多组件齿轮及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种用于致动器的多组件齿轮及其制造方法。所述多组件齿轮包括第一齿轮部(12；112)和第二齿轮部(14；114)，所述第一齿轮部(12；112)具有接合部(16；116)和从接合部(16；116)轴向延伸的齿轮杆(22)，所述第二齿轮部(14；114)具有齿轮主体(26)，所述齿轮主体在其圆周上包括多个齿轮齿(32)，所述齿轮主体被容纳在第一齿轮部的接合部的周围，所述第一齿轮部(12；112)采用第一材料，所述第二齿轮部(14；114)采用第二材料，第二材料的动态硬度低于第一材料。本发明专利技术还提供一种用于致动器的多组件齿轮的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
多组件齿轮及其制造方法
本专利技术涉及一种多组件齿轮，特别是但不限于例如在汽车应用中的致动器系统中。本专利技术还涉及一种制造这种多组件齿轮的方法。
技术介绍
在致动器组件中，设置有齿轮系以将驱动力从电动机传递到致动器的输出，例如驱动轴。相互啮合的齿轮的齿之间的冲击会产生声音。不幸的是，更坚固、更耐磨损和耐断裂的齿轮也可能更硬，并且在与其他齿轮接触时会产生更多的噪音。因此，两个要求是相互矛盾的：降低运作噪音；齿轮系的坚固性。对于噪音要求，执行器中的第一级齿轮是最重要的，因为它是最高转速的齿轮。同时，由于从第一级到第二级的减小，第一齿轮的小齿轮承受较高的扭矩。因此，与齿轮的齿相比，小齿轮的材料更硬。当前，在本领域中使用两种选择。可以选择一种折衷的材料，例如具有中等柔软度的塑料。可选地，可以在这种材料上加载玻璃纤维以防止齿轮在负载下破裂。然而，这样的玻璃纤维是磨料的，可能具有增加磨损的结果。另一种选择是选择一种既低噪音又低磨损的高性能材料。然而，这样的材料比较昂贵，因此禁止在致动器的批量制造中使用。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种低噪声、低磨损的齿轮，其可以成本有效地制造以提供用于致动器的改进的齿轮系。根据本专利技术的第一方面的第一实施方式，本专利技术提供一种用于致动器的多组件齿轮。所述多组件齿轮包括：第一齿轮部，所述第一齿轮部具有接合部和从接合部轴向延伸的齿轮杆，和第二齿轮部，所述第二齿轮部具有齿轮主体，所述齿轮主体在其圆周上包括多个齿轮齿，该齿轮主体被容纳在第一齿轮部的接合部的周围，其中，所述第一齿轮部采用第一材料，所述第二齿轮部采用第二材料，第二材料的动态硬度低于第一材料。通过改变两个齿轮部的材料成分，使第一齿轮部的动态硬度大，而第二齿轮部的动态硬度低，则可以在不影响驱动轴强度的情况下降低齿轮的噪音。优选地，所述第一齿轮部包括在所述齿轮杆上的小齿轮。可选地，所述小齿轮与齿轮杆一体地形成。小齿轮必须坚固且耐磨损，因为小齿轮的旋转速度较慢，但扭矩要大于齿轮。这样，作为第一齿轮部的一部分的整体形成的中央小齿轮显着提高了多组件齿轮的耐磨性。优选地，所述接合部的周界面是非圆形的。为了防止在齿轮旋转期间第一齿轮部和第二齿轮部的移相，优选地，它们之间的界面不是圆形的，而是具有确保在旋转运动期间在第一齿轮部和第二齿轮部之间锁定的形状。优选地，所述周界面包括多个径向延伸构件，所述多个径向延伸构件与所述第二齿轮部的齿轮主体接合。径向延伸构件可以提高多组件齿轮的整体强度，从而在不干扰第二齿轮部的降噪能力的情况下对第二齿轮部的较软的材料提供增强。优选地，周界面包括至少一个与所述第二齿轮部的齿轮主体接合的凹部。凹部会增加接合部的不均匀度，从而使包覆成型的材料充满凹部并更有效地与第一齿轮部啮合。优选地，所述周界面沿所述齿轮的轴向方向具有不均匀的横截面。可选地，所述周界面沿着所述齿轮的轴向方向具有V形或U形横截面。在周界面处使用突出部分使得能够在第一齿轮部和第二齿轮部之间建立轴向锁定。这样，可以通过使用包覆模制在部件之间建立牢固的、任选的非化学的键，简化制造过程。这在使用可能不适合化学键合的材料的情况下尤其重要。优选地，所述第一材料是塑料材料，所述第二材料是不同的塑料材料。