DE102005019349A1 - Toothed wheel for internal combustion engine consisting of two corresponding wheels which turn relative to each other around common axis when not mounted and fasten together when mounted on gearing - Google Patents

Toothed wheel for internal combustion engine consisting of two corresponding wheels which turn relative to each other around common axis when not mounted and fasten together when mounted on gearing Download PDF

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Abstract

Toothed wheel which, in the direction of its turning axis, consists of a first and second corresponding toothed wheel (1a,1b). The toothed wheels can be turned relative to one another around a common turning axis (2) in their unmounted state. In their mounted state, they can be fastened together with a fastening element using force and/or a positive connection against torsion. The gauge of at least one wheel is dimensioned to correspond with the maximum service loading.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a gear with the features of the preamble of claim 1

Sie geht von der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 203 13 595 U1 aus. In dieser ist ein Zahnrad mit geräuscharmen Laufeigenschaften bekannt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Zahnradpaar, das aus zwei gegeneinander verdrehbaren Zahnrädern besteht, die auf einer gemeinsamen Drehachse gelagert sind, mit einem Gegenzahnrad gemeinsam im Eingriff steht. Jedes der beiden Zahnräder weist in den angrenzenden Seitenflächen eine oder mehrere Aussparungen auf, in denen jeweils ein gemeinsames federndes Element angeordnet ist, über das die Zahnräder untereinander unter Einhaltung der konzipierten äußeren geometrischen Abmessung vorspannbar sind. Nach dem Einbau in einem Getriebe werden die einzelnen Zahnräder stets durch die federnden Elemente gegeneinander verdreht, so dass ein Spiel, welches zwischen den kämmenden Zahnrädern gegeben ist, ausgeglichen wird.It comes from the German utility model DE 203 13 595 U1 out. In this, a gear with low-noise running properties is known, which is characterized in that a pair of gears consisting of two mutually rotatable gears, which are mounted on a common axis of rotation, with a counter gear is engaged together. Each of the two gears has in the adjacent side surfaces on one or more recesses, in each of which a common resilient element is arranged, via which the gears are mutually prestressed in compliance with the designed outer geometric dimension. After installation in a gear, the individual gears are always rotated by the resilient elements against each other, so that a game, which is given between the meshing gears, is compensated.

Nachteilig bei der beschriebenen Zahnradausgestaltung ist die ständige Deformation der federnden Elemente, wodurch Energie vernichtet und somit der Wirkungsgrad des Getriebes verschlechtert wird.adversely in the described gear design is the permanent deformation of the resilient elements, which destroys energy and thus the Efficiency of the transmission is deteriorated.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Zahnrad aufzuzeigen, mit dem in einem Getriebe ein besserer Wirkungsgrad erzielbar ist.task The present invention is a generic gear show, with a transmission in a better efficiency is achievable.

Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Zahnräder in montiertem Zustand mit einem Befestigungselement durch Kraft- und/oder Formschluss gegen eine Verdrehung zueinander sicherbar sind.These The object is achieved by the feature in the characterizing part of the claim 1 solved by that the gears in the assembled state with a fastener by force and / or Positive locking against each other are securable to each other.

Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung entfallen die federnden Elemente, wodurch keine Energie vernichtet wird. Dies bedeutet, dass der Rädertrieb eine geringere Verlustleistung aufweist bzw. dass der Wirkungsgrad verbessert ist. Des weiteren ergibt sich aus der vorgeschlagenen Ausgestaltung eine günstigere Akustik sowie eine größere Robustheit hinsichtlich der Dauerhaltbarkeit. Ferner ist das Zahnrad mit wesentlich geringerem Aufwand zu fertigen.By the proposed embodiment eliminates the resilient elements, whereby no energy is destroyed. This means that the wheel drive has a lower power loss or that the efficiency is improved. Furthermore, it follows from the proposed Design a cheaper Acoustics and a greater robustness in terms of durability. Furthermore, the gear is essential manufacture less effort.

Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 wird die geforderte Dauerhaltbarkeit erreicht.With the embodiment according to claim 2, the required durability is achieved.

Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3 erlaubt ein schnelles, einfaches und kostengünstiges Einlaufen des Getriebes, d. h. bereits nach sehr kurzer Laufzeit des Getriebes stellt durch das Ablösen der Beschichtung das ideale Verdrehflankenspiel ein.The Embodiment according to claim 3 allows a fast, easy and cost-effective running in of the transmission, d. H. already after a very short running time of the transmission sets through the detachment of the Coating the ideal backlash.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in drei Figuren näher erläutert.in the The invention is based on a preferred embodiment closer in three figures explained.

1 zeigt ein eine Aufsicht auf ein Getriebe mit einem erfindungsgemäßen Zahnrad; 1 shows a top view of a transmission with a gear according to the invention;

2 zeigt einen Schnitt durch ein Getriebe mit einem erfindungsgemäßen Zahnrad; 2 shows a section through a transmission with a gear according to the invention;

3 zeigt einen Schnitt durch kämmende Zähne eines Getriebes mit einem erfindungsgemäßen Zahnrad. 3 shows a section through meshing teeth of a transmission with a gear according to the invention.

1 zeigt eine Aufsicht auf ein Getriebe bestehend aus einem erfindungsgemäßen Zahnrad 1, das mit einer in 2 dargestellten Welle 4 verbindbar ist, wobei das Zahnrad 1 mit einem dritten Zahnrad 5 kämmt. Das Zahnrad 1 ist geteilt und besteht in Richtung einer Drehachse 2 aus einem ersten Zahnrad 1a und einem zweiten Zahnrad 1b. Die Zahnräder 1a und 1b weisen jeweils eine zueinander korrespondierende Außengeometrie auf, d. h. die gleichen Durchmesser und Zahnformen. Die Drehachse 2 ist somit eine gemeinsame Drehachse 2 des ersten und des zweiten Zahnrades 1a, 1b. Das erste und das zweite Zahnrad 1a, 1b sind in nicht fest montiertem Zustand gegeneinander verdrehbar und auf einen Wellenstumpf der Welle 4, siehe 2, aufsteckbar und mit einem ersten Befestigungselement 3a, im Ausführungsbeispiel eine Zentralschraube, auf der Welle 4 fest montierbar. 1 shows a plan view of a transmission consisting of a gear according to the invention 1 that with an in 2 represented wave 4 is connectable, with the gear 1 with a third gear 5 combs. The gear 1 is divided and consists in the direction of a rotation axis 2 from a first gear 1a and a second gear 1b , The gears 1a and 1b each have a mutually corresponding outer geometry, ie the same diameter and tooth shapes. The rotation axis 2 is thus a common axis of rotation 2 the first and the second gear 1a . 1b , The first and the second gear 1a . 1b are in not firmly mounted state against each other and rotatable on a stub shaft of the shaft 4 , please refer 2 , attachable and with a first fastener 3a , in the embodiment, a central screw, on the shaft 4 permanently mountable.

Das erste und das zweite Zahnrad 1a, 1b können mit einem zweiten Befestigungselement 3b gegeneinander verspannt werden, um in einem montierten Zustand in einer definierten Lage zueinander drehgesichert zu werden.The first and the second gear 1a . 1b can with a second fastener 3b be braced against each other to be secured against rotation in an assembled state in a defined position to each other.

Hierzu weist eines der Zahnräder 1a, 1b ein Gewinde auf, während das andere Zahnrad ein zum Gewinde korrespondierendes radiales Langloch aufweist, das eine Verdrehung des ersten und des zweiten Zahnrades 1a, 1b relativ zueinander, in nicht fest montiertem Zustand, zulässt. Ein in 1 miteinander kämmender Bereich der Zahnräder 1 und 5 ist strichpunktiert ein gekreist und unterhalb des kämmenden Bereichs zur Veranschaulichung vergrößert dargestellt.For this purpose, one of the gears 1a . 1b a thread, while the other gear has a thread corresponding to the radial slot, the rotation of the first and the second gear 1a . 1b relative to each other, in a non-fixed state, allows. An in 1 meshing portion of the gears 1 and 5 is a dot-dashed one and shown enlarged below the meshing area for purposes of illustration.

