DE10154073A1 - Wheel for a wheel drive of an internal combustion engine of a motor vehicle comprises a pressure plate, a pressure device, and a damping device - Google Patents
Wheel for a wheel drive of an internal combustion engine of a motor vehicle comprises a pressure plate, a pressure device, and a damping deviceInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Rad, insbesondere Zahnrad oder Riemenrad, eines Radtriebes, insbesondere eines Stirnrad-, Zahnrad-, Ketten- oder Riementriebes, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, wobei das Rad mit einem kraftübertragenden Mittel, insbesondere wenigstens einem benachbarten Zahnrad, wenigstens einem benachbarten Reibrad, einer Kette, einem Riemen, einem Zahnriemen oder einer Welle, in Eingriff steht bzw. verbunden ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a wheel, in particular a gear or belt wheel, of a wheel drive, in particular a spur gear, gear, chain or belt drive, in particular one Internal combustion engine, in particular a motor vehicle, the wheel having a force-transmitting means, in particular at least one adjacent gear, at least one neighboring friction wheel, a chain, a belt, a Timing belt or a shaft that is engaged or connected, according to Preamble of claim 1.
Zum Dämpfen von Drehschwingungen bei nicht kontinuierlich arbeitenden Antrieben, wie beispielsweise Ottomotoren, ist es beispielsweise aus der EP 0 392 322 bekannt, bei einem kraftübertragenden Zahnradantrieb einen Drehschwingungsdämpfer vorzusehen. Derartige Drehschwingungsdämpfer sind jedoch aufwendig und benötigen zusätzlichen Bauraum. For damping torsional vibrations in drives that do not operate continuously, such as gasoline engines, for example, it is known from EP 0 392 322, a torsional vibration damper for a power-transmitting gear drive provided. However, such torsional vibration dampers are complex and require additional space.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Übertragung von Drehschwingungen und die Geräuschabstrahlung der Kraftübertragung zu verkleinern. The invention has for its object the transmission of torsional vibrations and to reduce the noise emission of the power transmission.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Rad 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 wheel of the above. Kind with the in claim 1 marked features solved. Advantageous embodiments of the invention are shown in the dependent claims.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Rad eine vom Ort der Kraftübertragung radial und/oder axial beabstandete Druckplatte aufweist, welche in Umfangsrichtung schwenkbar bzgl. des Rades an diesem angeordnet ist, wobei eine Andruckeinrichtung vorgesehen ist, welche die Druckplatte in axialer Richtung gegen das Rad drückt, und wobei ferner eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist, welche eine drehschwingungsdämpfende Verbindung zwischen der Druckplatte und dem Rad herstellt. For this purpose, it is provided according to the invention that the wheel one from the place of Power transmission has radially and / or axially spaced pressure plate, which in Circumferential direction is pivotally arranged on the wheel on this, one Pressure device is provided which opposes the pressure plate in the axial direction presses the wheel, and wherein a damping device is also provided, which a torsional vibration damping connection between the pressure plate and the wheel manufactures.
Dies hat den Vorteil, daß in das Rad selbst bereits ein Drehschwingungsdämpfer integriert ist, so daß sich eine kompakte und wenig Bauraum benötigende Konstruktion des Radtriebes ergibt. This has the advantage that a torsional vibration damper is already in the wheel itself is integrated, so that there is a compact construction requiring little installation space of the wheel drive results.
Um einen vorbestimmten Widerstand bzgl. der Verschwenkung zwischen Rad und Druckplatte herzustellen, ist zwischen Rad und Druckplatte ein Reibbelag oder eine rauhe Oberfläche angeordnet. By a predetermined resistance with respect to the pivoting between the wheel and To produce a pressure plate is a friction lining or a between the wheel and the pressure plate rough surface arranged.
