丙烯二烯橡胶)、CR(氯丁橡胶)、SBR( 丁苯橡胶)等，在此也可使用材料混合物。
[0030]术语“至少部分”表示在连接元件4中可加入例如加固元件、如由金属、塑料、天然纤维等制成的纤维和/或纱线、或杆等。但优选连接元件4仅由橡胶弹性的材料制成。
[0031]第一径向内侧的环形元件2具有沿轴向方向延伸的缺口 5、尤其是钻孔。由此第一径向内侧的环形元件2可设置在未示出的轴或如图1和2中所示根据本发明一种实施方式设置在不平衡元件6上。该不平衡元件6可在其侧也具有缺口 7、尤其是钻孔，用以设置在轴上。
[0032]这种不平衡尤其是用于内燃机的平衡轴中。
[0033]为了形成不平衡，不平衡元件6具有不均匀的质量分布，该质量分布通过构造不平衡质量8实现，在此不平衡质量仅设置或者说构造在不平衡元件6圆周的局部区域上。
[0034]第一径向内侧的环形元件2优选同心于不平衡元件6设置在不平衡元件上。为此不平衡元件6具有沿齿轮I轴向方向突出的轮毂区域9。