DE10002538A1 - Gear mechanism, especially spur gear and camshaft drive for internal combustion engine; has balance wheel between crankshaft and camshaft gears rotatably mounted on support plate - Google Patents

Gear mechanism, especially spur gear and camshaft drive for internal combustion engine; has balance wheel between crankshaft and camshaft gears rotatably mounted on support plate

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Abstract

The gear mechanism has a balance wheel (14) between a crankshaft gear (10) and a camshaft gear (12), which is rotatably mounted on a support plate (16). The support plate is held at least two connection points (18,20) spaced from the rotation axes (11,13) of the crankshaft and camshaft gears. The camshaft gear is held at the engine crankcase. The connection points are formed, to allow the support plate to move in the plane of the mechanism with respect to the crankcase. A unit (30) to apply a force to the support plate is provided, which presses the balance wheel against the crankshaft and camshaft gears.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zahnradtrieb, insbesondere Stirnrad-Nockenwellenantrieb, für eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, wobei der Zahnradtrieb ein antreibendes Rad, insbesondere ein Kurbelwellenrad, wenigstens ein angetriebenes Rad, insbesondere ein Nockenwellenrad, und ein dazwischen angeordnetes Ausgleichrad aufweist, welches drehbar an einer Stützplatte gelagert ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a gear drive, in particular spur gear camshaft drive for an internal combustion engine with a crankcase, in particular one Motor vehicle, the gear drive a driving wheel, in particular a Crankshaft wheel, at least one driven wheel, in particular a camshaft wheel, and has an intermediate compensation wheel which is rotatable on one Support plate is mounted, according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 37 39 243 A1 ist eine Steuerübertragungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine in Form eines Rädertriebes bekannt. Um ein übermäßiges, durch Wärme verursachtes Spiel zwischen den Antriebszahnrädern und den angetriebenen Zahnrädern des Steuergetriebes zu verhindern, ist ein Zwischenzahnrad zwischen dem Antriebszahnrad und dem angetriebenen Zahnrad drehbar an einer Stützplatte gelagert, die ein Ende hat, das mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine oder der Nockenwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist und ein anderes Ende hat, das mit dem Motorblock über eine Verbindung verbunden ist, die eine Kompensation der relativen Wärmedehnung zwischen der Stützplatte und dem Motorblock ermöglicht.DE 37 39 243 A1 describes a control transmission device for a Internal combustion engine known in the form of a gear train. To an excessive, by Heat caused play between the drive gears and the driven ones To prevent gears of the control gear is an intermediate gear between the Drive gear and the driven gear rotatably mounted on a support plate, which has an end with a crankshaft of the internal combustion engine or the Camshaft of the internal combustion engine is connected and has another end that with the engine block is connected via a connection that compensates for the allows relative thermal expansion between the support plate and the engine block.

Aus der US 4 671 223 ist ferner ein Mittenabtrieb für eine Brennkraftmaschine eines Motorrades in Form eines Zahnradantrieb bekannt. Hierbei ist jeder Nockenwellenanordnung einer Zylinderbank eine eigene Verteilerradanordnung zugeordnet. Die Zahnräder der jeweiligen Verteilerradanordnung sind in einem jeweiligen Rahmen gehaltert.From US 4,671,223 there is also a center drive for an internal combustion engine Motorcycle known in the form of a gear drive. Everyone is here Camshaft arrangement of a cylinder bank has its own distributor wheel arrangement assigned. The gears of the respective distributor wheel arrangement are in a respective one Frame held.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zahnradtrieb der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, welcher einen verbesserten Spielausgleich aufweist und eine Ausdehnung bzw. Zusammenziehung von Festrädern des Zahnradtriebes derart ausgleicht, daß sich keine Änderung der Spielqualität ergibt. The present invention has for its object a gear drive to provide the above type, which an improved game balance has and an expansion or contraction of fixed wheels of Gear drive compensates so that there is no change in the game quality.  

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Zahnradtrieb der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a gear drive of the above. Kind of with the in Characteristics characterized claim 1 solved. Advantageous embodiments of the Invention are specified in the dependent claims.

Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Stützplatte an wenigstens zwei Stellen beabstandet von jeweiligen Drehachsen des antreibenden Rades und des angetriebenen Rades am Kurbelgehäuse gehaltert ist, wobei die Verbindungsstellen derart ausgebildet sind, daß sie eine Bewegung der Stützplatte in der Ebene des Zahnradtriebes relativ zum Kurbelgehäuse erlauben, wobei ferner eine Einrichtung zum Beaufschlagen der Stützplatte mit einer vorspannenden Kraft derart vorgesehene ist, daß die vorspannende Kraft das Ausgleichsrad gegen das antreibende Rad und das angetriebene Rad drückt.For this purpose, it is provided according to the invention that the support plate on at least two Set spaced from respective axes of rotation of the driving wheel and driven wheel is held on the crankcase, the connection points are designed such that they move the support plate in the plane of the Allow gear drive relative to the crankcase, with a device for Loading of the support plate with a prestressing force is provided, that the biasing force the differential gear against the driving wheel and driven wheel presses.

Dies hat den Vorteil, daß immer eine optimale Anlage der Zähne des Ausgleichrades an entsprechenden Zähnen von antreibendem Rad und angetriebenem Rad sichergestellt ist, unabhängig von Wärmeausdehnungen bzgl. des antreibenden Rades, des angetriebenen Rades und des Kurbelgehäuses, wobei alle Freiheitsgrade des Ausgleichrades in einer Ebene liegen. Dies erzielt eine saubere bzw. spielfreie Einpassung des Zwischen- bzw. Ausgleichrades und vermeidet eine Überbelastung der Zähne und verringert somit einen entsprechenden Verschleiß. Die Montage ist vereinfacht, da sich das richtige Spiel automatisch durch Vorgabe der die Stützplatte beaufschlagenden Kraft ergibt und so bei der Montage des Stirnrad- Nockenwellenantriebes keine komplizierten Spieleinstellungen bzw. Spieljustierungen durchgeführt werden müssen.This has the advantage that the teeth of the differential wheel always fit optimally appropriate teeth of the driving wheel and driven wheel ensured is, regardless of thermal expansion with respect to the driving wheel, the driven wheel and the crankcase, with all degrees of freedom of Compensating wheel lie in one plane. This achieves a clean or play-free Fitting the idler or differential wheel and avoids overloading the Teeth and thus reduces wear. The assembly is Simplified, since the correct game is automatically determined by the support plate acting force and thus when assembling the spur gear Camshaft drive no complicated game settings or game adjustments must be carried out.

Für einen gleichmäßigen Andruck des Ausgleichrades sowohl an das antreibende Rad als auch an das angetriebene Rad sind jeweilige Drehachsen des antreibenden Rades, des angetriebenen Rades und des Ausgleichrades an den Ecken eines Dreiecks angeordnet und die Verbindungsstellen zwischen Stützplatte und Kurbelgehäuse auf oder benachbart zu einer Winkelhalbierenden von zwei Seiten des Dreieckes, welche von der Drehachse des Ausgleichrades ausgehen, angeordnet. Ferner ist die Einrichtung zum Beaufschlagen der Stützplatte mit einer vorspannenden Kraft derart angeordnet und ausgebildet, daß sie die Kraft auf die Stützplatte entlang der Winkelhalbierenden ausübt. For an even pressure of the differential wheel on both the driving wheel as well as on the driven wheel are respective axes of rotation of the driving wheel, the driven wheel and the differential wheel at the corners of a triangle arranged and the joints between the support plate and crankcase or adjacent to a bisector of two sides of the triangle, which starting from the axis of rotation of the differential wheel, arranged. Furthermore, the facility arranged to act upon the support plate with a prestressing force and trained to exert the force on the support plate along the bisector.  

In einer bevorzugten Ausführungsform greifen an den Verbindungsstellen jeweils Distanzbuchsen durch die Stützplatte, welche mittels in das Kurbelgehäuse eingeschraubten Paßschrauben zentriert sind, wobei die Distanzbuchsen einen kleineren Durchmesser aufweisen als entsprechende Durchgangsbohrungen der Stützplatte an den Verbindungsstellen.In a preferred embodiment, each grips at the connection points Spacers through the support plate, which means in the crankcase screwed fitting screws are centered, the spacers a smaller Have diameters as corresponding through holes in the support plate the connection points.

Zweckmäßigerweise ist die Einrichtung zum Beaufschlagen der Stützplatte mit einer vorspannenden Kraft als ein hydraulisches Federsystem ausgebildet.The device for loading the support plate with is expedient preloading force designed as a hydraulic spring system.

Für eine ungehinderte Bewegung der Stützplatte in der Ebene des Stirnrad- Nockenwellenantriebes innerhalb eines vorbestimmten Bereiches, ohne die kraftbeaufschlagende Einrichtung mitführen zu müssen, weist die Einrichtung zum Beaufschlagen der Stützplatte mit einer vorspannenden Kraft einen Kugelkopf auf, welcher in eine entsprechende kugelförmige Ausnehmung in der Stützplatte greift.For unimpeded movement of the support plate in the plane of the spur gear Camshaft drive within a predetermined range, without the To have to carry force-applying device, the device for Loading the support plate with a preloading force on a ball head, which engages in a corresponding spherical recess in the support plate.

Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen inFurther features, advantages and advantageous configurations of the invention result from the dependent claims, as well as from the following description of the Invention with reference to the accompanying drawings. These show in

Fig. 1 einen Ausschnitt einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zahnradtriebes in schematischer, teilweise aufgebrochenerer Aufsicht und Fig. 1 shows a detail of a preferred embodiment of a gear drive according to the invention in a schematic, partially broken top view and

Fig. 2 in schematischer Schnittansicht entlang Linie I-I von Fig. 1. FIG. 2 in a schematic sectional view along line II of FIG. 1.

Die in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte, bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zahnradtriebes umfaßt ein antreibendes Rad 10, wie beispielsweise ein Kurbelwellenzahnrad, und ein angetriebenes Rad 12, wie beispielsweise ein Nockenwellenrad. Zwischen diesen ist ein Ausgleichrad 14 angeordnet, wobei jeweilige Drehachsen 11, 13, 15 des Kurbelwellenzahnrades 10, des Nockenwellenrades 12 und des Ausgleichrades 14 an den Ecken eines Dreiecks angeordnet sind.The preferred embodiment of a gear drive according to the invention shown schematically in FIGS. 1 and 2 comprises a driving wheel 10 , such as a crankshaft gear, and a driven wheel 12 , such as a camshaft gear. A compensating wheel 14 is arranged between these, with respective axes of rotation 11 , 13 , 15 of the crankshaft gear 10 , the camshaft wheel 12 and the compensating wheel 14 being arranged at the corners of a triangle.

Das Ausgleichsrad ist auf einer Stützplatte 16 drehbar gelagert. Diese Stützplatte 16 ist an zwei Verbindungsstellen 18, 20 an gegenüberliegenden Seiten des Ausgleichrades 14 an einer Gehäusewandung 22 des nicht näher dargestellten Kurbelgehäuses beabstandet von den Drehachsen 11, 13 des Kurbelwellenzahnrades 10 bzw. des Nockenwellenrades 12 gehaltert, wobei alle diese Verbindungsstellen 18, 20 derart ausgebildet sind, daß die Stützplatte 16 mit dem Ausgleichrad 14 relativ zum Kurbelgehäuse in einer Ebene des Zahnradtriebes innerhalb eines vorbestimmten Bereiches bewegbar ist. Damit kann sich in der Ebene des Zahnradtriebes das Ausgleichrad 14 auch relativ bzgl. des Kurbelwellenzahnrades 10 und des Nockenwellenrades 12 bewegen. Die Verbindungsstellen 18, 20 sind in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform auf einer Winkelhalbierenden 24 von zwei Seiten 26, 28 des Dreiecks angeordnet, welche von der Drehachse 15 des Ausgleichrades 14 ausgehen.The differential gear is rotatably mounted on a support plate 16 . This support plate 16 is held at two connection points 18 , 20 on opposite sides of the differential gear 14 on a housing wall 22 of the crankcase, not shown in detail, at a distance from the axes of rotation 11 , 13 of the crankshaft gear 10 or the camshaft gear 12 , all of these connection points 18 , 20 being such are formed so that the support plate 16 with the differential gear 14 is movable relative to the crankcase in a plane of the gear drive within a predetermined range. In this way, in the plane of the gear drive, the differential gear 14 can also move relatively with respect to the crankshaft gear 10 and the camshaft gear 12 . The connecting points 18 , 20 are arranged in the preferred embodiment shown on an bisector 24 from two sides 26, 28 of the triangle, which start from the axis of rotation 15 of the differential wheel 14 .

Diese Bewegungsfreiheit der Stützplatte 16 ausnutzend beaufschlagt eine Einrichtung 30 die Stützplatte 16 entlang der Winkelhalbierenden 24 mit einer Kraft in Richtung Pfeil 32 derart, daß das Ausgleichsrad 14 gegen das Kurbelwellenzahnrad 10 und das Nockenwellenrad 12 gedrückt wird. Diese vorspannende Kraft ist dabei derart gewählt, daß sich eine optimale Anlage und ein optimales Spiel zwischen den Zähnen des Ausgleichrades 14 einerseits und dem Kurbelwellenzahnrad 10 bzw. dem Nockenwellenrad 12 andererseits ergibt. Die Einrichtung 30 umfaßt einen Kugelkopf 34, welcher in eine entsprechende hohlkugelartige Ausnehmung 36 in der Stützplatte 16 greift.This freedom of movement of the support plate 16 acted upon exploiting means 30, the support plate 16 along the bisector 24 with a force in the direction of arrow 32 such that the pinion gear 14 from the crankshaft gear 10 and the camshaft is pressed 12th This prestressing force is chosen such that there is an optimal contact and an optimal play between the teeth of the differential gear 14 on the one hand and the crankshaft gear 10 or the camshaft gear 12 on the other. The device 30 comprises a spherical head 34 which engages in a corresponding hollow spherical recess 36 in the support plate 16 .

