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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnrad mit einem ungleichmäßigen Durchmesser, wobei das Zahnrad verwendet wird, um eine Kurbelwelle, eine Nockenwelle oder einen Zahnriemen einer Brennkraftmaschine anzutreiben.
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Die Erfindung geht von einer Vorgängerlösung aus, bei der das durch eine Kette oder einen Gurt angetriebene Zahnrad zum Antreiben einer Kurbelwelle, einer Nockenwelle oder eines Zahnriemens einer Brennkraftmaschine verwendet wird. Gewöhnlich wird ein Zahnrad mit einem gleichmäßigen Durchmesser für derartige Zwecke verwendet. Jedoch wird manchmal ein Zahnrad mit einem ungleichmäßigen Durchmesser verwendet, um eine Spannung einer Kette oder eines Gurts zu reduzieren oder deren Lebensdauer zu verlängern. Das Zahnrad mit ungleichmäßigem Durchmesser kann verwendet werden, um Antriebsgeräusche zu reduzieren. Das Zahnrad mit drei Abschnitten mit großem Durchmesser und drei Abschnitten mit kleinem Durchmesser, wobei es einen dreieckigen Außenumfang ausbildet, wird für eine Maschine mit drei Zylindern verwendet. Das Zahnrad mit einem ovalen Außenumfang wird für eine Maschine mit vier Zylindern verwendet und das Zahnrad mit einem fünfeckigen Außenumfang wird für eine Maschine mit fünf Zylindern verwendet. Ein Radiusunterschied zwischen dem Abschnitt mit großem Radius und dem Abschnitt mit kleinem Radius ist in etwa maximal 2 mm.
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Zum Prüfen eines Außendurchmessers des Zahnrads werden ein Paar Rollen oder Kugeln bei diametrisch gegenüberliegenden Positionen positioniert in die Zahnmulden gesetzt, und ein Abstand zwischen dem Paar Rollen wird gemessen. Der Abstand zwischen einem Paar Rollen wird als Durchmesser mittels Stiften bezeichnet. Der Durchmesser mittels Stiften wird bei dem Fall eines Zahnrads mit einem gleichmäßigen Durchmesser (oder einem gleichmäßigen Außenumfang) leicht gemessen und der Durchmesser mittels Stiften ist bei allen Positionen des Durchmessers gleich. Jedoch, bei dem Fall, bei dem das Zahnrad einen ungleichmäßigen Durchmesser aufweist, unterscheidet sich der Durchmesser mittels Stiften von Position zu Position und es ist schwierig, eine Position zu finden, bei der der Abschnitt mit größtem oder kleinstem Durchmesser liegt, weil der Durchmesserunterschied klein ist (beispielsweise höchstens 2 mm). Deshalb dauert es, die Position mit größtem oder kleinstem Durchmesser zu finden und es ist durchaus möglich, eine nicht beabsichtigte Durchmesserposition zu messen.
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In der Offenlegungsschrift
DE 10 2004 039 070 A1 wird ein unrundes Zahnriemenrad beschrieben. Dieses unrunde Zahnriemenrad weist unterschiedliche Ausführungsbeispiele durch unterschiedlich gestaltete zentrale Öffnungen auf. Dadurch wird das unrunde Zahnrad in seiner phasenrichtigen Drehposition verdrehsicher mit seiner Welle verbunden.
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Das japanische Patent mit der Publikationsnummer
JP H10 148 242 A offenbart ein Kettenrad mit einer zentralen Bohrung und zwei parallel zum Mittelpunkt des Kettenrads liegenden Montagebohrungen. Das Kettenrad weist Markierungen für eine richtige Positionierung der Kettenglieder auf.
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Darstellung der Erfindung
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Die Erfindung wurde hinsichtlich des vorstehend erwähnten Problems gemacht und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Zahnrad (einen verbesserten Zahnkranz) vorzusehen, das Markierungen aufweist, die Positionen von Zähnen mit größtem und kleinstem Radius (Durchmesser) angeben.