2 zeigt einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Zahnrad 1, das auf der Welle 4 mit dem ersten Befestigungselement 3a aufgeschraubt ist. Zur Veranschaulichung der Verdrehsicherung in montiertem Zustand geht der Schnitt auch durch das zweite Befestigungsmittel 3b. 2 shows a section through the gear according to the invention 1 that on the shaft 4 with the first fastener 3a is screwed on. To illustrate the rotation in the assembled state of the cut is also through the second fastener 3b ,

3 zeigt einen Schnitt durch kämmende Zähne eines Getriebes mit einem erfindungsgemäßen Zahnrad 1, wobei die Schnittflächen der Zähne von den Zahnrädern 1a, 1b und 5 unterschiedlich schraffiert dargestellt sind. Vergrößert dargestellt ist ein Verdrehwinkel des ersten Zahnrades 1a zum zweiten Zahnrad 1b, wobei die Zahnflanken des Zahnrades 1a mit den Zahnflanken des dritten Zahnrades 5 miteinander in Wirkverbindung stehen. 3 shows a section through meshing teeth of a transmission with a gear according to the invention 1 , where the cut surfaces of the teeth of the gears 1a . 1b and 5 are shown hatched differently. Enlarged shown is a twist angle of the first gear 1a to the second gear 1b where the tooth flanks of the gear 1a with the tooth flanks of the third gear 5 interact with each other.

Bei einer Montage des Getriebes werden das Zahnrad 1, bestehend aus den Zahnrädern 1a, 1b, sowie das dritte Zahnrad 5 zuerst auf ihre jeweiligen Wellen gesetzt. Anschließend werden das erste und das zweite Zahnrad 1a, 1b so weit gegeneinander verdreht, so dass kein Verdrehflankenspiel zwischen dem Zahnrad 1 und dem dritten Zahnrad 5 mehr vorhanden ist. Im Folgenden werden das erste Zahnrad 1a und das zweite Zahnrad 1b mit Hilfe des zweiten Befestigungselementes 3b gegeneinander verspannt und somit gegen eine Verdrehung zueinander gesichert und mit dem ersten Befestigungselement 3a an der Welle 4 fest montiert. Beim Betrieb des Getriebes wird nun durch natürlichen Abrieb zwischen dem Zahnrad 1 und dem dritten Zahnrad 5 ein „normales" Flankenspiel eingestellt. Für eine Ausgleichswellenanordnung in einer Brennkraftmaschine beträgt ein optimales Verdrehflankenspiel beispielsweise zwischen dem Zahnrad 1 und dem Zahnrad 5 zwischen 20 und 80 μm. Bei einem kleineren Verdrehflankenspiel kann ein sog. Verzahnungssingen auftreten, bei einem größeren Verdrehflankenspiel kann ein sog. Verzahnungsrasseln auftreten.When installing the gearbox, the gear 1 consisting of the gears 1a . 1b , as well as the third gear 5 first set to their respective waves. Subsequently, the first and the second gear 1a . 1b so far against each other twisted, so that no backlash between the gear 1 and the third gear 5 more is available. The following are the first gear 1a and the second gear 1b with the help of the second fastening element 3b braced against each other and thus secured against rotation to each other and with the first fastener 3a on the shaft 4 firmly mounted. When operating the gearbox is now due to natural abrasion between the gear 1 and the third gear 5 For a balance shaft arrangement in an internal combustion engine, an optimal backlash is, for example, between the gear 1 and the gear 5 between 20 and 80 μm. In the case of a smaller circumferential backlash, a so-called toothed ringing can occur; with a larger circumferential backlash, a so-called toothed rattle can occur.

Die Einstellung eines idealen Verdrehflankenspiels kann deutlich vereinfacht und gleichzeitig prozesssicher gemacht werden, indem eine Zahnradbeschichtung vorgesehen wird, wie sie in der deutschen Patentanmeldung DE 100 62 241 beschrieben ist. Eine derartige lösbare Beschichtung ist ausreichend beständig, um dem Einstellvorgang zu widerstehen. Im Betrieb der Brennkraftmaschine löst sich die Beschichtung nach kurzer Laufzeit ab und das gewünschte Verdrehflankenspiel stellt sich ein.The setting of an ideal circumferential backlash can be significantly simplified and at the same time made process-reliable by providing a gear coating, as described in the German patent application DE 100 62 241 is described. Such a releasable coating is sufficiently resistant to withstand the adjustment process. During operation of the internal combustion engine, the coating dissolves after a short time and the desired backlash adjusts itself.