Um eine entsprechende Verschwenkbarkeit der Druckplatte bzgl. des Rades herzustellen, ist das Rad auf einer Welle mit Preßpassung und die Druckplatte auf dieser Welle mit einer Spielpassung, oder umgekehrt, angeordnet. For a corresponding pivotability of the pressure plate with respect to the wheel To manufacture, the wheel is on a shaft with an interference fit and the pressure plate on this wave with a clearance fit, or vice versa.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Rad jeweils wenigstens zwei, in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, axiale Bohrungen, insbesondere in Form wenigstens einer gestuften Bohrung und wenigstens einer Durchgangsbohrung, und die Druckplatte in die Bohrungen greifende Stifte, deren Außendurchmesser kleiner ist als ein Innendurchmesser der Bohrung, auf, wobei in Umfangsrichtung abwechselnd ein Teil der Andruckeinrichtung und ein Teil der Dämpfungseinrichtung in den Bohrungen derart angeordnet ist, daß diese Teile die Stifte mit dem Rad verbinden. Die Andruckeinrichtung umfaßt wenigstens eine Kegelfeder oder zylindrische Feder, welche sich an einem Ende in der gestuften Bohrung und an einem gegenüberliegenden Ende an einem freien Ende eines Stiftes der Druckplatte abstützt. Die Dämpfungseinrichtung umfaßt wenigstens einen viskoelastischen Dämpfer, welche sich an einem Ende in der Bohrung und an einem gegenüberliegenden Ende an einem freien Ende eines Stiftes der Druckplatte abstützt. In a preferred embodiment, the wheel has at least two in Axial bores spaced apart from one another in the circumferential direction, in particular in shape at least one stepped bore and at least one through bore, and the Pressure plate in the bores pins, whose outer diameter is smaller than an inner diameter of the bore, alternating in the circumferential direction Part of the pressure device and part of the damping device in the holes is arranged such that these parts connect the pins to the wheel. The Pressure device comprises at least one conical spring or cylindrical spring, which itself at one end in the stepped bore and at an opposite end is supported on a free end of a pin of the pressure plate. The damping device comprises at least one viscoelastic damper located at one end in the Bore and at an opposite end to a free end of a pin supports the pressure 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 in Further 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 eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rades in Form eines Zahnrades für einen Zahnradtrieb in Vorderansicht, Fig. 1 shows a first preferred embodiment of a wheel according to the invention in the form of a gear for a gear train in front view,
Fig. 2 in einer Schnittansicht entlang Linie A-A von Fig. 1, Fig. 2, in a sectional view taken along line AA of Fig. 1
Fig. 3 eine Detailansicht von Bereich S von Fig. 2, Fig. 3 is a detail view of region S of FIG. 2,
Fig. 4 eine Detailansicht von Bereich R von Fig. 2. Fig. 4 is a detail view of region R of FIG. 2.
Fig. 5 eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rades in Form eines Zahnrades für einen Zahnradtrieb in perspektivischer Ansicht, Fig. 5 shows a second preferred embodiment of a wheel according to the invention in the form of a gear for a gear drive in a perspective view;
Fig. 6 in einer Explosionsdarstellung und Fig. 6 in an exploded view and
Fig. 7 in Schnittansicht. Fig. 7 in sectional view.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist ein Zahnrad 10 für einen Zahnradtrieb einer Brennkraftmaschine. Obwohl nachfolgend ein Zahnrad als bevorzugte Ausführungsform detaillierter beschrieben wird, gelten alle Ausführungen analog auch für jedes beliebige Rad und jeden beliebigen Rädertrieb, wie beispielsweise auch für einen Kettentrieb oder Riementrieb. Dieses Zahnrad 10 weist eine Verzahnung 12 auf, welche mit einem oder ggf. mehreren Verzahnungen benachbarter Zahnräder (nicht dargestellt) des Zahnradtriebes kämmt. Am Zahnrad 10 ist, wie im Detail aus Fig. 2 bis 4 ersichtlich, eine Druckplatte 14 angeordnet. Diese Druckplatte 14 weist in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Stifte 16 auf, die jeweils in entsprechende an dem Zahnrad 10 ausgebildete axiale Bohrungen 18 greifen. Die Darstellung mit Stiften 16 ist lediglich beispielhaft. Die Verbindungselemente können beispielsweise auch einteilig (z. B. gesintert) zu dem Zahnrad 10 und/oder der Druckplatte 14 gehören. Die Druckplatte 14 ist in ihrem Umfang kleiner als der Zahnkranz 12 ausgebildet, so daß diese nicht an der Kraftübertragung im Bereich des Zahnkranzes 12 beteiligt ist. The first preferred embodiment of the invention shown in FIGS. 1 to 4 is a gearwheel 10 for a gearwheel drive of an internal combustion engine. Although a gearwheel is described in more detail below as a preferred embodiment, all designs apply analogously to any wheel and any wheel drive, such as, for example, also to a chain drive or belt drive. This gearwheel 10 has a toothing 12 which meshes with one or possibly a plurality of toothings of adjacent gearwheels (not shown) of the gearwheel drive. As can be seen in detail from FIGS. 2 to 4, a pressure plate 14 is arranged on the gearwheel 10 . This pressure plate 14 has circumferentially spaced pins 16 which each engage in corresponding axial bores 18 formed on the gearwheel 10 . The illustration with pins 16 is only an example. The connecting elements can, for example, also belong in one piece (for example sintered) to the gearwheel 10 and / or the pressure plate 14 . The pressure plate 14 is made smaller in its circumference than the ring gear 12 so that it is not involved in the power transmission in the area of the ring gear 12 .
