CN111594613A - 液压型剪式齿轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压型剪式齿轮，其可以包括：第一齿轮，其具有形成在其中的工作腔室以及供应到所述工作腔室中的油；第二齿轮，其设置成可与第一齿轮的侧表面同轴地相对旋转；以及活塞，其提供有供应到工作腔室中的油，所述活塞通过供应到其中的油的压力而在工作腔室中移动，以在与第一齿轮的旋转方向相反的旋转方向上施加推动第二齿轮的力，从而使第二齿轮旋转。

Description

液压型剪式齿轮

技术领域

本发明涉及一种液压型剪式齿轮，其用于通过由油压执行的齿轮之间的相对运动来消除由于现有弹簧的张力减小而引起的齿侧间隙(backlash)的发生原因。

背景技术

剪式齿轮是具有副齿轮的齿轮，该副齿轮具有布置在主齿轮的侧表面上的相同数量的齿轮齿，并且通过紧密地装配与该齿轮齿啮合的另一个齿轮的齿轮齿，来消除齿侧间隙。

也就是说，当在齿轮的啮合部分中存在齿侧间隙时，每当发动机的旋转变化发生时就会发生齿轮齿彼此碰撞的齿侧间隙噪声。

因此，通过在两个齿轮的旋转力作用的方向上施加力并且利用弹簧在相反的方向上施加力，来防止在两个齿轮之间发生的齿侧间隙噪音。

将参照图1简要描述传统剪式齿轮的构造。第二齿轮2设置在第一齿轮1的侧表面上，销1a和2a分别联接到第一齿轮1和第二齿轮2的面对的表面上。此外，环形剪式弹簧3的两个端部分别通过第一齿轮的销和第二齿轮的销支撑在张紧状态，使得第二齿轮相对于第一齿轮可相对旋转。

也就是说，第二齿轮通过剪式弹簧的弹性力相对于第一齿轮的旋转运动而相对旋转，从而消除第一齿轮的齿轮齿与第二齿轮的齿轮齿之间的齿侧间隙，结果，在驾驶车辆时不会发出咔嗒咔嗒(rattle)的噪音。

然而，由于使用剪式弹簧和销结构的传统剪式齿轮在剪式弹簧与支撑剪式弹簧的销之间具有相对较小的接触面积，所以对销施加的载荷过大，这导致销磨损。

因此，销被磨损，这导致剪式弹簧的张力减小，结果发生齿侧间隙，这导致齿轮发生咔嗒咔嗒的噪音。

提供被称作为相关技术的内容仅用于帮助理解本发明的背景，而不可以认为是相当于本领域普通技术人员已知的现有技术。

包含于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不可以被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种液压型剪式齿轮，其用于通过由油压执行的齿轮之间的相对运动来消除由于现有弹簧的张力改变而引起的齿侧间隙的发生原因。

根据本发明的示例性实施方案，液压型剪式齿轮可以包括：第一齿轮，其具有形成在其中的工作腔室以及供应到所述工作腔室中的油；第二齿轮，其设置成可与第一齿轮可同轴地相对旋转；以及活塞，其提供有供应到工作腔室中的油，所述活塞通过供应到其中的油的压力而在工作腔室中移动，以在与第一齿轮的旋转方向相反的旋转方向上施加推动第二齿轮的力，从而使第二齿轮旋转。

