[发明专利]被涂层的齿轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种被涂层的齿轮和一种用于制造被涂层的齿轮的方法。

背景技术

表面硬化是一种用于硬化驱动部件和齿轮的常见的方法，该方法例如在DE569453A和DE2109494B中进行了描述。由此产生高的表面硬度和压缩应力，这防止了由赫兹压力所引起的磨损和故障形式。

此外已知的是，齿轮的压力负荷区域的特殊涂层能进一步减少磨损。DE19724661C2描述了一种带有在类金刚石结构中的碳的咬合的传动部件以及一种陶瓷的TiN-涂层。当然，被涂层的齿轮在不均匀的负荷的情况下，可能会出现这样的涂层的剥落，从而极大地限制了齿轮的寿命。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种没有这种缺点的被涂层的齿轮。

该目的通过一种被涂层的齿轮来实现，该齿轮包括由基础材料制成的齿轮体，其中，至少在该齿轮体的一个部分上布置有涂层，该涂层比基础材料更硬并且通过接缝被划分为多个相互分离的区段。该目的还通过一种用于制造被涂层的齿轮的方法来实现，该方法包括以下步骤：提供由基础材料制成的齿轮体；以及在该齿轮体的至少一个部分上布置涂层，其中，该涂层比基础材料更硬并且被划分为多个通过接缝相互分离的区段。

在实际应用中，负荷几乎决不会均匀地分布在齿轮的负荷区域上面，特别是在齿面上面，例如受轴的倾斜位置或者壳体的挠性制约。这种不均匀性也可能并不总是通过校正而被抑制，因为校正始终仅对于确定的负荷来讲是优化的。负荷区域、例如齿面因此必须附加地通过弹性变形或者通过跑合磨损以适应不均匀的负荷，并且使之均匀化。由于这两种机制在传统实际应用的磨损保护涂层设计中作为完全封闭的涂层而变得困难，因而至今为止该涂层经常剥落。这一缺点通过根据本发明的磨损保护涂层的分割得以避免。

本发明以这种认识为基础，即通过相对较硬的涂层的分割，该涂层在齿轮中作为磨损保护被涂覆在由较软的基础材料制成的齿轮体上，可能的是，两个有利的性能、即坚固性和柔韧性分布在齿轮的不同的表面水平面上。以下，“层”，“涂层”和“磨损保护涂层”作为意义相同的概念而被使用。

这一被分割的层通过它的硬度提供了磨损保护，而在区段之间的接缝能使单个的区段在负荷的情况下特别地对准。与没有分割的情况相比，被涂层的齿轮的不均匀的负荷可以通过这种方式更好地得到补偿，从而避免涂层的剥落。总体而言，在齿轮的负荷方面可以产生一个更好的性能特征，因为，一方面通过坚硬的表面层提供了磨损保护，并且另一方面通过将层划分为单独的区段而提供了柔韧性和挠性。因此齿轮可以在其被涂层的区域中集这两种通常被视为相对立的特性于一体。

不中断的、即封闭的涂层在负荷情况下通常表现为欠缺柔韧性，与此情况相比，通过本发明或者说通过有利的设计方案，在齿轮表面上、特别是在齿面表面上的均匀的负荷分布是可能的。这改进了对于磨损的保护。

本发明的有利的设计方案和改进方案在从属权利要求中给出。另外，根据本发明的方法也可以根据从属的装置权利要求进一步改进，并且反之亦然。

根据本发明的一个优选的设计方案，涂层形成被涂层的齿轮的表面。用作磨损保护的涂层与制成齿轮体的基础材料相比更硬并且通常情况下更不柔韧，该涂层也就优选地设计为齿轮的外表面。由此该涂层能优化地起到磨损保护涂层的作用。

根据本发明的一个优选的设计方案，涂层布置在齿轮体的至少一个齿面上。齿面一般是齿轮的受到特定程度的负荷的并且因而受到磨损的区域。甚至可能的是，被分割的涂层只布置在齿轮体的齿面上。通过这种方式，例如在齿根区域内的必要的弹性不会受到影响。

为了提高齿轮齿的承载能力，该齿轮齿设置有涂层，该涂层不是被设计为连贯的、或者说封闭的，而是分割的。在互相邻近的区段之间形成接缝，该接缝不具有涂层。根据本发明的一个优选的设计方案，涂层通过这些接缝完全分割开（durchtrennen）。通过这种方式，涂层的单个的区段互相完全分离，并且由此能够互相完全独立对准。涂层中的应力因而继续地得以避免，并且由此防止涂层的剥落。

根据本发明的一个优选的设计方案，接缝延伸至齿轮体内。这意味着，在其上涂覆有涂层的基础材料也优选地在接缝的区域内被切割。通过这种方式形成了齿轮表面、例如齿面，它具有不同硬度的多个突出部（Plateaus）。