An den Verbindungsstellen 18, 20 greift jeweils eine Distanzbuchse 38 durch eine Durchgangsbohrung 40 der Stützplatte 16. Ferner greift durch eine jeweilige Distanzbuchse 38 eine Paßschraube 42, welche in die Gehäusewandung 22 des Kurbelgehäuses eingeschraubt ist und somit eine Halterung der Stützplatte 16 am Kurbelgehäuse herstellt. Die Distanzbuchsen 38 werden durch die jeweilige Paßschraube 42 zentriert. Ein Durchmesser der Distanzbuchsen 38 ist kleiner als ein Durchmesser der Durchgangsbohrungen 40, so daß sich zwischen einer jeweiligen Distanzbuchse 38 und einer Innenwand einer jeweiligen Durchgangsbohrung 40 ein Bereich 44 ergibt, der der Stützplatte 16 eine entsprechende Bewegungsfreiheit zur Verfügung stellt.At the connection points 18 , 20 , a spacer bush 38 engages through a through hole 40 of the support plate 16 . Furthermore, a fitting screw 42 , which is screwed into the housing wall 22 of the crankcase and thus produces a mounting of the support plate 16 on the crankcase, engages through a respective spacer bush 38 . The spacers 38 are centered by the respective fitting screw 42 . A diameter of the spacer bushes 38 is smaller than a diameter of the through bores 40 , so that there is an area 44 between a respective spacer bush 38 and an inner wall of a respective through bore 40 , which provides the support plate 16 with a corresponding freedom of movement.

Das Ausgleichrad 14 ist auf der Stützplatte 16 mittels eines Sicherungsringes 46 gesichert. The differential wheel 14 is secured on the support plate 16 by means of a locking ring 46 .

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SIGN LIST

1010th

antreibendes Rad/Kurbelwellenzahnrad
driving wheel / crankshaft gear

1111

Drehachse des antreibendes Rades/Kurbelwellenzahnrades
Rotation axis of the driving wheel / crankshaft gear

1212th

angetriebenes Rad/Nockenwellenrad
driven wheel / camshaft wheel

1313

Drehachse des angetriebenes Rades/Nockenwellenrads
Rotation axis of the driven wheel / camshaft wheel

1414

Ausgleichrad
Differential wheel

1515

Drehachse des Ausgleichrad
Axis of rotation of the differential wheel

1616

Stützplatte
Support plate

1818th

Verbindungsstelle
Liaison

2020th

Verbindungsstelle
Liaison

2222

Gehäusewandung des Kurbelgehäuses
Casing wall of the crankcase

2424th

Winkelhalbierende
Bisector

2626

Seite des Dreiecks
Side of the triangle

2828

Seite des Dreiecks
Side of the triangle

3030th

Einrichtung
Facility

3232

Pfeil
arrow

3434

Kugelkopf
Ball head

3636

hohlkugelartige Ausnehmung in der Stützplatte
hollow spherical recess in the support plate

3838

Distanzbuchse
Spacer

4040

Durchgangsbohrung
Through hole

4242

Paßschraube
Fitting screw

4444

Bereich
Area

4646

Sicherungsring
Circlip

Claims (6)

