[發明專利]被涂層的齒輪

無效

• 申請號: 201310017694.5
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103216602A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 讓·安德烈·邁斯
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17;F16H55/06;B32B33/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

技術領域

本發明涉及一種被涂層的齒輪和一種用于制造被涂層的齒輪的方法。

背景技術

表面硬化是一種用于硬化驅動部件和齒輪的常見的方法，該方法例如在DE569453A和DE2109494B中進行了描述。由此產生高的表面硬度和壓縮應力，這防止了由赫茲壓力所引起的磨損和故障形式。

此外已知的是，齒輪的壓力負荷區域的特殊涂層能進一步減少磨損。DE19724661C2描述了一種帶有在類金剛石結構中的碳的咬合的傳動部件以及一種陶瓷的TiN-涂層。當然，被涂層的齒輪在不均勻的負荷的情況下，可能會出現這樣的涂層的剝落，從而極大地限制了齒輪的壽命。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種沒有這種缺點的被涂層的齒輪。

該目的通過一種被涂層的齒輪來實現，該齒輪包括由基礎材料制成的齒輪體，其中，至少在該齒輪體的一個部分上布置有涂層，該涂層比基礎材料更硬并且通過接縫被劃分為多個相互分離的區段。該目的還通過一種用于制造被涂層的齒輪的方法來實現，該方法包括以下步驟：提供由基礎材料制成的齒輪體；以及在該齒輪體的至少一個部分上布置涂層，其中，該涂層比基礎材料更硬并且被劃分為多個通過接縫相互分離的區段。

在實際應用中，負荷幾乎決不會均勻地分布在齒輪的負荷區域上面，特別是在齒面上面，例如受軸的傾斜位置或者殼體的撓性制約。這種不均勻性也可能并不總是通過校正而被抑制，因為校正始終僅對于確定的負荷來講是優化的。負荷區域、例如齒面因此必須附加地通過彈性變形或者通過跑合磨損以適應不均勻的負荷，并且使之均勻化。由于這兩種機制在傳統實際應用的磨損保護涂層設計中作為完全封閉的涂層而變得困難，因而至今為止該涂層經常剝落。這一缺點通過根據本發明的磨損保護涂層的分割得以避免。

本發明以這種認識為基礎，即通過相對較硬的涂層的分割，該涂層在齒輪中作為磨損保護被涂覆在由較軟的基礎材料制成的齒輪體上，可能的是，兩個有利的性能、即堅固性和柔韌性分布在齒輪的不同的表面水平面上。以下，“層”，“涂層”和“磨損保護涂層”作為意義相同的概念而被使用。

這一被分割的層通過它的硬度提供了磨損保護，而在區段之間的接縫能使單個的區段在負荷的情況下特別地對準。與沒有分割的情況相比，被涂層的齒輪的不均勻的負荷可以通過這種方式更好地得到補償，從而避免涂層的剝落。總體而言，在齒輪的負荷方面可以產生一個更好的性能特征，因為，一方面通過堅硬的表面層提供了磨損保護，并且另一方面通過將層劃分為單獨的區段而提供了柔韌性和撓性。因此齒輪可以在其被涂層的區域中集這兩種通常被視為相對立的特性于一體。

不中斷的、即封閉的涂層在負荷情況下通常表現為欠缺柔韌性，與此情況相比，通過本發明或者說通過有利的設計方案，在齒輪表面上、特別是在齒面表面上的均勻的負荷分布是可能的。這改進了對于磨損的保護。

本發明的有利的設計方案和改進方案在從屬權利要求中給出。另外，根據本發明的方法也可以根據從屬的裝置權利要求進一步改進，并且反之亦然。

根據本發明的一個優選的設計方案，涂層形成被涂層的齒輪的表面。用作磨損保護的涂層與制成齒輪體的基礎材料相比更硬并且通常情況下更不柔韌，該涂層也就優選地設計為齒輪的外表面。由此該涂層能優化地起到磨損保護涂層的作用。

根據本發明的一個優選的設計方案，涂層布置在齒輪體的至少一個齒面上。齒面一般是齒輪的受到特定程度的負荷的并且因而受到磨損的區域。甚至可能的是，被分割的涂層只布置在齒輪體的齒面上。通過這種方式，例如在齒根區域內的必要的彈性不會受到影響。

為了提高齒輪齒的承載能力，該齒輪齒設置有涂層，該涂層不是被設計為連貫的、或者說封閉的，而是分割的。在互相鄰近的區段之間形成接縫，該接縫不具有涂層。根據本發明的一個優選的設計方案，涂層通過這些接縫完全分割開（durchtrennen）。通過這種方式，涂層的單個的區段互相完全分離，并且由此能夠互相完全獨立對準。涂層中的應力因而繼續地得以避免，并且由此防止涂層的剝落。

根據本發明的一個優選的設計方案，接縫延伸至齒輪體內。這意味著，在其上涂覆有涂層的基礎材料也優選地在接縫的區域內被切割。通過這種方式形成了齒輪表面、例如齒面，它具有不同硬度的多個突出部（Plateaus）。