Vorzugsweise wird die Dicke zumindest eines der Zahnräder 1a, 1b entsprechend der maximalen Betriebsbelastung dimensioniert. Die Lagefixierung zwischen den Zahnrädern 1a, 1b kann in weiteren Ausführungsbeispielen durch Kraft- und/oder Formschluss erzielt werden. Das erfindungsgemäße Zahnrad 1 kann sowohl aus Kunststoff, sowie aus Metall oder einem Verbund daraus produziert sein. Darüber hinaus ist auch eine Schräg- oder Geradverzahnung möglich. Anstelle des zentralen ersten Befestigungselementes 3a können das erste und das zweite Zahnrad 1a, 1b auch durch stirnseitig angeordnete Montageelemente, wie beispielsweise Schrauben, miteinander verspannt werden. Bei dieser Ausführungsvariante könne auch die zweiten Befestigungselemente 3b diese Aufgabe mit übernehmen.Preferably, the thickness of at least one of the gears 1a . 1b dimensioned according to the maximum operating load. The position fixation between the gears 1a . 1b can be achieved in other embodiments by force and / or positive engagement. The gear according to the invention 1 can be made of plastic as well as metal or a composite of it. In addition, a helical or straight toothing is possible. Instead of the central first fastener 3a can the first and the second gear 1a . 1b Also by frontally arranged mounting elements, such as screws, are clamped together. In this embodiment, also the second fastening elements 3b take over this task.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ergibt sich eine geringere Verlustleistung des Getriebes, d. h. der Wirkungsgrad des Getriebes wird vergrößert. Darüber hinaus werden akustische Vorteile erzielt, bei geringerem Aufwand bei der Produktion des erfindungsgemäßen Zahnrades 1. Ferner weist das erfindungsgemäße Zahnrad eine große Robustheit hinsichtlich der Dauerhaltbarkeit auf.The inventive design results in a lower power loss of the transmission, ie the efficiency of the transmission is increased. In addition, acoustic advantages are achieved with less effort in the production of the gear according to the invention 1 , Furthermore, the gear according to the invention has a great durability in terms of durability.

11
Zahnradgear
1a1a
Erstes Zahnradfirst gear
1b1b
Zweites Zahnradsecond gear
22
Drehachseaxis of rotation
3a3a
erstes Befestigungselementfirst fastener
3b3b
zweites Befestigungselementsecond fastener
44
Wellewave
55
Drittes Zahnradthird gear

Claims (3)

Zahnrad (1), insbesondere für eine Brennkraftmaschine, das in Richtung einer Drehachse (2) aus zumindest einem ersten und einem zweiten, zueinander korrespondierenden Zahnrad (1a, 1b) besteht, wobei die Zahnräder (1a, 1b) in nicht montiertem Zustand relativ zueinander um die gemeinsame Drehachse (2) verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (1a, 1b) in montiertem Zustand mit einem Befestigungselement (3) durch Kraft- und/oder Formschluss gegen eine Verdrehung zueinander sicherbar sind.Gear ( 1 ), in particular for an internal combustion engine, which in the direction of a rotation axis ( 2 ) of at least a first and a second, corresponding to each other gear ( 1a . 1b ), wherein the gears ( 1a . 1b ) in the unmounted state relative to each other about the common axis of rotation ( 2 ) are rotatable, characterized in that the gears ( 1a . 1b ) in the assembled state with a fastening element ( 3 ) By force and / or positive locking against rotation to each other are securable. Zahnrad nach Patentanspruch 1, wobei jedes Zahnrad (1a, 1b) eine Dicke aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke zumindest eines Zahnrades (1a, 1b) entsprechend der maximalen Betriebsbelastung dimensioniert ist.A gear according to claim 1, wherein each gear ( 1a . 1b ) has a thickness, characterized in that the thickness of at least one toothed wheel ( 1a . 1b ) is dimensioned according to the maximum operating load. Zahnrad nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei das Zahnrad (1) zumindest einen Zahn mit einer Zahnflanke aufweist, die mit einer Zahnflanke eines Zahnes eines weiteren Zahnrades in Wirkverbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanke zumindest eines Zahnrades eine lösbare Beschichtung aufweist.Gear according to claim 1 or 2, wherein the gear ( 1 ) has at least one tooth with a tooth flank, which can be brought into operative connection with a tooth flank of a tooth of another gear, characterized in that the tooth flank of at least one gear has a releasable coating.
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