In Umfangsrichtung gesehen sind in den Bohrungen 18 abwechselnd Teile einer Andruckeinrichtung und einer Dämpfungseinrichtung vorgesehen. Wie im Detail aus Fig. 3 ersichtlich, umfaßt ein jeweiliges Teil der Dämpfungseinrichtung einen viskoelastischen Dämpfer 20, welcher innerhalb der Bohrung 18 angeordnet ist und die Druckplatte 14 mit dem Zahnrad 10 verbindet. Hierdurch sind eine Schwingungsbewegungen der Druckplatte 14 relativ zum Zahnrad 10 und damit Drehschwingungen des Zahnrades insgesamt in Umfangsrichtung bedämpft. Seen in the circumferential direction, parts of a pressure device and a damping device are alternately provided in the bores 18 . As can be seen in detail from FIG. 3, a respective part of the damping device comprises a viscoelastic damper 20 which is arranged within the bore 18 and connects the pressure plate 14 to the gearwheel 10 . As a result, vibration movements of the pressure plate 14 relative to the gear 10 and thus torsional vibrations of the gear as a whole are damped in the circumferential direction.
Wie im Detail aus Fig. 4 ersichtlich, ist in jeder zweiten Bohrung 18 eine Kegelfeder 26 als Teil der Andruckeinrichtung angeordnet. Diese Kegelfeder 26 stützt sich mit einem ersten Ende an einem der Druckplatte 14 zugewandten Ende der Bohrung 18 ab. An einem zweiten Ende stützt sich die Kegelfeder 26 an einem freien Ende des Stiftes 16ab, welcher hierzu eine entsprechende umlaufende Erhebung 22 aufweist. Hierdurch ist die Kegelfeder 26 auf Druck belastet und drückt die Druckplatte 14 in axialer Richtung gegen das Zahnrad 10. Im Berührungsbereich zwischen Druckplatte 14 und Zahnrad 10 ist ein Reibbelag 24 oder eine rauhe Oberfläche oder eine beschichtete Oberfläche (z. B. Molybdän) angeordnet. Dieser stellt eine vorbestimmte, der Schwingungsbewegung der Druckplatte 14 bzgl. des Zahnrades 10 entgegen wirkende Reibungskraft zur Verfügung. Auf die Reibeinrichtung 24 kann auch verzichtet werden, wenn die Dämpferelemente 20 eine ausreichende Dämpfung aufweisen. As can be seen in detail from FIG. 4, a conical spring 26 is arranged in every second bore 18 as part of the pressure device. This conical spring 26 is supported with a first end on an end of the bore 18 facing the pressure plate 14 . At a second end, the conical spring 26 is supported on a free end of the pin 16 , which has a corresponding circumferential elevation 22 for this purpose. As a result, the conical spring 26 is loaded under pressure and presses the pressure plate 14 against the gearwheel 10 in the axial direction. A friction lining 24 or a rough surface or a coated surface (eg molybdenum) is arranged in the area of contact between the pressure plate 14 and the gearwheel 10 . This provides a predetermined frictional force which counteracts the oscillating movement of the pressure plate 14 with respect to the gearwheel 10 . The friction device 24 can also be dispensed with if the damper elements 20 have sufficient damping.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist das Zahnrad 10 sechs Bohrungen auf, die in Umfangsrichtung gleichmäßig um einen Winkel von 60° voneinander beabstandet sind. Da in den Bohrungen 18 abwechselnd ein Teil 20 der Dämpfungseinrichtung und ein Teil 26 der Andruckeinrichtung angeordnet ist, sind somit bei dieser bevorzugten Ausführungsform in Umfangsrichtung 3 Kegelfedern um 120° voneinander beabstandet und drei viskoelastische Dämpfer um 120° voneinander beabstandet angeordnet. As can be seen from FIG. 1, the gear wheel 10 has six bores which are evenly spaced from one another in the circumferential direction by an angle of 60 °. Since a part 20 of the damping device and a part 26 of the pressure device are alternately arranged in the bores 18, 3 conical springs are spaced 120 ° apart in this preferred embodiment and three viscoelastic dampers are arranged 120 ° apart.