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Das Zahnrad besteht aus einer zylindrischen Nabe und einem kreisförmigen Rand (einem Kranz), der einstückig um die zylindrische Nabe ausgebildet ist. Die zylindrische Nabe hat eine axiale Öffnung. Mehrere Zähne sind an einem Außenumfang des kreisförmigen Rands (des Kranzes) ausgebildet. Die Zähne umfassen Zähne mit großem Radius (ein Abstand von der axialen Mitte des Zahnrads zu der Zahnspitze ist groß) und Zähne mit kleinem Radius (ein Abstand von der axialen Mitte des Zahnrads zu der Zahnspitze ist klein). Die Zähne mit großem Radius und die Zähne mit kleinem Radius sind abwechselnd an dem Außenumfang des Zahnrads bei einem gleichen Winkelintervall positioniert. Der Radius (ein Abstand von der axialen Mitte zu einer Zahnspitze) von anderen Zähnen, die zwischen einem Zahn mit großem Durchmesser und einem Zahn mit kleinem Durchmesser positioniert sind, werden graduell und stetig geändert.
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Es kann drei Zähne mit großem Radius und drei Zähne mit kleinem Radius geben, die eine Dreiecksform ausbilden. Es kann zwei Zähne mit großem Radius und zwei Zähne mit kleinem Radius geben, die eine ovale Form ausbilden. Es ist auch möglich, andere Anzahlen von Zähnen mit großem und kleinem Durchmesser vorzusehen. Wenn beispielsweise fünf Paare an Zähnen mit großem und kleinem Durchmesser ausgebildet sind, bildet der Außenumfang des Zahnrads eine fünfeckige Form aus. Da ein Unterschied zwischen dem großen Radius und dem kleinen Radius nicht groß ist (maximal 2 mm), sieht die Form des Außenumfangs des Zahnrads mit bloßem Auge wie eine runde Form aus, selbst wenn sie dreieckig, oval oder fünfeckig ist.
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Eine erste Markierung, die eine Position des Zahns mit großem Durchmesser angibt, und eine zweite Markierung, die eine Position des Zahns mit kleinem Durchmesser angibt, sind an einer Seitenfläche des Zahnrads ausgebildet. Bei einem Messprozess von dem Radius der Zähne, werden die Positionen der Zähne mit großem und kleinem Durchmesser leicht gefunden. Bei einem Montageprozess des Zahnrads an einer Kurbelwelle einer Maschine wird das Zahnrad korrekt bei einer richtigen Winkelposition an der Kurbelwelle befestigt.
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Technische Aufgabe
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Technische Lösung
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Kurze Beschreibung der Abbildungen der Zeichnungen
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Andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden aus einem besseren Verständnis der bevorzugten Ausführungsbeispiele besser verstanden werden, die nachstehend unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben werden.
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1 ist eine Draufsicht, die ein Zahnrad mit einem ungleichmäßigen Radius (Durchmesser) als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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2 ist eine teilweise Querschnittansicht, die eine erste Markierung (niedergedrückt, abgesenkt) zeigt, die den Abschnitt mit größtem Radius angibt, und zwar entlang Linie II-II in 1;
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3 ist eine teilweise Querschnittansicht, die eine zweite Markierung (niedergedrückt, abgesenkt) zeigt, die den Abschnitt mit kleinstem Radius angibt, und zwar entlang Linie III-III in 1;
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4 ist eine Draufsicht eines Zahnrads mit einem ungleichmäßigen Radius (Durchmesser) als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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5 ist eine teilweise Querschnittansicht, die eine erste Markierung (vorstehend) zeigt, die den Abschnitt mit größtem Radius angibt, und zwar entlang Linie V-V in 4; und
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6 ist eine teilweise Querschnittansicht, die eine zweite Markierung (vorstehend) zeigt, die den Abschnitt mit kleinstem Radius angibt, und zwar entlang Linie VI-VI in 4.
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Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
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Weg(e) zur Ausführung der Erfindung
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Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. 1 zeigt ein Zahnrad mit einem ungleichmäßigen Durchmesser. Das Zahnrad besteht aus einer zylindrischen Nabe 1 mit einer axialen Bohrung 10 und einem kreisförmigen Radkranz (Rand) 3, der einstückig mit der zylindrischen Nabe 1 an deren Außenseite ausgebildet ist. An einem Außenumfang des kreisförmigen Radkranzes 3 sind dreißig (30) Zähne 4 ausgebildet. Zahnmulden 17 sind abwechselnd mit den Zähnen 4 ausgebildet. Ein Zahn 4(1) ist der Zahn mit größtem Radius (ein Abstand von der axialen Mitte C zu dem Zahnende ist der größte), und ein Radius jedes Zahns (ein Abstand von der Mitte C zu einem Ende jedes Zahns) wird graduell kleiner, wenn die Zähne im Uhrzeigersinn verlaufen. Das heißt, der Radius des Zahns wird graduell kleiner, und zwar in der Abfolge von: 4(1), 4(2), 4(3), 4(4), 4(5) und 4(6).