1. Zahnradtrieb, insbesondere Stirnrad-Nockenwellenantrieb, für eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, wobei der Zahnradtrieb ein antreibendes Rad (10), insbesondere ein Kurbelwellenrad, wenigstens ein angetriebenes Rad (12), insbesondere ein Nockenwellenrad, und ein dazwischen angeordnetes Ausgleichrad (14) aufweist, welches drehbar an einer Stützplatte (16) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatte (16) an wenigstens zwei Stellen (18, 20) beabstandet von jeweiligen Drehachsen (11, 13) des antreibenden Rades (10) und des angetriebenen Rades (12) am Kurbelgehäuse (22) gehaltert ist, wobei die Verbindungsstellen (18, 20) derart ausgebildet sind, daß sie eine Bewegung der Stützplatte (16) in der Ebene des Zahnradtriebes relativ zum Kurbelgehäuse (22) erlauben, wobei ferner eine Einrichtung (30) zum Beaufschlagen der Stützplatte (16) mit einer vorspannenden Kraft derart vorgesehene ist, daß die vorspannende Kraft das Ausgleichsrad (16) gegen das antreibende Rad (10) und das angetriebene Rad (12) drückt.1. Gear drive, in particular spur gear camshaft drive, for an internal combustion engine with a crankcase, in particular a motor vehicle, the gear drive having a driving wheel ( 10 ), in particular a crankshaft gear, at least one driven wheel ( 12 ), in particular a camshaft gear, and one arranged therebetween Equalization wheel ( 14 ) which is rotatably mounted on a support plate ( 16 ), characterized in that the support plate ( 16 ) at at least two locations ( 18 , 20 ) spaced from respective axes of rotation ( 11 , 13 ) of the driving wheel ( 10 ) and the driven wheel ( 12 ) is held on the crankcase ( 22 ), the connecting points ( 18 , 20 ) being designed such that they permit movement of the support plate ( 16 ) in the plane of the gear drive relative to the crankcase ( 22 ), whereby furthermore, a device ( 30 ) is provided for loading the support plate ( 16 ) with a prestressing force t that the biasing force presses the differential gear ( 16 ) against the driving wheel ( 10 ) and the driven wheel ( 12 ). 2. Zahnradtrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweilige Drehachsen (11, 13, 15) des antreibenden Rades (10), des angetriebenen Rades (12) und des Ausgleichrades (14) an den Ecken eines Dreiecks angeordnet sind und die Verbindungsstellen (18, 20) zwischen Stützplatte (16) und Kurbelgehäuse (22) auf oder benachbart zu einer Winkelhalbierenden (24) von zwei Seiten (26, 28) des Dreieckes, welche von der Drehachse (15) des Ausgleichrades (14) ausgehen, angeordnet sind.2. Gear drive according to claim 1, characterized in that respective axes of rotation ( 11 , 13 , 15 ) of the driving wheel ( 10 ), the driven wheel ( 12 ) and the differential wheel ( 14 ) are arranged at the corners of a triangle and the connection points ( 18 , 20 ) between the support plate ( 16 ) and crankcase ( 22 ) on or adjacent to an bisector ( 24 ) of two sides (26, 28) of the triangle, which emanate from the axis of rotation ( 15 ) of the differential wheel ( 14 ) . 3. Zahnradtrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (30) zum Beaufschlagen der Stützplatte (16) mit einer vorspannenden Kraft derart angeordnet und ausgebildet ist, daß sie die Kraft auf die Stützplatte (16) entlang der Winkelhalbierenden (24) ausübt. 3. Gear drive according to claim 2, characterized in that the device ( 30 ) for loading the support plate ( 16 ) with a prestressing force is arranged and designed such that it exerts the force on the support plate ( 16 ) along the bisector ( 24 ) . 4. Zahnradtrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verbindungsstellen (18, 20) jeweils Distanzbuchsen (38) durch die Stützplatte (16) greifen, welche mittels in das Kurbelgehäuse (22) eingeschraubten Paßschrauben (42) zentriert sind, wobei die Distanzbuchsen (38) einen kleineren Durchmesser aufweisen als entsprechende Durchgangsbohrungen (40) der Stützplatte (16) an den Verbindungsstellen (18, 20).4. Gear drive according to one of the preceding claims, characterized in that at the connection points ( 18 , 20 ) each spacer bushes ( 38 ) through the support plate ( 16 ) which are centered by means of fitting screws ( 42 ) screwed into the crankcase ( 22 ), wherein the spacer bushes ( 38 ) have a smaller diameter than corresponding through bores ( 40 ) of the support plate ( 16 ) at the connection points ( 18 , 20 ). 5. Zahnradtrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (30) zum Beaufschlagen der Stützplatte (16) mit einer vorspannenden Kraft als ein hydraulisches Federsystem ausgebildet ist.5. Gear drive according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 30 ) for loading the support plate ( 16 ) with a biasing force is designed as a hydraulic spring system. 6. Zahnradtrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (30) zum Beaufschlagen der Stützplatte (16) mit einer vorspannenden Kraft einen Kugelkopf (34) aufweist, welcher in eine entsprechende kugelförmige Ausnehmung (36) in der Stützplatte (16) greift.6. Gear drive according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 30 ) for loading the support plate ( 16 ) with a prestressing force has a ball head ( 34 ) which in a corresponding spherical recess ( 36 ) in the support plate ( 16 ) takes effect.
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