所述活塞可以设置为在与第一齿轮的径向方向垂直的方向上移动；在第二齿轮的径向方向上可以形成支撑部分，支撑部分可以定位成面向活塞，使得活塞的移动推动支撑部分。

所述活塞可以设置为在第一齿轮的预定的径向位置处朝向第二齿轮突出，所述活塞面向支撑部分。

所述活塞可以设置在工作腔室中，所述工作腔室的端部可以是打开的，可以在面对工作腔室的支撑部分中形成引导槽，使得活塞的朝向工作腔室的端部移动的部分***到其中。

可以在所述活塞的一个端部中形成有油润滑孔，供应到活塞中的油可以通过所述油润滑孔供应至所述活塞与所述支撑部分彼此接触的部分。

油流入部分可以形成在工作腔室的中间端部；从油流入部分供应的油可以供应到活塞中，并且推动活塞中的一个端部，使得活塞的一个端部可以朝向工作腔室的一个端部移动；可以在活塞的另一个端部形成油流动孔；在活塞的另一个端部与工作腔室的另一个端部之间可以形成油容纳空间，以容纳引入到活塞中的油；止回阀机构可以可移动地设置在油容纳空间中，并且油流动孔可以依据止回阀机构的位置打开或关闭。

所述止回阀机构可以包括：止回板，其具有安放部分，所述安放部分沿着止回板的边缘部分形成，所述安放部分由活塞的另一个端部支撑；以及止回板弹簧，其向所述止回板提供弹性恢复力，使得所述止回板在由活塞的另一个端部支撑的方向上移动。

所述液压型剪式齿轮进一步可以包括：球容纳槽，其形成在止回板的中央部分；止回球，其容纳在所述球容纳槽中，所述止回球的球形表面的一部分由油流动孔的内表面的边缘部分支撑，以打开或关闭油流动孔；以及止回球弹簧，其向止回球提供弹性恢复力，使得止回球在由油流动孔的内表面支撑的方向上移动。

止回板弹簧的两个端部可以支撑在安放部分和工作腔室的另一个端部的内表面之间，而且止回球弹簧的两个端部可以支撑在止回球和球容纳槽的内表面之间。

在与油流动孔连接的活塞的另一个端部的外表面上可以形成有凸缘；形成在止回板上的安放部分可以与所述凸缘紧密地接触；沿着所述安放部分的边缘部分可以形成有油通过槽，使得所述油可以通过所述油通过槽引入到所述油容纳空间中。

所述第一齿轮可以安装至凸轮轴；在凸轮轴中可以形成有轴油通道；在第一齿轮中可以形成有齿轮油通道，以与所述轴油通道连通；齿轮油通道可以与工作腔室的内部连通，使得流过齿轮油通道的油可以供应到工作腔室中。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的实施方案中进行详细陈述，这些附图和实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为分别地显示形成现有的机械剪式齿轮的部分的视图；

图2为分别地显示根据本发明的示例性实施方案的形成液压型剪式齿轮的部分的视图；

图3为分别地显示根据本发明的示例性实施方案的用于活塞的移动操作的部件的视图；

图4为根据本发明的示例性实施方案的剪式齿轮与另一个齿轮啮合的状态的视图；

图5为沿着图4中的线A-A截取的截面的局部放大图；

图6为显示在本发明的示例性实施方案中形成封闭空间的状态的视图，在所述封闭空间中油容纳在油容纳空间中；

图7为用于描述向本发明的示例性实施方案中的工作腔室供油的构造的视图；

图8A和图8B为显示根据本发明的示例性实施方案的齿侧间隙消除之前和之后的齿轮啮合状态的视图。

应当理解，附图不一定是按照比例绘制，而是呈现各种特征的简化表示，以对本发明的基本原理进行说明。本发明所包含的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例呈现在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性的实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为这些示例性的实施方案。另一方面，本发明旨在不但覆盖本发明的示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在本发明的精神和由所附权利要求所限定的范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

将参照所附附图对本发明进行详细描述。

根据本发明的示例性实施方案的液压型剪式齿轮包括第一齿轮10、第二齿轮20以及活塞30。

将参照图2、图3以及图5详细描述本发明。首先，第一齿轮10是联接到凸轮轴80的主齿轮，第一齿轮10具有形成在第一齿轮10中的工作腔室11和供应到工作腔室11中的油。