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Der Zahn 4(6) ist der Zahn mit kleinstem Radius und ein Radius von jedem Zahn wird graduell größer, und zwar in der Abfolge von: 4(6), 4(7), 4(8), 4(9), 4(10) und 4(11). Der Zahn 4(11) ist der Zahn mit größtem Radius. Auf ähnliche Weise wird der Radius des Zahns graduell kleiner und der Zahn 4(16) ist der Zahn mit kleinstem Radius. Das gleiche wird wiederholt. Der Zahn 4(21) ist der Zahn mit größtem Radius, der Zahn 4(26) ist der Zahn mit kleinstem Radius. Schließlich kehrt die Folge der Zähne zurück zu dem ersten Zahn, d. h. zu dem Zahn mit größtem Radius 4(1).
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Der Außenumfang (Endstücke der Zähne) des Zahnrads bildet eine dreieckige Form aus, wenn er übertrieben betrachtet wird. Jedoch ist die dreieckige Form mit bloßem Auge nicht sichtbar, weil der Unterschied von dem Radius zwischen dem Zahn mit größtem Radius 4(1) und dem Zahn mit kleinstem Radius 4(6) beispielsweise höchstens in etwa 2 mm ist. Eine erste Markierung 5, die die Position jedes Zahns mit größtem Radius 4(1), 4(11), 4(21) angibt, ist bei einem Fuß jedes Zahns mit größtem Radius ausgebildet. Die erste Markierung 5 ist von einer Seitenfläche des Rands 3 niedergedrückt (abgesenkt) und in der radialen Richtung verlängert, und zwar entlang einer Linie, die eine Zahnspitze und die axiale Mitte C verbindet, wie es in den 1 und 2 gezeigt wird.
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Auf ähnliche Weise ist eine zweite Markierung 6, die die Position jedes Zahns mit kleinstem Radius 4(6), 4(16), 4(26) angibt, an einem Fuß jedes Zahns mit kleinstem Radius ausgebildet. Die zweite Markierung 6 ist von einer Seitenfläche des Rands 3 niedergedrückt (abgesenkt) und an einer Linie ausgebildet, die eine Zahnspitze und die axiale Mitte C verbindet, wie es in den 1 und 3 gezeigt ist. Die zweite Markierung 6 ist rund und kleiner als die erste Markierung 5. Auf diese Art und Weise werden die Positionen der drei Zähne mit größtem Radius und der drei Zähne mit kleinstem Radius klar gezeigt, so dass sie mit bloßem Auge sichtbar sind. Das Zahnrad kann aus Gusseisen hergestellt sein und die ersten und zweiten Markierungen 5, 6 können einstückig mit einem Körper des Zahnrads ausgebildet sein.
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Die Markierungen, die die Positionen der Zähne mit größtem und kleinstem Radius angeben, sind bei einem herkömmlichen Zahnrad, das einen ungleichmäßigen Durchmesser aufweist, nicht ausgebildet. Deshalb ist es schwierig, bei einem Prozess eines Messens von Abmessungen der Zähne die Positionen von größten und kleinsten Zähnen zu bestimmen. Es ist auch schwierig, das Zahnrad bei einem Montageprozess korrekt einzubauen. Da die Positionen der Zähne mit dem größten und dem kleinsten Radius durch die ersten und die zweiten Markierungen gemäß der Erfindung klar angegeben werden, wird der Prozess eines Messens von Abmessungen der Zähne vereinfacht. Außerdem wird das Zahnrad gemäß der Erfindung leicht an einer Maschine montiert, und zwar beispielsweise mit einer korrekten Winkelbeziehung zu einer Kurbelwelle.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 beschrieben. Ein Zahnrad mit einem ungleichmäßiger Durchmesser besteht aus einer zylindrischen Nabe 11 mit einer axialen Öffnung 20 und einem kreisförmigen Rand 13, der einstückig mit der zylindrischen Nabe 11 ausgebildet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Zähne mit größtem Radius die Zähne 14(1) und 14(16), die bei gegenüberliegenden Enden einer Durchmesserlinie positioniert sind. Die Zähne mit kleinstem Radius sind ein Paar Zähne 14(8) und 14(9) und ein anderes Paar an Zähnen 14(23) und 14(24). Der Radius jedes Zahns (ein Abstand von einer Zahnspitze zu der axialen Mitte C) ändert sich graduell zwischen dem Zahn mit größtem Radius und dem Zahn mit kleinstem Radius in der gleichen Art und Weise, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Außenumfang (Endstücke der Zähne) des Zahnrads bildet ein Oval aus, wenn man ihn genau betrachtet. Jedoch ist die ovale Form mit bloßem Auge nicht sichtbar, weil der Unterschied des Radius zwischen dem Zahn mit größtem Radius 14(1) und dem Zahn mit dem kleinsten Radius 14(8) beispielsweise höchstens in etwa 2 mm ist.