塑料材料的使用可以简化制造过程，其中优选采用包覆成型过程，可以减少致动器的重量，并且与例如金属齿轮部件相比，制造起来可能更具成本效益。优选地，所述第一材料具有至少60的静态肖氏B硬度。所述第一材料示例可以是聚酰胺或聚甲醛。优选地，所述第二材料的静态肖氏A硬度为至少30，且小于90。例如，所述第二材料是热塑性弹性体材料。虽然动态或回弹硬度是第一和第二齿轮部的重要材料特性，但静态硬度和动态硬度之间存在相关性，可用于影响多组件齿轮的材料选择。在一个实施例中，所述接合部包括用于与所述第二齿轮部接合的轴向保持装置和径向保持装置。在多组件齿轮中同时提供轴向和径向保持装置，大大减少了在使用过程中由于齿轮部的错位而导致齿轮故障的可能性。优选地，所述多组件齿轮是正齿轮。具有线性齿的正齿轮可以是通过包覆成型过程最容易且成本效益最高地形成的齿轮类型，因此适合于制造用于致动器的齿轮系。优选地，所述第一齿轮部的接合部包括至少一个可与所述第二齿轮部接合的轴向构件。与第二齿轮部接合的轴向构件有助于防止在操作过程中的轴向拆卸，这轴向拆卸在测试期间被发现是一个问题。优选地，至少一个轴向构件从所述接合部突出。突出的轴向构件的优点在于，它们可以与其中发生包覆成型的模具接合。这样，突出的支腿或支撑件可有利地将小齿轮正确地定位在模具内，从而确保更大的制造均匀性。支腿或支撑件可以确保结合部不会在模具中倾斜，并且确保结合部顶部和底部周围都留有足够的间隙，以使聚合物树脂流动。另外地或可替代地，至少一个轴向构件形成为所述接合部中的凹部。结合部中的凹部可以类似地起到稳定第一齿轮部和第二齿轮部之间的接合的作用。优选地，所述第二齿轮部在轴向方向上至少部分地与所述第一齿轮部重叠。将第二齿轮部围绕第一齿轮部包覆模制的三明治效应在它们之间形成了牢固而稳定的结合，从而潜在地限制了多组件齿轮的旋转和轴向拆卸。根据本专利技术的第二方面，提供一种致动器，包括马达和齿轮系，所述齿轮系包括根据本专利技术的第一方面的至少一个多组件齿轮。优选地，多组件齿轮可以是齿轮系中相对于电动机的第一齿轮。齿轮在其小齿轮上将承受最大扭矩——齿轮将与执行器的电动机的小齿轮对接，快速旋转，而齿轮本身的小齿轮将以较低的速度，但以高扭矩旋转，在接触第二个齿轮时。顺序排列的第一齿轮是齿轮系中转动最快的部分，因此会产生最大的噪音。顺序排列的的后续齿轮可以优选地由较硬的材料形成，因为较慢的转速将减少噪声的产生。根据本专利技术的第三方面，提供一种用于致动器的多组件齿轮的制造方法，该制造方法包括以下步骤：a]由第一材料形成第一齿轮部，该第一齿轮部具有接合部，该接合部具有周界面和从接合部轴向延伸的齿轮杆；和b]使用具有比第一材料低的动态硬度的第二材料，将具有齿轮主体的第二齿轮部包覆成型，该齿轮主体在其圆周上包括多个齿轮齿，齿轮主体被容纳在第一齿轮部的接合部周围。第二齿轮部到第一齿轮部的包覆模制，提供了一种容易形成多组件齿轮的方式，该多组件齿轮将硬质和软质材料部件的优点融合到一个齿轮中。所述第一齿轮部的接合部包括至少一个轴向构件，并且在步骤b]中，将所述第二材料包覆模制到所述至少一个轴向构件中或周围，以防止轴向拆卸。【附图说明】现在将仅通过举例的方式并参考附图来更具体地描述本专利技术，其中：图1示出了根据本专利技术的第一方面的多组件齿轮的第一实施例的透视图；图2示出了图1的多组件齿轮的第一齿轮部的透视图，其中为了清楚可见第二齿轮部被移除；图3示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于致动器的多组件齿轮，其特征在于，所述多组件齿轮包括：/n第一齿轮部(12；112)，所述第一齿轮部(12；112)具有接合部(16；116)和从接合部(16；116)轴向延伸的齿轮杆(22)，和/n第二齿轮部(14；114)，所述第二齿轮部(14；114)具有齿轮主体(26)，所述齿轮主体在其圆周上包括多个齿轮齿(32)，该齿轮主体被容纳在第一齿轮部的接合部的周围，/n其中，所述第一齿轮部(12；112)采用第一材料，所述第二齿轮部(14；114)采用第二材料，第二材料的动态硬度低于第一材料。/n