第二齿轮20是联接到第一齿轮10的侧表面的副齿轮，第二齿轮20设置成可与第一齿轮10同轴地相对旋转。

此外，活塞30供应有供应到工作腔室11中的油，活塞30通过供应到其中的油的压力而在工作腔室11中移动，以在与第一齿轮10的旋转方向相反的旋转方向上施加推动第二齿轮20的力，从而使第二齿轮20旋转。

也就是说，通过由油压移动的活塞30施加的压力，第一齿轮10的齿轮齿和第二齿轮20的齿轮齿通过使第二齿轮20在与第一齿轮10的旋转方向相反的方向上相对旋转而彼此轻微地错位，因此，消除了在与第一齿轮10和第二齿轮20啮合的齿轮之间的齿侧间隙，降低了齿轮咔嗒咔嗒的噪音。

由于通过用根据本发明的示例性实施方案的使用油压的液压方法使第二齿轮20相对旋转，来代替使用剪式弹簧的张力使第二齿轮20相对旋转的现有的机械方法，基本上阻止了由于剪式弹簧的张力减小和销的磨损引起的齿侧间隙反复发生的现有原因，这可以实现能够长时间连续且稳定地使用的齿侧间隙消除***。

同时，将参照图4和图5描述活塞30推动第二齿轮20的示例性实施方案的构造。根据本发明的示例性实施方案，活塞30设置成在与第一齿轮10的径向方向垂直的方向上移动。

此外，支撑部分21在第二齿轮20的径向方向上整体地形成，并且支撑部分21定位成面向活塞30，使得活塞30的移动推动支撑部分21。

也就是说，当活塞30通过油压而线性地移动的时候，支撑部分21设置在活塞30所移动到的位置处，使得活塞30推动支撑部分21并且第二齿轮20与支撑部分21一起围绕其轴线旋转。

此外，如图2和图5所示，活塞30设置成在第一齿轮10的预定的径向位置处朝向第二齿轮20突出。例如，工作腔室11形成为在第一齿轮10的预定的径向位置处朝向第二齿轮20突出，并且在工作腔室11内移动的活塞30也因此设置在朝向第二齿轮20突出的位置处。

因此，活塞30面向支撑部分21，使得可以根据活塞30的运动推动支撑部分21。

此外，如图5所示，根据本发明的示例性实施方案，可以增设使活塞30能够稳定地推动支撑部分21的结构。

到目前为止，根据本发明的示例性实施方案，形成一种结构，其中活塞30设置在工作腔室11中并且工作腔室11的端部是打开的。这里，根据本发明的示例性实施方案，尽管其显示了活塞壳体35嵌入工作腔室11中并且活塞30设置在活塞壳体35中，但是活塞30也可以在没有活塞壳体的情况下直接设置在工作腔室11中。

此外，引导槽22形成在面对工作腔室11的开口端部的支撑部分21中，使得活塞30的朝向工作腔室11的端部移动的部分***到其中。在本例中，活塞30的***到引导槽22中的端部形成为与引导槽22相对应的形状，或者形成为具有比引导槽22略小的横截面积，使得活塞30的端部可以稳定地***到引导槽22中并且按压支撑部分21。

根据如上所述的构造，在本发明的示例性实施方案中，活塞30的端部***到引导槽22中并且与支撑部分21表面接触，因此，由于增加了用于施加推动第二齿轮20的力的接触区域并且待加压的载荷不会集中在任何一个部分上，可以防止由于载荷集中而引起的部分磨损现象并且可以稳定并且连续地消除齿侧间隙。

此外，根据本发明的示例性实施方案，为了润滑活塞30和支撑部分21彼此接触的部分，供应到活塞30中的油可以直接供应到接触部分。

为此目的，在活塞30的一个端部形成有油润滑孔32，油润滑孔32的横截面积小于活塞30的内部空间的横截面积。因此，供应到活塞30中的油通过油润滑孔32直接供应到活塞30与支撑部分21彼此接触的部分，从而改善润滑性能以改善部件的耐磨性。