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Erste Markierungen 15, die die Positionen von zwei Zähnen mit größtem Radius angeben, sind bei einem Fuß von jedem größten Zahn ausgebildet und sind an der Durchmesserlinie positioniert und entlang der Durchmesserlinie verlängert. Zweite Markierungen 16, die die Positionen von Zähnen mit kleinstem Radius angeben, sind bei Mulden 17 zwischen jedem Paar der Zähne mit kleinstem Radius 14(8), 14(9); und 14(23), 14(24) ausgebildet. Die zweiten Markierungen 16, von denen eine jede eine runde Form hat, sind an der anderen Durchmesserlinie positioniert. Beide Durchmesserlinien kreuzen sich einander in einem rechten Winkel (90°).
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Wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, stehen sowohl die ersten, als auch die zweiten Markierungen 15, 16 von der Fläche des kreisförmigen Rands 13 vor. Das Zahnrad von diesem Ausführungsbeispiel ist aus einem gesinterten hochfesten Stahl durch Pulvermetallurgie hergestellt. Die ersten und die zweiten Markierungen 15, 16 sind einstückig mit dem Körper des Zahnrads ausgebildet.
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Da die Positionen der Zähne mit größtem Radius und mit kleinstem Radius klar durch die ersten und die zweiten Markierungen 15, 16 angegeben werden, können die Abmessungen der Zähne wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel leicht gemessen werden. Da die Form des Zahnrads von diesem Ausführungsbeispiel oval ist, können ein Paar Stifte bei einem Paar Mulden 17 positioniert werden und die Abmessung des Zahnrads kann basierend auf dem Durchmesser mittels Stiften gemessen werden. Bei einem Montageprozess kann das Zahnrad beispielsweise leicht an einer Kurbelwelle montiert werden, und zwar mit der korrekten Winkelbeziehung, weil die Positionen der Zähne mit größtem und kleinstem Radius klar durch die ersten und zweiten Markierungen gezeigt wird.
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Während die Erfindung unter Bezugnahme auf die vorangehenden bevorzugten Ausführungsbeispiele gezeigt und erklärt wurde, wird es Fachleuten offensichtlich sein, dass Änderungen bei der Form und den Details durchgeführt werden können, ohne von dem Anwendungsbereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
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Ein Zahnrad hat eine zylindrische Nabe (1, 11) mit einer axialen Öffnung (10, 20) und einem kreisförmigen Rand (3, 13), der einstückig um die zylindrische Nabe ausgebildet ist. Mehrere Zähne (4, 14), wobei jeder einen sich graduell ändernden Abstand (Radius) von der axialen Mitte aufweist, sind an einem Außenumfang des Zahnrads ausgebildet. Beispielsweise kennen zwei Zähne mit großem Radius und zwei Zähne mit kleinem Radius bei gleichem Abstand ausgebildet sein, wodurch sie eine ovale Form ausbilden. Drei Zähne mit großem Radius und drei Zähne mit kleinem Radius können mit gleichmäßigem Abstand vorgesehen sein, wodurch sie eine dreieckige Form ausbilden. Eine erste Markierung (5, 15), die die Position des Abschnitts mit großem Radius angibt, und eine zweite Markierung (6, 16), die den Abschnitt mit kleinem Radius angibt, sind an einer Seitenfläche des Zahnrads ausgebildet. Diese Markierungen werden in geeigneter Weise verwendet, um Winkelpositionen der Zähne mit großem und kleinem Radius bei einem Prozess eines Messens von Abmessungen der Zähne und bei einem Prozess eines Montierens des Zahnrads an einer Kurbelwelle eines Maschine zu finden.
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- Gewerbliche Anwendbarkeit
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- Freier Text des Sequenzprotokolls