【技术特征摘要】
20190130 GB 1901301.01.一种用于致动器的多组件齿轮，其特征在于，所述多组件齿轮包括：
第一齿轮部(12；112)，所述第一齿轮部(12；112)具有接合部(16；116)和从接合部(16；116)轴向延伸的齿轮杆(22)，和
第二齿轮部(14；114)，所述第二齿轮部(14；114)具有齿轮主体(26)，所述齿轮主体在其圆周上包括多个齿轮齿(32)，该齿轮主体被容纳在第一齿轮部的接合部的周围，
其中，所述第一齿轮部(12；112)采用第一材料，所述第二齿轮部(14；114)采用第二材料，第二材料的动态硬度低于第一材料。


2.根据权利要求1所述的多组件齿轮，其特征在于，所述第一齿轮部(12；112)包括在所述齿轮杆(22)上的小齿轮(24)。


3.根据权利要求2所述的多组件齿轮，其中，所述小齿轮(24)与齿轮杆(22)一体地形成。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的多组件齿轮，其特征在于，所述接合部(16；116)的周界面(30)是非圆形的。


5.根据权利要求4所述的多组件齿轮，其特征在于，所述周界面(30)包括多个径向延伸构件(18；118)，所述多个径向延伸构件与所述第二齿轮部(14；114)的齿轮主体接合。


6.根据权利要求4或5所述的多组件齿轮，其中，所述周界面(30)包括至少一个与所述第二齿轮部(114)的齿轮主体接合的凹部(146)。


7.根据权利要求中4所述的多组件齿轮，其特征在于，所述周界面(30)沿所述齿轮(10；110)的轴向方向具有不均匀的横截面。


8.根据权利要求7所述的多组件齿轮，其特征在于，所述周界面(30)沿着所述齿轮(10；110)的轴向方向具有V形或U形横截面。


9.根据权利要求1所述的多组件齿轮，其特征在于，所述第一材料是塑料材料，所述第二材料是不同的塑料材料。


10.根据权利要求1所述的多组件齿轮，其特征在于，所述第一材料具有至少60的静态肖氏B硬度。


11.根据权利要求1所述的多组件齿轮，其特征在于，所述第一材料是聚酰胺或聚甲醛。


12.根据权利要求1所述的多组件齿轮，其特征在于，所述第二材料的静态肖氏A...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·瓦策克，丹尼尔·瑞亚德，
申请(专利权)人：广东德昌电机有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44