同时，根据本发明的示例性实施方案，液压型剪式齿轮进一步包括止回阀机构，止回阀机构用于保持供应到工作腔室11中的油的压力。

将参照图3和图5描述上述构造。在工作腔室11的一个端部形成有油流入部分12，并且在活塞30的中间端部形成有供油孔31。

因此，从油流入部分12供应的油通过供油孔31供应到活塞30中，并且推动活塞30中的一个端部，使得活塞30的一个端部移动到工作腔室11的一个端部。

此外，在活塞30的另一个端部形成油流动孔33，并且在活塞30的另一个端部与工作腔室11的另一个端部之间形成油容纳空间14，使得引入到活塞30中的油容纳在油容纳空间14中。

此外，止回阀机构可移动地设置在油容纳空间14中，并且油流动孔33依据止回阀机构的位置打开或关闭。

也就是说，活塞30通过供应到活塞30中的油的压力推动形成在第二齿轮20上的支撑部分21，从而使第二齿轮20旋转。

在如上所述的使第二齿轮20旋转的过程中，供应到活塞30中的油流入到活塞30的另一个端部并且通过油流动孔33引入到油容纳空间14中。

因此，在油填充在油容纳空间14中的状态下，根据止回阀机构的操作关闭油流动孔33。因此，由于活塞30可以通过事实上填充在油流动孔33中的油来保持推动第二齿轮20的支撑部分21的力，因此可以连续且稳定地保持齿轮齿侧间隙消除作用。

作为应用于本发明的止回阀机构的示例性实施方案，止回阀机构包括止回板40和止回板弹簧50。

将参考附图进行详细描述。止动板40具有沿其边缘部分形成的安放部分41，安放部分41由活塞30的另一个端部支撑。

此外，设置有向止回板40提供弹性恢复力的止回板弹簧50，使得止回板40在由活塞30的另一个端部支撑的方向上移动。

也就是说，当活塞30通过供应到活塞30中的油的压力推动止回板40来抵抗止回板弹簧50的弹力时，油可以供应到油容纳空间14中。接下来，当油容纳并且填充在油容纳空间14中并且油的压力稳定时，止回板40可以通过止回板弹簧50的弹性恢复力复位和移动，以阻挡油流动孔33。

然而，根据本发明的示例性实施方案，液压型剪式齿轮进一步可以包括球容纳槽43、止回球60和止回球弹簧70，它们作为形成止回阀机构的部件。

将参考附图进行详细描述。球容纳槽43形成在止回板40的中央部分中。在本例中，球容纳槽43的凹入部分设置成指向油流动孔33。

此外，止回球60容纳在球容纳槽43中，并且止回球60的球形表面的一部分由油流动孔33的内表面的边缘部分支撑，以打开或关闭油流动孔33。

此外，设置有向止回球60提供弹性恢复力的止回球弹簧70，使得止回球60在由油流动孔33的内表面支撑的方向上移动。

也就是说，如图8A所示，在剪式齿轮和与剪式齿轮啮合的齿轮之间存在齿侧间隙的状态下，当油通过油流入部分12供应到活塞30中时，活塞30朝向支撑部分21移动以推动支撑部分21，使第二齿轮20与支撑部分21一起旋转，同时，由于活塞30中的油推动止回球60抵抗止回球弹簧70的弹性力和止回板弹簧50的弹性力，因此油流动孔33打开，如图5所示。

因此，油通过油流动孔33容纳在油容纳空间14中，并且在容纳在油容纳空间14中的油的压力保持平衡之后，止回球60通过止回板弹簧50和止回球弹簧70的弹性恢复力与止回板40一起复位和移动，以关闭油流动孔33，如图6所示。

结果，在油容纳空间14中，可以形成填充有油的封闭空间，并且可以实际上保持在第二齿轮20旋转的状态。

因此，如图8B所示，根据本发明的示例性实施方案的剪式齿轮和与剪式齿轮啮合的齿轮之间的齿侧间隙，通过第一齿轮10与第二齿轮20的轻微错位布置而消除，由此防止了齿轮发生咔嗒咔嗒的噪音。