Die Druckplatte wirkt somit als Dämpfungsmasse zum Dämpfen von Drehschwingungen und als Verbindungsglied zwischen Welle und Zahnrad, wobei die erfindungsgemäße Anordnung zu einer elastischen und gedämpften Entkopplung des Zahnrades von der zugehörigen Welle führt. Da diese Druckplatte 14 ein integraler Bestandteil des Zahnrades 10 selbst ist, entfällt die Notwendigkeit für einen separaten Drehschwingungsdämpfer. In vorteilhafter Weise sind mehrere Zahnräder eines gesamten Zahnradtriebes entsprechend dem oben beschriebenen Zahnrad mit integralem Drehschwingungsdämpfer ausgebildet. Dadurch ergibt sich bei kleinem Bauraumbedarf ein Zahnradtrieb mit guten Eigenschaften bzgl. der Drehschwingungsdämpfung. Zahnrad 10 und Druckplatte 14 sind bevorzugt mit unterschiedlichen Passungen auf einer Welle montiert. Eines von beiden ist mit einer Preßpassung und das entsprechend andere Teil ist mit einer Spielpassung auf der Welle montiert. The pressure plate thus acts as a damping mass for damping torsional vibrations and as a connecting member between the shaft and gear, the arrangement according to the invention leading to an elastic and damped decoupling of the gear from the associated shaft. Since this pressure plate 14 is an integral part of the gear 10 itself, there is no need for a separate torsional vibration damper. Advantageously, a plurality of gearwheels of an entire gearwheel drive are designed in accordance with the gearwheel described above with an integral torsional vibration damper. This results in a gear drive with good properties in terms of torsional vibration damping with a small space requirement. Gear 10 and pressure plate 14 are preferably mounted on a shaft with different fits. One of the two is fitted with a press fit and the other part is fitted with a clearance fit on the shaft.
Die Fig. 5 bis 7 veranschaulichen eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Form eines Zahnrades 10 für einen Zahnradtrieb einer Brennkraftmaschine. Funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 bis 4 bezeichnet, so daß zu deren Erläuterung auf die obige Beschreibung der Fig. 1 bis 4 verwiesen wird. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 bis 7 greifen Schrauben 28 durch sowohl im Zahnrad 10 als auch in der Druckplatte 14 ausgebildete Durchgangsbohrungen 18 hindurch in entsprechende Schraubenhülsen 30 ein. Hierbei werden entsprechende Andruckfedern 26 zwischen Schrauben 28 und Schraubenhülsen 30 vorgespannt. Ferner sind bei jedem zweiten Schrauben-Schraubenhülsen-Paar 28, 30 entsprechende Dämpfungselemente 20 vorgesehen. Die Andruckplatte 14 bildet die vollständige Nabenverbindung 32 zu einer nicht dargestellten Welle aus, wobei das Zahnrad 10 die Nabenverbindung 32 von außen umgreift. The Figs. 5 to 7 illustrate a second preferred embodiment of the invention in the form of a gear 10 for a gear train of an internal combustion engine. Functionally identical parts are designated with the same reference numerals as in FIGS. 1 through 4 so that reference is made to the explanation on the above description of Fig. 1 to 4. In the embodiment according to FIGS. 5 to 7, screws 28 engage in corresponding screw sleeves 30 through through bores 18 formed both in the gearwheel 10 and in the pressure plate 14 . Corresponding pressure springs 26 are prestressed between screws 28 and screw sleeves 30 . Furthermore, corresponding damping elements 20 are provided for every second pair of screws and screw sleeves 28 , 30 . The pressure plate 14 forms the complete hub connection 32 to form a shaft (not shown), the gear wheel 10 encompassing the hub connection 32 from the outside.
Durch die Reduktion bzw. Dämpfung der Drehschwingung und somit der Dämpfung von Drehstößen ergibt sich zusätzlich eine Reduzierung der Geräuschabstrahlung des Zahneingriffes. By reducing or damping the torsional vibration and thus damping Rotational shock also results in a reduction in the noise emission of the Tooth engagement.
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