此外，根据本发明的示例性实施方案，止回板弹簧50的两个端部支撑在安放部分41和工作腔室11的另一个端部的内表面之间，而且止回球弹簧70的两个端部支撑在止回球60和球容纳槽43的内表面之间。

也就是说，通过应用止回板弹簧50和止回球弹簧70的双弹簧作为提供关闭油流动孔33的力的部件，由于油容纳空间14的气密性大大改善，所以可以更稳定地执行齿侧间隙消除作用，并且还由于关闭油流动孔33的止回球60的截面面积较小并且因此改善了打开和关闭操作的灵敏度，因此可以更快地执行齿侧间隙消除作用。

此外，根据本发明的示例性实施方案，可以进一步设置用于使引入到活塞30中的油能够平稳地流入到油容纳空间14中的结构。

为此目的，根据本发明的示例性实施方案，如图3和图5所示，凸缘34形成在活塞30的另一个端部的连接至油流动孔33的外表面上，形成在止回板40上的安放部分41与凸缘34紧密地接触。

因此，沿着安放部分41的边缘部分形成具有凹弧形状的多个油通过槽42，使得油可以通过油通过槽42稳定地引入到油容纳空间14中。

同时，根据本发明的示例性实施方案，可以将从气缸盖供应的油供应到工作腔室11中。

到为此目的，如图8A和图8B所示，根据本发明的示例性实施方案，第一齿轮10安装至凸轮轴80，并且轴油通道81形成在凸轮轴80中，并且从气缸盖供应的油可以供应到轴油通道81。在本例中，凸轮盖可以联接到凸轮轴80的与轴油通道81相对应的部分。

此外，齿轮油通道13形成在第一齿轮10中以与轴油通道81连通，并且齿轮油通道13与工作腔室11的内部连通，使得流过齿轮油通道13的油可以供应到工作腔室11中。

也就是说，当从气缸盖供应的油引入到轴油通道81时，引入到轴油通道81中的油引入到形成在第一齿轮10中的齿轮油通道13中，并且引入到齿轮油通道13中的油引入到形成在工作腔室11的中间端部中的油流入部分12中，使得可以将油供应到工作腔室11。

因此，可以通过经由工作腔室11供应到活塞30的油的压力移动活塞30来推动支撑部分21，结果，通过使第二齿轮20与支撑部分21一起相对于第一齿轮10相对地旋转，来消除第一齿轮10以及第二齿轮20和与它们啮合的另一个齿轮的齿轮齿之间的齿侧间隙。

根据本发明的示例性实施方案，由于通过采用利用油压的液压方法使第二齿轮相对旋转，来代替使用剪式弹簧的张力使第二齿轮相对旋转的现有的机械方法，基本上阻止了由于剪式弹簧的张力减小和销的磨损引起的齿侧间隙反复发生的现有原因，这可以实现能够长时间连续且稳定地使用的齿侧间隙消除***。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“后部”、“内侧”、“外侧”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“内”、“外”、“向前”、“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性具体实施方案的特征。将进一步理解，术语“连接”或其衍生词指的是直接连接和间接连接。

前面对本发明具体示例性的实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围由所附权利要求及其等价形式所限定。

Claims (11)

1.一种液压型剪式齿轮装置，其包括：

第一齿轮，其具有形成在其中的工作腔室，油配置为供应到所述工作腔室中；

第二齿轮，其与第一齿轮同轴设置，所述第二齿轮与所述第一齿轮能够相对旋转；以及

活塞，其安装在第一齿轮中，所述活塞构造为提供有供应到工作腔室中的油，

其中，活塞通过供应到工作腔室中的油的压力而在工作腔室中移动，以在与第一齿轮的旋转方向相反的旋转方向上施加推动第二齿轮的力，从而使第二齿轮旋转。

2.根据权利要求1所述的液压型剪式齿轮装置，

其中，所述活塞设置为在与所述第一齿轮的径向方向垂直的方向上移动；

在所述第二齿轮上沿第二齿轮的径向方向形成有支撑部分，所述支撑部分定位成面向活塞的第一端部，使得当在工作腔室中供应油时所述活塞推动所述支撑部分。

3.根据权利要求2所述的液压型剪式齿轮装置，

其中，所述活塞设置为在第一齿轮的预定的径向位置处朝向所述第二齿轮的支撑部分突出，所述活塞面向所述支撑部分。

4.根据权利要求2所述的液压型剪式齿轮装置，

其中，所述活塞可滑动地设置在工作腔室中；

所述工作腔室的第一端部是打开的；

在支撑部分的面向工作腔室第一端部的端部中形成有引导槽，使得所述活塞的朝向所述工作腔室的第一端部移动的第一端部***到所述引导槽中。

5.根据权利要求2所述的液压型剪式齿轮装置，

其中，在所述活塞的第一端部中形成有油润滑孔，供应到活塞中的油通过所述油润滑孔供应至所述活塞的第一端部与所述支撑部分的端部彼此接触的位置。

6.根据权利要求1所述的液压型剪式齿轮装置，

其中，油流入部分形成在所述工作腔室的预定部分中，所述工作腔室具有第一端部和第二端部；

从所述油流入部分供应的油供应到活塞中，所述活塞具有第一端部和第二端部，从所述油流入部分供应的油推动所述活塞的第二端部，使得所述活塞的第一端部朝向所述工作腔室的第二端部移动；

在所述活塞的第二端部形成有油流动孔；

在所述活塞的第二端部与所述工作腔室的第二端部之间形成油容纳空间，以在油容纳空间中容纳通过供油孔引入到活塞中的油；

其中止回阀机构设置在油容纳空间中，油流动孔由止回阀机构打开或关闭。

7.根据权利要求6所述的液压型剪式齿轮装置，其中，所述止回阀机构包括：

止回板，其具有安放部分，所述安放部分沿着止回板的边缘部分形成，所述安放部分由所述活塞的第二端部支撑；以及

止回板弹簧，其向所述止回板提供弹性恢复力，使得所述止回板在由所述活塞的第二端部支撑的方向上弹性地偏置。

8.根据权利要求7所述的液压型剪式齿轮装置，进一步包括:

球容纳槽，其形成在止回板的中央部分；

止回球，其容纳在所述球容纳槽中，所述止回球的球形表面的一部分由所述油流动孔的内表面的边缘部分支撑，以打开或关闭所述油流动孔；以及

止回球弹簧，其向所述止回球提供弹性恢复力，使得所述止回球在由所述油流动孔的内表面支撑的方向上弹性地偏置。

9.根据权利要求8所述的液压型剪式齿轮装置，

其中，所述止回板弹簧的第一端部和第二端部支撑在所述安放部分与所述工作腔室的第二端部的内表面之间；

所述止回球弹簧的第一端部和第二端部支撑在所述止回球与所述球容纳槽的内表面之间。

10.根据权利要求8所述的液压型剪式齿轮装置，

其中，在与所述油流动孔连接的活塞的第二端部的外表面上形成有凸缘；

形成在所述止回板上的安放部分与所述凸缘接触；

沿着所述安放部分的边缘部分形成有油通过槽，使得油经由所述油通过槽引入到所述油容纳空间中。

11.根据权利要求1所述的液压型剪式齿轮装置，

其中，所述第一齿轮安装至凸轮轴；

所述凸轮轴中形成有轴油通道；

所述第一齿轮中形成有齿轮油通道，以与所述轴油通道流体连通；

所述齿轮油通道与所述工作腔室的内部流体连通，使得流过齿轮油通道的油供应到工作腔室中。

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